Extras din curs
1. INTRODUCERE
1.1. Microprocesorul. Notiuni generale
Progresele tehnologice si electronice, înregistrate în ultimele decenii, au determinat
aparitia microprocesoarelor care a reprezentat un moment important, atât în ceea ce priveste
domeniile de aplicatie a acestor componente revolutionare din punct de vedere tehnic si
tehnologic, cât si în ceea ce priveste conceptia si realizarea sistemelor cu microprocesor.
Începând cu microprocesoare de 4 biti, de viteză relativ redusă, cu costuri ridicate si
dispunând de putine elemente de dezvoltare a aplicatiilor, piata microprocesoarelor a
înregistrat progrese uimitoare, în urmă cu câtiva ani, evoluând într-o progresie exponentială.
Obtinerea "calculatoarelor pe un cip", cu performante de-a dreptul spectaculoase, s-a
făcut extrem de rapid, iar estimările pentru următorii ani prevăd o expansiune a sistemelor
microprocesor.
Din punctul de vedere al caracteristicilor putere de calcul / cost / complexitate,
microprocesoarele si microcalculatoarele (calculatoarele care utilizează ca unitate centrală un
microprocesor), se situează pe pozitii avantajate, comparativ cu celelalte tipuri "clasice", de
calculatoare.
Figura 1.1 prezintă unele dintre aceste caracteristici pentru diversele tipuri de
echipamente de calcul.
Figura1.1. Compararea costului, puterii de calcul si capacitătii
diverselor calculatoare numerice
Termenul de "microprocesor" a fost introdus în 1972 de către firma americana INTEL,
realizatoarea primului microprocesor de 4 biti, în anul 1971. Au urmat apoi microprocesoarele
de 8, 16 si 32 de biti (în 1972, 1974 si 1981, respectiv). Numărul de componente pe cip a
crescut de peste 500 de ori iar frecventa de lucru a circuitelor de peste 100 de ori.
Utilizarea microprocesoarelor a fost orientata initial cu predilectie ca microcontrolere
în structuri dedicate, pentru aplicatii de control al proceselor. Setul de instructiuni al acestora
era relativ limitat, iar programarea se făcea direct în cod masină. Dezvoltarea ulterioară a
arhitecturilor evoluate, aparitia limbajelor de programare de nivel înalt, deosebit de
performante, cresterea puterii de calcul si a flexibilitătii, aparitia si expansiunea sistemelor de
dezvoltare, au lărgit considerabil aria de aplicatii ale microprocesoarelor.
2 4 6 8
Logică cablată
Complexitate
scăzută
foarte
ridicată
cost
Calculatoare elementare
Microprocesoare
Microcalculatoare
Minicalculatoare
Calculatoare de mare
performantă
4 8 16 32 64
lungime cuvânt
număr de biti
minimă putere de calcul maximă
Din punctul de vedere al tehnologiei de fabricatie, s-a pornit initial de la tehnologia
pMOS. Practic, toate tehnologiile disponibile de fabricare a circuitelor semiconductoare au
fost testate de-a lungul anilor (CMOS, NMOS, bipolare, I2L). Sunt preferate circuitele
realizate în tehnologii MOS, datorită densitătii mai mari de tranzistoare pe cip, ce se pot
obtine în aceste tehnologii.
Unul dintre cele mai importante criterii, pentru evaluarea si selectia
microprocesoarelor, este mărimea cuvântului de date al acestora. Cuvinte de date mai mari
implica evident o putere de calcul si adresabilitate sporite. În prezent, microprocesoarele de
16 si 32 biti domină piata de microcalculatoare, desi o gamă relativ importantă de aplicatii, în
domeniul controlului proceselor industriale, este implementată cu microprocesoare de putere
mai mică (uzual, microprocesoare de 8 biti), suficiente ca putere de calcul, capacitate de
adresare si competitive ca pret de cost.
Progrese importante s-au făcut si în domeniul "microprogramarii". Procesoarele
microprogramate, (spre deosebire de microprocesoarele "clasice", cu structura fixa si set de
instructiuni impus de fabricant), permit (desi la o viteză relativ mai redusă), obtinerea unor
structuri mult mai flexibile, în ceea ce priveste realizarea si modificarea setului de
instructiuni, de către utilizator, adaptate aplicatiei abordate.
Progresele înregistrate din punct de vedere tehnologic au făcut ca, practic, densitatea
circuitelor integrate de tip VLSI(VLSI - Very Large Scale Integrated = Integrare pe scara
foarte largă) ce includ microprocesoarele, să se dubleze la fiecare doi ani. Avantajul imediat al
acestui fapt constă în posibilitatea de a se implementa seturi de instructiuni mult îmbunătătite
si extinse. De multe ori, unele instructiuni sunt apropiate de instructiuni în limbaje de nivel
înalt, usurând compilarea programelor si implementând direct o gamă de functii uzual
realizate prin programare (software).
În decursul anilor, a crescut sensibil si capacitatea de adresare a microprocesoarelor.
Numărul de moduri auxiliare de adresare a crescut. Multe firme oferă circuite specializate
pentru controlul si coordonarea functionării memoriei sistemului. În acelasi timp, firme ca
INTEL includ în circuitul microprocesorului si functiile de protectie a accesului si control al
memoriei. Utilizarea memoriei virtuale permite adresarea unor spatii de ordinul giga octetilor.
Este posibilă astfel executia programelor foarte mari, executia "simultană" a mai multor
programe (multitasking), lucrul "simultan" al mai multor utilizatori (multiuser).
Microprocesoarele diferă sensibil în ceea ce priveste capacitătile de memorare si
manipulare a diverselor tipuri de date. Dacă reprezentarea si manipularea informatiilor sub
forma octetilor si a cuvintelor de date este uzuală la toate tipurile de microprocesoare, alte
tipuri de operatii, ca de exemplu cu informatii reprezentate pe biti, BCD (Binary Coded
Decimal = zecimal codat binar), reale (virgula mobila), texte (siruri de caractere), etc., nu sunt
întotdeauna direct acceptate. De exemplu, date manipulate ca biti individuali nu sunt
acceptate de către microprocesorul 8086, desi sunt foarte utilizate în aplicatiile de proces. Cu
cât acceptă o gamă mai extinsă de tipuri de date, microprocesorul devine mai potrivit unei
game tot mai largi de posibile aplicatii.
Preview document
Conținut arhivă zip
- C1.pdf
- C10.pdf
- C11.pdf
- C2.pdf
- C3.pdf
- C4.pdf
- C5.pdf
- C6.pdf
- C7.pdf
- C8.pdf
- C9.pdf
- Tematica curs.pdf