İlk Mikroişlemci Intel 4004 gibi, Ted Hoff, Masatoshi Shima, Federico Faggin ve Stanley Mazor tarafından icat edildi. Bu işlemcilerin boyutu 8 bit işlemciler (bir seferde yalnızca 1 bayt okur veya yazar), 16 bit (bir seferde yalnızca 2 bayt okur veya yazar), 32 bit (bir seferde yalnızca 4 bayt okur veya yazar) ve 64 bittir ( bir seferde tek baytı okur veya yazar). Programcı tarafından assembly dilinde yazılan programa bağlı olarak tüm işlemleri veya fonksiyonları yerine getirir ve ömrü 3000 saatten fazladır. Hemen hemen tüm ev elektroniği ürünleri bir mikroişlemci içerir, bazı örnekler çamaşır makineleri, buzdolapları, gayzerler, alarm sistemleri, mikrodalga fırın, dizüstü bilgisayarlar vb.
Mikroişlemci nedir?
Mikroişlemci çoğunlukla gömülü kontrol uygulamaları ev uygulamaları, otomobiller ve bilgisayar çevre birimleri gibi. Entegre bir elektronik devre bir bilgisayarın veya diğer dijital cihazların CPU'nun veya merkezi işlem biriminin tüm işlevlerini kontrol eden. CPU'nun tüm işlevi, ikili verileri girdi olarak kabul eden ve bu verileri verilen talimatlara göre işleyen ve ardından çıktı üreten tek bir entegre devre tarafından kontrol edilir. Bu işlemci, aşağıdakiler gibi milyonlarca küçük bileşen içerir: transistörler , kayıtlar ve diyotlar. Bu işlemcinin blok şeması aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.
mikroişlemci blok diyagramı
Mikroişlemcinin Bileşenleri
Bu işlemcinin bileşenleri ALU, Kontrol birimi, Giriş-çıkış cihazları ve Kayıt dizisidir.
- ALU (aritmetik mantık birimi) hem aritmetik hem de mantıksal işlemleri gerçekleştirir. Toplama, çıkarma, çarpma, bölme gibi aritmetik işlemler ve NOR, AND, NAND, OR, XOR, NOT, XNOR vb. Mantıksal işlemler.
- Kontrol ünitesi komutları kontrol etmek için kullanılır ve diğer bileşenleri çalıştırmak için sinyaller üretir.
- Kayıt dizisi kayıtlardan oluşur. Kayıtlar programcı tarafından rastgele verileri depolamak için kullanılanlar genel amaçlı kayıtlar olarak bilinir ve bir programcı tarafından verileri depolamak için kullanılmayan kayıtlar, ayrılmış kayıtlar olarak bilinir. Kaydın uzunluğu, bilgisayarın kelime uzunluğu olarak bilinir.
- Giriş-çıkış cihazları, mikro bilgisayarlar ve harici cihazlar arasında veri aktarımı için kullanılır.
Mikroişlemciler Nasıl Yapılır?
Mikroişlemciler silikon veya germanyumdan yapılmıştır. Silikon ve germanyum yarı iletkendir, neredeyse tüm elektronik bileşenler bu yarı iletkenler tarafından yapılır.
Mikroişlemci Nesilleri
Bu işlemcinin esas olarak aşağıdakileri içeren beş nesli vardır.
- Birinci Nesil Mikroişlemci : İlk nesil işlemciler, 1971 - 1972'de piyasaya sürülen 4 bitlik mikroişlemcilerdir.
- İkinci Nesil Mikroişlemci : İkinci nesil işlemciler, 1973'te piyasaya sürülen 8 bitlik mikroişlemcilerdir.
- Üçüncü Nesil Mikroişlemci : Üçüncü nesil işlemciler, 1978'de piyasaya sürülen 16 bitlik mikroişlemcilerdir.
- Dördüncü Nesil Mikroişlemci : Dördüncü nesil işlemciler 32 bit mikro işlemcilerdir.
- Beşinci Nesil Mikroişlemci : Beşinci nesil işlemciler 64 bit mikroişlemcidir.
Mikroişlemcinin Çalışması
Çıktı almak için, ilk mikroişlemci talimatları bilgisayar belleğinden alır ve daha sonra kodunu çözer ve sonuç olarak ikili bir biçimde bu talimatları yürütür. Verilen mikroişlemcinin gücü bit cinsinden ölçülür.
Bu işlemci aşağıdaki adımları kullanarak talimatı yürütür
mikroişlemci
- Getiriliyor (IF): Talimatı bellekten alan mikroişlemcinin ilk adımıdır.
- Kod çözme (ID): Talimatı çözmek için kullanılan mikroişlemcinin ikinci aşamasıdır.
- Yürütme (EX): Talimatları ve çıktıyı yürüten bu işlemcinin son adımıdır.
Mikroişlemci Türleri
İşlemci türleri aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
- Vektör İşlemciler: Vektör işlemci vektör hesaplamaları için tasarlanmıştır ve bir işlenenler dizisidir. Yüksek yoğunluklu veri işleme için çok sayıda değişkeni depolamak için vektörleri kullanma işlemidir. Hava tahmini, insan genom haritalama, GIS verileri, vektör işlemcilerinin bazı örnekleridir: IBM 390 / VF, DEC’S vax 9000, vb.
- İşlemciler veya SIMD İşlemciler: Bir dizi işlemci ayrıca vektör hesaplamaları için tasarlanmıştır ve tek talimatlı çoklu veri (SIMD) işlemcisidir. SIMD'nin uygulamaları arasında görüntü işleme, 3B oluşturma, konuşma tanıma, ağ oluşturma, DSP işlevleri vb. Yer alır.
mikroişlemci türleri
- Skaler ve Superscalar İşlemciler: Skaler verileri yürüten işlemci, skaler işlemci olarak bilinir. Skaler işlemciler RISC skaler işlemci veya CISC skaler işlemcidir. Süper skalar işlemci, saat döngüsü başına birden fazla talimat yürütür ve birden çok işlem hattına sahiptir.
- Dijital Sinyal İşlemcileri: Dijital sinyal işlemcileri, sinyalleri dijital biçimde işlemek için kullanılır. DSP'nin uygulamaları ses sinyali işleme, dijital görüntü işleme, video sıkıştırma, ses sıkıştırma, konuşma işleme ve tanıma vb .'dir. Dijital sinyal işlemcileri Motorola 56000, ulusal lm 32900 vb.
- RISC İşlemcileri: RISC'nin tam formu, indirgenmiş komut seti bilgisayardır. Bu işlemcideki talimatlar karmaşık değildir. Video işleme, telekomünikasyon ve görüntü işleme gibi üst düzey uygulamalarda kullanılır.
- CISC İşlemcileri: CISC'nin tam formu, karmaşık bir komut seti bilgisayardır. Bu işlemcideki talimatlar karmaşıktır. Hesaplamalar için harici bir hafıza gerektirir. CISC mimarisi, güvenlik sistemleri, ev otomasyonu vb. Düşük kaliteli uygulamalarda kullanılır.
- ASIC İşlemcileri: ASIC, uygulamaya özel entegre devreler anlamına gelir. Özel işlevler veya uygulamalar için uygulanır.
Mikroişlemcinin En İyi Şirketleri
AMD (gelişmiş mikro cihazlar), Intel, Nvidia, Marvell teknoloji grubu, Enoceangmbh, Ensilica, ARM, Adapteva bu işlemcinin en iyi şirketlerinden bazılarıdır. AMD (gelişmiş mikro cihazlar) şirketi kısa süre önce AMD ryzen 9 3900x, AMD ryzen 5 2600x, vb. Uyguladı ve en iyi mikroişlemci Intel core i9-9900k.
Başvurular
Bu işlemcinin uygulamaları aşağıdakileri içerir.
- Oyun
- Web taraması
- Belgelerin oluşturulması
- Matematiksel hesaplamalar
- Simülasyonlar
- fotoğraf düzenleme
- Ev içi cihazlar
- Otomotiv elektroniğinde
- Ölçümde
- Mobil elektronikte
- İçinde bina otomasyonu vb
Avantajlar
Bu işlemcinin avantajları aşağıdakileri içerir
- Düşük maliyetli
- Yüksek hız
- Küçük boyutlu
- Düşük güç tüketimi
- Çok yönlü
- Dürüst
- Taşınabilir
- Uygulaması kolay
- Değiştirmesi kolay
Dezavantajları
Bu işlemcinin dezavantajları aşağıdakileri içerir.
- Kayan nokta işlemleri desteklenmez.
- Bazen aşırı ısınabilir.
Dolayısıyla, bu tamamen mikroişlemci . Bu işlemcinin neredeyse tüm elektronik ürünlerde kullanılabilen en iyi teknolojilerden biri olduğunu biliyoruz. Diğer teknolojilere göre kullanımı her geçen gün artmakta, maliyeti daha az ve mikroişlemcinin hızı yüksektir. İşte size bir soru - şu anda kullanılan gelişmiş mikroişlemci nedir?
