ไมโครโปรเซสเซอร์ - การจำแนกประเภท

ไมโครโปรเซสเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท -

โปรเซสเซอร์ RISC

RISC ย่อมาจาก Reduced Instruction Set Computer. ออกแบบมาเพื่อลดเวลาในการดำเนินการโดยทำให้ชุดคำสั่งของคอมพิวเตอร์ง่ายขึ้น การใช้ตัวประมวลผล RISC แต่ละคำสั่งต้องการรอบสัญญาณนาฬิกาเพียงรอบเดียวในการดำเนินการผลลัพธ์ในเวลาดำเนินการที่สม่ำเสมอ สิ่งนี้จะลดประสิทธิภาพเนื่องจากมีโค้ดจำนวนมากขึ้นดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ RAM มากขึ้นในการจัดเก็บคำแนะนำ คอมไพเลอร์ยังต้องทำงานมากขึ้นเพื่อแปลงคำสั่งภาษาระดับสูงเป็นรหัสเครื่อง

โปรเซสเซอร์ RISC บางตัว ได้แก่ -

  • เพาเวอร์พีซี: 601, 604, 615, 620
  • DEC Alpha: 210642, 211066, 21068, 21164
  • MIPS: TS (R10000) โปรเซสเซอร์ RISC
  • PA-RISC: HP 7100LC

สถาปัตยกรรมของ RISC

สถาปัตยกรรมไมโครโปรเซสเซอร์ RISC ใช้ชุดคำสั่งที่ปรับให้เหมาะสมที่สุด ใช้ในอุปกรณ์พกพาเช่น Apple iPod เนื่องจากประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

ลักษณะของ RISC

ลักษณะสำคัญของโปรเซสเซอร์ RISC มีดังต่อไปนี้ -

  • ประกอบด้วยคำแนะนำง่ายๆ

  • รองรับรูปแบบข้อมูลประเภทต่างๆ

  • ใช้โหมดการกำหนดแอดเดรสอย่างง่ายและคำแนะนำความยาวคงที่สำหรับการวางท่อ

  • รองรับการลงทะเบียนเพื่อใช้ในบริบทใด ๆ

  • เวลาดำเนินการหนึ่งรอบ

  • คำแนะนำ“ LOAD” และ“ STORE” ใช้เพื่อเข้าถึงตำแหน่งหน่วยความจำ

  • ประกอบด้วยการลงทะเบียนจำนวนมากขึ้น

  • ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์จำนวนน้อยกว่า

โปรเซสเซอร์ CISC

CISC ย่อมาจาก Complex Instruction Set Computer. ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดจำนวนคำสั่งต่อโปรแกรมโดยไม่สนใจจำนวนรอบต่อคำสั่ง เน้นที่การสร้างคำสั่งที่ซับซ้อนลงในฮาร์ดแวร์โดยตรง

คอมไพเลอร์ต้องทำงานน้อยมากในการแปลภาษาระดับสูงเป็นภาษาระดับแอสเซมบลี / รหัสเครื่องเนื่องจากความยาวของโค้ดค่อนข้างสั้นจึงต้องใช้ RAM น้อยมากในการจัดเก็บคำสั่ง

โปรเซสเซอร์ CISC บางตัว ได้แก่ -

  • ไอบีเอ็ม 370/168
  • VAX 11/780
  • Intel 80486

สถาปัตยกรรมของ CISC

สถาปัตยกรรมได้รับการออกแบบมาเพื่อลดต้นทุนหน่วยความจำเนื่องจากจำเป็นต้องใช้พื้นที่จัดเก็บข้อมูลมากขึ้นในโปรแกรมขนาดใหญ่ทำให้ต้นทุนหน่วยความจำสูงขึ้น ในการแก้ไขปัญหานี้จำนวนคำสั่งต่อโปรแกรมสามารถลดลงได้โดยการฝังจำนวนการดำเนินการไว้ในคำสั่งเดียว

ลักษณะของ CISC

  • โหมดการกำหนดแอดเดรสที่หลากหลาย
  • คำแนะนำจำนวนมากขึ้น
  • รูปแบบคำสั่งที่มีความยาวผันแปรได้
  • อาจต้องใช้หลายรอบเพื่อดำเนินการหนึ่งคำสั่ง
  • ตรรกะการถอดรหัสคำสั่งมีความซับซ้อน
  • ต้องมีคำสั่งเดียวเพื่อรองรับโหมดการกำหนดแอดเดรสหลายโหมด

โปรเซสเซอร์พิเศษ

นี่คือโปรเซสเซอร์ที่ออกแบบมาเพื่อวัตถุประสงค์พิเศษบางประการ มีการพูดคุยสั้น ๆ เกี่ยวกับโปรเซสเซอร์พิเศษบางส่วน -

ตัวประมวลผลร่วม

โปรเซสเซอร์ร่วมคือไมโครโปรเซสเซอร์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งสามารถจัดการกับฟังก์ชันเฉพาะของมันได้เร็วกว่าไมโครโปรเซสเซอร์ทั่วไปหลายเท่า

For example - ตัวประมวลผลร่วมคณิตศาสตร์

โปรเซสเซอร์ร่วมคณิตศาสตร์ของ Intel บางตัว ได้แก่ -

  • 8087 ใช้กับ 8086
  • 80287 - ใช้กับ 80286
  • 80387 - ใช้กับ 80386

อินพุต / เอาท์พุตโปรเซสเซอร์

เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษโดยมีหน่วยความจำภายในเป็นของตัวเองซึ่งใช้เพื่อควบคุมอุปกรณ์ I / O ที่มีการเกี่ยวข้องกับ CPU น้อย

For example -

  • คอนโทรลเลอร์ DMA (เข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง)
  • ตัวควบคุมคีย์บอร์ด / เมาส์
  • ตัวควบคุมการแสดงผลกราฟิก
  • ตัวควบคุมพอร์ต SCSI

Transputer (คอมพิวเตอร์ทรานซิสเตอร์)

Transputer เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษโดยมีหน่วยความจำภายในของตัวเองและมีลิงค์สำหรับเชื่อมต่อเครื่องขนส่งหนึ่งเครื่องกับเครื่องขนส่งอื่นสำหรับการสื่อสารระหว่างโปรเซสเซอร์ ได้รับการออกแบบครั้งแรกในปี 1980 โดย Inmos และมีเป้าหมายเพื่อการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยี VLSI

Transputer สามารถใช้เป็นระบบโปรเซสเซอร์เดียวหรือสามารถเชื่อมต่อกับลิงค์ภายนอกซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการก่อสร้างและเพิ่มประสิทธิภาพ

For example - โปรเซสเซอร์ T212 16 บิต 32 บิต T425 จุดลอยตัว (T800, T805 & T9000)

DSP (ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิตอล)

โปรเซสเซอร์นี้ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อประมวลผลสัญญาณอนาล็อกให้อยู่ในรูปแบบดิจิทัล ทำได้โดยการสุ่มตัวอย่างระดับแรงดันไฟฟ้าในช่วงเวลาปกติและแปลงแรงดันไฟฟ้าในทันทีนั้นให้อยู่ในรูปแบบดิจิทัล กระบวนการนี้ดำเนินการโดยวงจรที่เรียกว่าตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอลตัวแปลง A ถึง D หรือ ADC

DSP ประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้ -

  • Program Memory - จัดเก็บโปรแกรมที่ DSP จะใช้ในการประมวลผลข้อมูล

  • Data Memory - จัดเก็บข้อมูลที่จะดำเนินการ

  • Compute Engine - ดำเนินการประมวลผลทางคณิตศาสตร์การเข้าถึงโปรแกรมจากหน่วยความจำโปรแกรมและข้อมูลจากหน่วยความจำข้อมูล

  • Input/Output - เชื่อมต่อกับโลกภายนอก

การใช้งานคือ -

  • การสังเคราะห์เสียงและดนตรี
  • การบีบอัดเสียงและวิดีโอ
  • การประมวลผลสัญญาณวิดีโอ
  • การเร่งกราฟิก 2D และ 3D

For example - ซีรี่ส์ TMS 320 ของ Texas Instrument เช่น TMS 320C40, TMS320C50