+

فهرست مطالب : 

• میکروپروسسور چیست؟
• میکروپروسسور به عنوان قلب یک کامپوتر
• System Bus
• Data Bus
• Adress Bus
• Control Bus
• بعضی اصطلاحات مهم
• حافظه ها
• RAM ها
• RAM  استاتیک
• RAM دینامیک
• ROM ها
• PROM ها
• EPROM ها
• EEPROM ها
• RAM 6116
• تاریخچه مختصری از CPU
• درون CPU ها
• منابع

.

بخشی از متن : 

میکروپروسسور چیست؟

بعضی ها ممکن است پاسخ دهند: یک کامپیوتر بسیار کوچک.گروهی یک کامپیوتر شخصی رومیزی و باز گروهی دیگر بگویند:کامپیوتری بر روی یک تراشه.

وازه میکروپروسسور در صنعت نیمه هادی توسط شرکت Intel ابداع شد.آنها این واژه را برای توصیف یک مدار مجتمع ماشین حساب گونه ی چهار بیتی که تازه طرح کرده بودند به کار بردند.

امروزه میکروپروسسور به آی سی هایی گفته می شود که اساس یک میکرو کامپیوتر را تشکیل می دهند.مثلا کامپیوتر شخصی IBM بر اساس میکروپروسسور Intel 8088 ؛اپل مکینتاش (Apple Macintosh)بر اساس موتورولا Motorola 68000 ساخته شده اند.

بعضی سازندگان به کار بردن چند میکرو پروسسور در یک کامپیوتر را مفید تشخیص داده اند.یکی از این میکرو پروسسورها برای کنترل صفحه کلید؛دومی برای پرداختن به عملیات ورودی/خروجی؛سومی برای کنترل وسایل ذخیره سازی انبوه (دیسک گردانها) وچهارمی به عنوان پروسسور اصلی سیستم می توانند به کار روند.

مدل برنامه نویسی یک میکروپروسسور سازمان داخلی پروسسور را نشان می دهد.عناصر نوعی موجود در آن:مدل انباره(انباره:رجیست داده در CPU )؛رجیسترهای همه منظوره(رجیستر:یک مجموعه فیلیپ فلاپ دارای خط ساعت مشترک که برای ذخیره کردن چند بیت به کار میروند.)؛رجیستر پرچم(پرچم:فیلیپ فلاپهای داخل میکروپروسسور که با توجه به آخرین دستور انجام شده Set یا Reset می شوند.)؛رجیستر اشاره گر پشته(SP) (پشته:فضایی از RAM که به صورت ورودی آخر ـخروجی اول (LIFO) که برای ذخیره موقت داده به کار می رود.عمل ذخیره با دستورهای PUSH و POP صورت می گیرد.)؛رجیستر شمارنده برنامه (PC) و رجیسترهای شاخص هستند.

مجموعه دستورالعملهای یک میکروپروسسور لیست تمام فرمانهایی است که CPU میتواند تشخیص دهد و اجرا کند. برای یادگیری مجموعه دستورالعملهای یک میکروپروسسور بهتر است که دستورها را به گروههای مختلف طبقه بندی کنیم.برای ۸۰۸۵ و ۸۰۸۰ و ۸۰-Z گروههای انتقال داده؛ریاضی؛منطقی و چرخشی؛شاخه ای؛پشته؛کنترل ماشین؛تبادل؛انتقال بلوکی و جستجو و عمل بر روی بیتها را داریم.در حالت کلی هر دستور میکروپروسسور چند مود آدرس دهی متفاوت دارد؛۸۰۸۰و۸۰۸۵ چهار و ۸۰-Z شش مود آدرس دهی دارد.

یک برنامه میکروپروسسور باید خوب سازماندهی شود. در برنامه باید این ستونها در نظر گرفته شود:آدرس:کد منتج (کد منتج:شکل دودویی یک برنامه کامپیوتری که آماده ی اجرا است.)؛بر چسب؛آپ کد (آپ کد:اسم مختصر یک دستور کامپیوتری که نوع عملی که باید انجام شود را مشخص می کند.)

برای عیب یابی بخش‌های سخت افزاری میکروپروسسور ابزارهایی وجود دارد: مولتی متر؛پروپ لاجیکی؛اسیلوسکوپ؛تحلیلگر امضا و تحلیلگر منطقی از این ابزارها هستند.

تحلیلگر لاجیکی پیچیده ترین ابزار عیب یابی است ولی برای استفاده موثر از آن هم باید سیستم تحت بررسی را خوب بشناسیم وهم خود تحلیلگر را.

اینتل با ۸۰۸۶ میکروپروسسورهای ۸ بیتی ۸۰۸۰ و ۸۰۸۵ را پشت سر گذاشت راه را برای میکروپروسسورهای قدرتمند ۸۰۲۸۶ و ۳۲ بیتی ۸۰۳۸۶ و ۸۰۴۸۶ باز کرد.

۸۰۸۶ و ۸۰۸۸ از لحاظ داخلی به صورت دو پروسسور سازمان دهی شده اند.این دو را واحد اجرا (EU) و واحد اتصال باس (BIU) می نامند.

۸۰۸۶ دارای یک باس ۸ بیتی است و تنها می تواند به صورت بایتی با حافظه در تماس باشد. ۸۰۸۶ با خانواده ی میکروپروسسورهای ۱۶ و ۳۲ بیتی ۸۰۲۸۶ و ۸۰۳۸۶ و ۸۰ ۴۸۶ سازگاری رو به بالا دارد.

سیستمهای عامل PC-DOS و MS-DOS تنها بر روی کامپیوترهای براساس ۸۰۸۶ اجرا می شوند.

این تکنیک پردازش توزیع شده Distributed Processing نام دارد. بعضی تراشه ههی میکرو پروسسور مدعی اند که خود به تنهایی یک میکروکامپیوتر یک-تراشه ای هستند.زایلوگ ۸۰-Zشامل واحد پردازنده مرکزی CPU یک حافظه از پیش برنامه ریزی شده حاوی نرم افزار سیستم عامل؛حافظه چرکنویس Scratch Pad برای ذخیره سازی موقت نتایج؛مدار منطقی برای ارتباط با پایانه کامپیوترو سه دریچه ورودی خروجی برای کاربردهای کنترل سخت افزار است.

با وجود پیشرفتهای تکنولوژی نیمه هادی و میکروپروسسورها ساختار اصلی کامپیوتر دیجیتال در ۳۵ سال گذشته بدون تغییر مانده است.این ساختار معروف مدل (فون نیومن) از کامپیوتر با برنامه ذخیره شده است.

میکروپروسسور به عنوان قلب یک کامپوتر

جز اصلی تمام کامپیوتر ها ریزپردازنده ی آنها است. اگرچه ممکن است میکروپروسسورها در معماری با یکدیگر تفاوت داشته باشند اما تمام آنها یک وظیفه را انجام می دهند: “دریافت دستورالعمل ها و اجرای آن ها” در این مورد بیشتر صحبت خواهیم کرد اما چیزی که واضح است میکروپروسسور برای دریافت دستورالعمل ها نیاز به تعامل به وسایلی دیگر می باشد،

System Bus:

اصولا کلمه ی Bus به معنای گذرگاه عمومی، وسیله حمل و نقل عمومی یا اتوبوس می باشد. می توان System Bus را گذرگاه عمومی سیستم ترجمه کرد اما برای درک بهتر می توان معنی اتوبوس را در نظر گرفت و فرض کرد که CPU اطلاعات را از طریق اتوبوس به وسائل دیگر می فرستد و دریافت می کند!! اگر بخواهیم کمی دقیقتر به System Bus نگاه کنیم باید بگوییم که این گذرگاه خود از سه بخش مجزا به نام‌های Data Bus, Adress Bus و Control Bus تشکیل شده است:

Data Bus:

یا گذرگاه اطلاعات که وظیفه ی آن حمل و نقل اطلاعات از قبیل دستورالعمل ها (که باید اجرا شوند) و داده ها است. این گذرگاه یک مسیر دو طرفه است چون CPU هم اطلاعات را دریافت می کند و هم ارسال.

Adress Bus:

یا گذرگاه سیستم که از طریق آن CPU آدرس‌های لازم را برای وسائل دیگر فراهم می کند. اصولا اطلاعاتی که قرار است از طریق Data Bus منتقل شوند اگر آدرس نداشته باشند سرگردان خواهند شد!! در ضمن گذرگاه آدرس مسیری یکطرفه است زیرا CPU تامین کننده ی آدرس است. اگر مثال اتوبوس را به یاد داشته باشید قابل درک است که راننده ی اتوبوس همیشه از مسئول مافوق خود آدرس دریافت می کند و هیچ وقت به کسی نباید آدرس بدهد!! مثلا آدرس می گیرد که از خانه ی C4AF حافظه اطلاعات را به CPU ببرد و یا از CPU اطلاعات را به خانه ی مثلا ۲۲D5 از حافظه ببرد و مسلما این راننده همیشه در Data Bus تردد می کند!!

Control Bus:

یا گذرگاه کنترل که در ساده ترین شکل خود وظیفه دستور به وسایل جانبی را دارد که آدرس قرار داده شده در آدرس باس چه کنند. مثلا فرض کنید که CPU آدرس ۱۳BA را در گذرگاه آدرس قرار داده است حال راننده ی اتوبوس ما که در گذرگاه اطلاعات منتظر است نمی داند که اطلاعات این خانه ی حافظه را به CPU منتقل کند یا از CPU اطلاعات را به این خانه ی حافظه منتقل کند؟! راه حل در سیگنال فرستاده شده توسط گذرگاه کنترل است که یکی از دو فرمان لازم را می دهد.

تا اینجا مفاهیمی از قبیل پردازنده ۸ بیتی یا ۱۶ بیتی قابل درک خواهد بود. مثلا در تاریخچه ی ریزپردازنده گفتیم ۸۰۴۸۶ پردازنده ای با گذرگاه داده ی ۳۲ بیتی است یعنی همزمان می تواند ۳۲ بیت از اطلاعات را برروی گذرگاه اطلاعات مبادله کند. واضح است که هرچه گذرگاه داده وسیع تر باشد در یک سیکل کاری امکان انتقال اطلاعات بیشتری وجود دارد و از سویی ممکن است CPU از توان محاسباتی بالایی برخوردار باشد ولی به علت کوچک بودن گذرگاه داده امکان انتقال اطلاعات محدود شود. همچنین گذرگاه آدرس نیز می توان تعیین کننده تعداد محل‌های حافظه ای باشد که CPU امکان دسترسی به آن ها را دارد مثلا یک کامپیوتر با گذرگاه آدرس ۱۶ بیتی توانایی دسترسی به ۲ به توان ۱۶ یعنی ۶۴ کیلو بایت حافظه را دارد. پردازنده‌های پنتیوم دارای گذرگاه آدرس ۳۲ بیتی می باشند یعنی امکان دسترسی به حدود ۴ گیگابایت حافظه را دارند. به تازگی پردازنده‌های شرکت AMD با گذرگاه آدرس ۶۴ بیتی وارد بازار شده اند که امکان آدرس دهی ۱۸ میلیارد گیگابایت حافظه را دارند!! تحقیقات نشان داده است که پردازنده ها دو سوم از وقتشان را صرف جابجایی اطلاعات می کنند بنابراین وسعت گذرگاه‌های سیستم تاثیر قابل ملاحظه ای بر عملکرد یک سیستم کامپیوتری دارد.

میکروپروسسور پلاستیکی برای کاغذ الکترونیکی

شرکت سیکو ایپسان یکقدم دیگر به تولید کاغذ الکترونیکی نزدیکتر شد زیرا توانست نمونه ای از یک میکروپروسسور را تولید کند که بر روی پلاستیکی قابل انعطاف ساخته شده است.

به گزارش بخش خبر شبکه فن آوری اطلاعات ایران، از

http://www.ComeToNet.com و به نقل از itworld، چیپ ACT11 یک میکروپروسسور ۸ بیتی آسینکرون است که از ۳۲۰۰۰ ترانزیستور فیلم نازک از نوع پلی سیلیکون حرارت کم TFT ساخته شده است که روی یک پلاستیک زمینه قابل انعطاف قرار میگیرد.

اندازه این چیپ ۲۴ میلیمتر در ۲۷ میلیمتر است که با سرعتی معادل ۵۰۰ کیلوهرتز روی ۵ ولت کار میکند.

به گفته آلاستیر بورنه، سخنگوی شرکت، این اولین نمونه از میکروپروسسوری است که برای پردازش دیتا روی کاغذ الکترونیکی مصرف میشود.

سیکو ایپسان در حال کار روی صفحه نمایشی است که روی یک پلاستیک قابل انعطاف ساخته میشود که نازکی آن ۰٫۲ میلیمتر خواهد بود و اندازه ای معادل یک کاغذ A4 یعنی ۲۹۷ میلیمتر در ۲۱۰ میلیمتر دارد. اندازه ای که بیشتر اسناد تجاری مورد مصرف مانند روزنامه ها و کتابها از ان استفاده میکنند. شرکت قصد دارد تا پنج سال آینده نمونه قابل مصرف این کاغذها را ارائه دهد.