Введение
В предыдущих статьях был приведен пример разработки микроконтроллера в FPGA. В зависимости от конкретных требований проекта, разработчик может выбрать ресурсы микропроцессора и систему команд. Но обычный набор команд ориентирован на обработку байтов или слов. Обработка информации на уровне отдельных битов обычно в таких микропроцессорах не поддерживается.
Данная статья представляет собой продолжение предыдущей статьи, как цикла о микропроцессорах, ориентированных на оптимальное выполнение задачи пользователя при значительном сокращении ресурсов кристалла. В статье приведено описание битового процессора, предназначенного для управления объектами, требующими только дискретного (не пропорционального) регулирования. Показано, что такой процессор может быть наиболее эффективным управляющим процессором для небольших систем управления или выполнять функции битового сопроцессора для процессора, оперирующего байтами или словами. Наиболее целесообразно применение данного управляющего процессора может быть в тех случаях, когда нет возможности применить стандартный микропроцессор с операционной системой реального времени или трудозатраты на программирование такой системы велики. Битовый процессор дает существенный выигрыш в быстродействии по сравнению со стандартным микропроцессором при одновременном упрощении программирования. Статья также содержит описание конвейера команд и методики разработки микропроцессора с конвейером команд.
Статья может быть интересна как студентам и начинающим разработчикам, так и профессионалам, которые имеют опыт разработки устройств, в том числе и в FPGA, но, по тем или иным причинам, не имели возможности разрабатывать и использовать «встроенные в FPGA» микропроцессоры. Все файлы, приведенные в данной статье, будут, как и в предыдущем случае, доступны в Интернете на сайте автора www.iosifk.narod.ru.
Руководство ребенка
Маленькие дети не знают, что правильно, а что неправильно. Они должны быть научены поведению для взаимодействия с социумом, как говорить с новыми людьми или гостями дома, какие манеры и навыки общения существуют. Так что будьте чётки и давайте им простые инструкции, чтобы они могли понять и следовать им. Направляйте ребенка на различие между тем, что приемлемо, а что нет.
И лучший способ сделать это – быть образцом для подражания. Делайте то, что правильно, и ведите себя так, как хотите, чтобы ребенок действовал. Это значит и самому говорить «извините, спасибо» и «пожалуйста», а не только требовать это от ребёнка. Это также возраст, когда они могут научиться говорить «я злюсь» или «я голоден», и даже «я люблю тебя».
Особенности российских микропроцессоров
С 1998 года и по сей день в отечественном сегменте разработкой микропроцессоров занимается компания «МЦСТ». Результаты впечатляющие – стабильное производство RISC систем, внедрение серии Эльбрус в применение на военно-оборонительных комплексах, космических станциях и засекреченных базах для передачи данных с максимальным уровнем шифрования. Заслуги компании «МЦСТ» серьезные, хотя многими обывателями подобные «успехи» кажутся смешными, на фоне мировых гигантов вроде Intel и AMD.
Да, достижения еще не те, но и цели совсем разные, верно? Едва ли «Эльбрус» стоит расценивать, как игровой чип, способный запустить все современные развлечения в максимальном качестве – это, в первую очередь, система для сверхбыстрой обработки данных (прежде всего, военного назначения) в полевых и даже экстремальных условиях.
История развития процессоров из России:
- 1998 год. Первая модель SPARC с частотой 80 МГц.
- 2001 год. Корректировка модели SPARC, увеличение мощностей, снижение уровня потребляемой энергии, работа над третьей версией процессора с частотой в 500 МГц.
- 2004 год. Представлен E2K – процессор нового поколения, способный работать практически в любых условиях.
- 2005 год. Появление первых образцов «Эльбруса», эксперименты и взгляд в будущее – впереди долгие годы борьбы за мировое лидерство в области современных технологий…
Микроконтроллер
Микроконтроллер — (далее МК) это микросхема, предназначенная для программного управления электронными схемами. МК выполняется на одном кристалле. На нём расположено как вычислительное устройство, так и ПЗУ и ОЗУ. Кроме этого, в составе МК чаще всего находятся порты ввода/вывода, таймеры, АЦП, последовательные и параллельные интерфейсы. В некоторых даже можно заметить Wi-Fi-/Bluetooth-модуль и даже поддержку NFC.
Первый патент на микроконтроллер был выдан в 1971 году компании Texas Instruments. Инженеры этой компании предложили размещать на кристалле не только процессор, но и память с устройствами ввода/вывода.
Структурная схема микроконтроллера
Несмотря на то, что всё необходимое для работы микроконтроллера в нём уже есть, иногда они используются в паре с внешними периферийными устройствами. К примеру, когда внутренней ПЗУ не хватает (или она попросту отсутствует), подключают внешнюю. Именно так сделали с микроконтроллерами серии ESP. У ESP8266 встроенной памяти нет вообще, а у ESP32 есть незначительные 448 КБ. Поэтому к ним в корпус (точнее под радиатор) помещается flash-память ёмкостью 1–16 МБ.
Тогда почему бы не сделать какой-нибудь портативный компьютер на основе микроконтроллера? Дело в том, что вычислительной мощности у МК чаще всего достаточно мало. Её хватает на управление например, системой полива, микроволновкой или же каким-нибудь станком.
Например, одна из мощных плат платформы Arduino — Due. Она находится под управлением 32-битного AVR-микроконтроллера AT91SAM3X8E. Его тактовая частота 84 МГц. Постоянной памяти тут 512 КБ, а оперативной — 96 КБ. МК имеет 54 цифровых GPIO (12 из которых с поддержкой ШИМ), 12 аналоговых входов и 2 аналоговых выхода (ЦАП). Тут так же присутствуют различные интерфейсы, такие как UART, SPI, I2C.
Не смотря на такие незначительные характеристики, микроконтроллеры очень популярны. Они используются там, где не требуется большой вычислительной мощности — робототехника, контроллеры теплиц, бытовая техника.
Характеристика видов процессоров
ВВЕДЕНИЕ
Цифровой компьютер состоит из связанных между собой процессоров, модулей
памяти и устройств ввода-вывода, которые составляют архитектуру вычислительной
системы.
Ядром любой вычислительной системы является микропроцессор или просто
процессор (от английского processor). Перевести на русский язык это слово
правильнее всего как «обработчик», так как именно микропроцессор —
это тот узел, блок, который производит всю обработку информации внутри
микропроцессорной системы. Остальные узлы выполняют всего лишь вспомогательные
функции: хранение информации (в том числе и управляющей информации, то есть
программы), связи с внешними устройствами, связи с пользователем и т.д.
Процессор заменяет практически всю «жесткую логику», которая понадобилась бы в
случае традиционной цифровой системы. Он выполняет арифметические функции
(сложение, умножение и т.д.), логические функции (сдвиг, сравнение,
маскирование кодов и т.д.), временное хранение кодов (во внутренних регистрах),
пересылку кодов между узлами микропроцессорной системы и многое другое.
Количество таких элементарных операций, выполняемых процессором, может
достигать нескольких сотен. Процессор можно сравнить с мозгом системы.
В данной курсовой работе будут рассмотрены основные понятия и принципы
работы процессора, эволюция и развитие архитектуры универсальных
микропроцессоров на примере микропроцессоров фирмы Intel, а так же новые
направления в развитии микропроцессоров.
Цель — рассмотреть характеристики видов процессоров в их историческом
развитии.
Назначение и область применения микропроцессоров
Применение микропроцессорных систем практически во всех электрических устройствах — важнейшая черта технической инфраструктуры современного общества. Электроэнергетика, промышленность, транспорт, системы связи существенно зависят от компьютерных систем управления. Микропроцессорные системы встраиваются в измерительные приборы, электрические аппараты, осветительные установки и д.р.
Всё это обязывает электрика знать хотя бы основы работы микропроцессорной техники.
Микропроцессорные системы предназначены для автоматизации обработки информации и управления различными процессами.
Микропроцессорная система включает в себя аппаратное обеспечение или по-английски – hardware и программное обеспечение (ПО) — software.
Цифровая информация
Микропроцессорная систем а работает с цифровой информацией, которая представляет собой последовательность цифровых кодов.
В основе любой микропроцессорной системы лежит микропроцессор, который способен воспринимать только двоичные числа (составленные из 0 и 1). Двоичные числа записываются посредством двоичной системы счисления. Например, в повседневной жизни мы пользуемся десятичной системой счисления, в которой для записи чисел используются десять символов или цифр 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. Соответственно в двоичной системе таких символов (или цифр) всего два – 0 и 1.
Необходимо понимать, что система счисления – это всего лишь правила записи чисел, и выбор типа системы определятся удобством применения. Выбор двоичной системы обусловлен её простотой, а значит надёжностью работы цифровых устройств и лёгкостью их технической реализации.
Рассмотрим единицы измерения цифровой информации:
Бит (от английского «BInary digiT» — двоичная цифра) принимает только два значения: 0 или 1. Можно закодировать логическое значение «да» или «нет», состояние «включено» или «выключено», состояние «открыто» или «закрыто» и т.п.
Группа из восьми бит называется байтом, например 10010111. Один байт позволяет кодировать 256 значений: 00000000 – 0, 11111111 — 255.
Бит – наименьшая единица представления информации.
Байт — наименьшая единица обработки информации. Байт — часть машинного слова, состоящая обычно из 8 бит и используемая как единица количества информации при её хранении, передаче и обработке на ЭВМ. Байт служит для представления букв, слогов и специальных символов (занимающих обычно все 8 бит) или десятичных цифр (по 2 цифры в 1 байт).
Два взаимосвязанных байта называется словом, 4 байта – двойное слово, 8 байт – учетверённое слово.
Почти вся информация, которая нас окружает, является аналоговой. Поэтому, прежде чем информация попадёт на обработку в процессор, она подвергается преобразованию посредством АЦП (аналого-цифровой преобразователь). Кроме того, информация кодируется в определённом формате и может быть числовой, логической, текстовой (символьной), графической, видео и д.р.
Например, для кодирования текстовой информации используется таблица кодов ASCII (от англ. American Standard Code for Information Interchange — Американский стандартный код для обмена информацией). Запись одного символа осуществляется одним байтом, который может принимать 256 значений. Графическая информация разбивается на точки (пиксели) и производится кодирование цвета и положение каждой точки по горизонтали и вертикали.
Кроме двоичной и десятичной системы в МС используют шестнадцатеричную систему, в которой для записи чисел используются символы 0…9 и A…F, как это показано в таблице 2.2. Её применение обуславливается тем, что один байт описывается двухразрядным шестнадцатеричным числом, что значительно сокращает запись цифрового кода и делает его более читаемым (11111111 – FF).
Для определения значения числа (например, значения числа 100 для разных систем счисления может составлять 42, 10010, 25616), в конце числа добавляют латинскую букву, обозначающую систему счисления: для двоичных чисел букву b, для шестнадцатеричных — h, для десятичных – d.
Число без дополнительного обозначения считается десятичным.
Таблица 2 – Запись чисел в различных системах счисления
Перевод чисел из одной системы в другую и основные арифметические и логические операции над числами позволяет производить инженерный калькулятор (стандартное приложение операционной системы Windows).
Просмотров: 332
Может ли машина иметь разум?
В настоящее время мы можем обучить компьютеры выполнять те задачи, которые трудны или практически невозможны для человека: например, визуальное распознавание, которое предполагает обработку огромного количества данных и бесконечный ряд повторяющихся операций.
Однако эксперты соглашаются с тем, что в общем понимании разума, творчества и сознания люди стоят выше компьютера.
Мы может создать программу-креативщика, загрузить в нее базу данных, состоящую из произведений искусства, и получить на выходе новую уникальную работу. Но это не творчество в том смысле, в каком мы привыкли его понимать, а лишь его имитация. Точнее, это будет работа программного кода, который следует заложенным инструкциям. Разумом это точно назвать нельзя.
Как только мы разгадаем нейрокод, управляющий клетками нашего мозга, мы сможем создать искусственный аналог этой структуры, и тогда искусственный интеллект перейдет на новый уровень.
Это позволит нам уйти от уже изрядно «поднадоевшей» фон-Неймановской архитектуры компьютеров, на которой человечество пока «безнадежно застряло». И вот тогда… видятся, кажется, безграничные перспективы.
Но «воз пока и ныне там», нейрокод мы не знаем, и когда расшифруем, не ясно. Те же компьютеры с их миллиардами операций в секунду, увы, пока не могут нам помочь в расшифровке этого кода.
Некоторые ученые, в частности, Илон Маск, предупреждают о потенциальных опасностях искусственного интеллекта, которые приведут к чему-то вроде восстания машин. Ведь на практике машинный интеллект может оказаться за пределами нашего понимания, и тогда мы не сможем узнать, совпадают наши с компьютером ценности или расходятся.
Хотя, какие могут у машины быть проблемы с людьми? Нежелание нам помогать? А чем еще они могут заниматься, кроме как быть полезными помощниками? Трудно пока себе это представить.
Может, конечно, лень станет главной проблемой этих сверх компьютеров, ведь, как известно, лень – это ко всему прочему еще и двигатель прогресса.
Однако на эту тему можно философствовать сколько угодно, и это будут только самые общие рассуждения, не более того, при нашем текущем уровне понимания данной проблемы.
Итоги
Размышляя над тем, кто умнее – человек или машина – не стоит забывать, что компьютеры созданы для улучшения нашей жизни, как тот же IBM Watson, который помогает бороться со смертельным заболеванием.
Или, скажем, военные роботизированные машины, они спасают жизни тех, кому еще приходится рисковать собой при выполнении важных миссий. Уж лучше «в пекло», чем рисковать людьми. На этом поприще развитию искусственного интеллекта нет пределов, он там, кстати, очень даже хорошо развивается, семимильными шагами.
Ряд задач, которые компьютеры выполняют лучше человека, постепенно становится шире. Наша работа – помогать им учиться, ведь жизнь – это не соревнование, а сотрудничество.
И компьютеры будут нам отвечать тем же, становясь все более незаменимыми помощниками людей и, надеюсь, без того, чтобы машины начали диктовать свои условия нам, «хомо сапиенсам», «людям разумным»!
Читайте далее:
1. Программы для 3D моделирования: знакомство с трехмерной графикой
2. Перевод речи в текст: топ-5 программ
Распечатать статью
Получайте актуальные статьи по компьютерной грамотности прямо на ваш почтовый ящик. Уже более 3.000 подписчиков
.
Важно: необходимо подтвердить свою подписку! В своей почте откройте письмо для активации и кликните по указанной там ссылке. Если письма нет, проверьте папку Спам
Вычислительные машины на электронных лампах
В 40-х годах прошлого столетия был разработан и внедрен к использованию первый компьютер, построенный на электронных лампах с программным управлением ENIAC.
Рис. 2. Электронно-вычислительная машина ENIAC.
Проект вычислительного устройства был разработан американским физиком Джоном Моучли, и при поддержке Баллистической исследовательской лаборатории армии США были начаты работы по созданию вычислительного комплекса ENIAC. Данные в такое устройство вводились с помощью перфокарт, а команды программы набирались на специальных панелях ввода через штекерное соединение.
ENIAC занимал целое помещение площадью свыше 130 квадратных метров и в своем составе насчитывал более 18 тысяч электронных ламп.
В чем отличие микроконтроллера от микропроцессора?
Весь компьютерный функционал микропроцессора (Micro Processor Unit — MPU) содержится на одном полупроводниковом кристалле. По характеристикам он соответствует центральному процессору компьютера ЦП (Central Processing Unit — CPU). Область его применения – хранение данных, выполнение арифметико-логических операций, управление системами.
МП получает данные с входных периферийных устройств, обрабатывает их и передает выходным периферийным устройствам.
Микроконтроллер совмещает в себе микропроцессор и необходимые опорные устройства, объединенные в одном чипе. Если нужно создать устройство, коммуницирующее с внешней памятью или блоком ЦАП/АЦП, то понадобится только подключить источник питания с постоянным напряжением, цепь сброса и источник тактовой частоты.
Эволюция процессоров Intel, Zilog, Motorola
В конце семидесятых годов компания Intel представила свою очередную новинку. Она получила название Intel 8086. Благодаря этому чипу все ближайшие преследователи компании на рынке остались далеко позади. Он обладал высоким уровнем мощности, но это дало ему возможности стать популярным. В нем использовалась 16 разрядная шина, которая обладал высоким уровнем стоимости. Для этого процессора необходимо было использовать специальные микросхемы и переделывать материнскую плату.
Затем компания выпустила свой более успешный продукт Intel 8088. В нем имелось более тридцати тысяч транзисторов.
Компания Motorola в то же время выпустила свой продукт MC68000. Он был одним из самых мощных на то время. Для его использования необходимо было иметь специальные микросхемы. Однако он все равно пользовался большим спросом среди потребителей. Он предлагал пользователям огромные возможности для его использования.
В это же время компания Zilog тоже представила пользователям свою новую разработку. Она создала процессор Z8000. Данная новинка до сих пор вызывает большое количество споров. По своим техническим параметрам она была приемлемой и ее стоимость была низкой. Однако не многие пользователи хотели использовать ее на своих компьютерных устройствах.
Основные концепции
Микропроцессор — устройство с программным управлением, которое используется для
Для цифровой обработки информации и управления процессами этой обработки,
Микропроцессор — это программно-управляемое устройство, используемое для цифровой обработки информации и управления процессами такой обработки, которое имеет форму одной или нескольких интегральных схем с высоким уровнем высокая степень интеграции электронных компонентов.
Набор микропроцессоров — это набор микросхем, которые необходимы для того, чтобы
Это набор микросхем, необходимых для реализации функционально законченного вычислительного устройства.
Архитектура МП представляет собой набор аппаратного обеспечения, прошивки и
программное обеспечение, определяющее технический и эксплуатационный
эксплуатационные характеристики.
Микропроцессорная система — это управляемая и контрольно — измерительная система, обрабатывающим элементом в которой является микропроцессор.
Микропроцессорная система включает в себя микропроцессор (центральный
Микропроцессорная система содержит микропроцессор (центральный элемент), который является либо единичным СБИС, либо единичным Микропроцессорная система включает в себя микропроцессор (центральный элемент), который может быть как единым СБИС, так и единым микропроцессорная сборка. Микропроцессор MPS выполняет две функции:
1 — служит центральным блоком управления
2 — выполняет арифметическое и логическое преобразование данных.
Память MPS имеет иерархическую структуру. Его структура разделена на внутреннюю (оперативная память, ПЗУ и кэш-память) и внешнюю (память на магнитных носителях, магнитных лентах, жестких дисках). Ленточные накопители, жесткие диски, дискеты).Устройство ввода — для передачи информации из внешних данных в регистры МП или МП.
память (клавиатура, различные датчики).Устройство вывода — получение информации из регистра МТ или памяти МПС.
Все устройства, входящие в состав МПС, имеют стандартный интерфейс, через который они соединены с линией. Интерфейс по умолчанию во всех узлах представлен следующими стволами:
- B — Багажник управления,
- MA — Багажник адресов.
- Адресный багажник,
- MD — Багажник данных.
Питание микроконтроллера
Для работы микроконтроллеру, как и любому электронному устройству, необходима энергия. Напряжение МК Atmel AVR находится в диапазоне 1.8–5.5 Вольт и зависит от модели и серии. Большинство приборов работает от 5 Вольт. Но встречаются и низкочастотные модели (Attiny 2313), нижняя граница у которых от 1,8 В.
Кроме того, на работу МК влияет и частота поступающего тока. Низкое напряжение требует и низких пределов частот. Чем выше частота, тем быстрее работают определенные модели.
Так, чтобы обеспечить работу контроллеров серии AVR, на все плюсовые входы нужно подавать 5 В, а нулевой заземляют.
На аналогово-цифровой преобразователь питание подают через дополнительные фильтры. Это поможет избавиться от помех, которые могут изменять показания напряжения. При этом на плюсовой ввод подается напряжение через фильтрующий дроссель. А нулевые выводы разделяют на цифровые и аналоговые. Причем соединяться они могут только в одной точке.
Кроме того, необходимо установить и конденсаторы, лучше керамические, из расчета 1 на 100 нанофарад.
Эволюция микропроцессоров
За время своего существования микропроцессоры претерпели много изменений. Их изготовлением занимались самые разные компании.
Motorola
В 1974 году компания Motorola выпустила микропроцессор MC6800. Он вышел вскоре после Intel 8080 и обладал более высокой продуктивностью примерно. К основным плюсам устройства стоит отнести питание всего по одной линии 5 Вольт, тогда как конкуренты имели показатель не больше 3.
MOS Technology
В 1975 году была создана компания MOS Technology, первым продуктом которой стал микропроцессор MOS Technology 6501. Устройство было электрически совместимо с Motorola MC6800, что позволяло устанавливать его на ту же системную плату. Однако это привело к судебным разбирательствам. Потому MOS Technology пришлось срочно устранять скандальную совместимость. Таким образом, появился микропроцессор 6502. Для его распространения был создан компьютер KIM-1.
Ключевым плюсом новинки была ее стоимость. К примеру, в 1975 году цена Intel 8080 составляла 179 долларов, а MOS Technology 6502 можно было приобрести всего за 25.
О режиме
Воспитание дисциплинированности во многом кроется в соблюдении режима. И ясное дело почему. Ведь режим подразумевает строгое распределение по времени разных видов деятельности. Если человек с этим справляется – то в его жизни, как правило, царит относительный порядок. И в ней нет места хаотичности, спонтанности и случайности. А вот беспорядочность и неорганизованность является тем, что требует больших и впустую уходящих затрат волевых усилий.
К тому же, как уже говорилось выше, дисциплинированность – это умение соблюдать правила, нормы и т. д. Режим – смежное понятие. Поскольку в узком смысле оно означает чётко установленный, нормированный, правильно выстроенный распорядок. Вот, например, режим дня. Это распорядок действий на день. Который человек сам для себя определил и следует ему. Режим работы – это порядок труда и отдыха, соблюдая который, удаётся действовать более продуктивно. И человек, следуя ему в полной мере, проявляет свою дисциплину. И демонстрирует отношение к труду. Это необходимое качество для максимально эффективного достижения установленных задач.
Слайд 7Ядро процессораПроцессоры с одинаковой архитектурой могут существенно отличаться друг от друга.
Эти различия обусловлены разнообразием процессорных ядер, которые обладают определенным набором характеристик.Наиболее частым отличием является:различные частоты системной шины, размеры кэша второго уровнятехнологическим характеристикам, по которым изготовлены процессоры. Очень часто смена ядра в процессорах из одного и того же семейства, требует также замены процессорного разъема. А это влечет за собой проблемы с совместимостью материнских плат.Производители постоянно совершенствуют ядра и вносят постоянные, но не значительные изменения в ядре. Такие нововведения называют ревизией ядер и, как правило, обозначаются цифробуквенными комбинациями.
Несколько слов о блоке таймеров
В данном случае реализация таймеров подробно рассматриваться не будет. Простейшей реализацией многоканального блока таймеров может быть микропрограммный автомат, выполняющий только несколько команд, а именно команду загрузки аккумулятора, команду декрементирования аккумулятора, команду сохранения результата в памяти и команду записи в поле памяти данных микропроцессора бита флага, сообщающего процессору об окончании счета в конкретном канале.
Блок таймеров состоит из счетчика каналов, блока памяти, регистра-аккумулятора, выходного регистра и автомата управления. Код адреса с выхода счетчика адреса поступает на вход блока памяти. Данные из памяти поступают на аккумулятор. На следующем такте, если значение кода данных в аккумуляторе не равно нулю, то производится декремент аккумулятора. И, далее, на следующем такте, новое значение данных записывается обратно в память по адресу этого же канала. После чего автомат управления дает команду на обработку следующего канала таймера. В том случае, если значение кода данных в аккумуляторе становится равным нулю, то блок управления устанавливает в собственном поле памяти по адресу данного канала признак окончания обработки данного канала и производит запись бита данных в поле памяти данных микропроцессора, соответствующее расположению битовых переменных для блока таймера.
Запуск таймера на счет производится так же по команде процессора, при записи соответствующего бита в поле памяти блока таймеров. Обычно при разработке алгоритма программы становится известно, сколько и каких временных таймеров необходимо для работы конкретного устройства, поэтому для инициализации таймеров используют несколько значений выдержки времени. Весь массив таймеров разбивается на группы и каждой группе таймеров назначают свою выдержку времени. Каждый таймер приписывается к своей ветви технологического процесса, поэтому при работе микропроцессора не возникает необходимость перезагружать таймер различными значениями данных, соответствующих разной выдержке времени для таймера. Такой подход значительно упрощает программирование, уменьшает число команд, а следовательно, увеличивает быстродействие микропроцессора.
На вход блока таймеров могут подаваться как системные тактовые импульсы, так и любые другие синхрочастоты (синхросигналы) в зависимости от требований проекта. Часть разрядов слова данных таймера может использоваться для выбора частоты счета для данного канала таймера. Многоканальный блок таймеров может быть выполнен во многих вариантах, но главное, что хочется подчеркнуть еще раз, это то, что вычисление выдержек времени происходит в нем по всем каналам квазиодновременно и автономно, и не занимает ресурс микропроцессора.
Для примера представим, что мы можем выделить для реализации таймеров 2 блока памяти в микросхеме APEX или 1 блок в микросхеме ACEX. Тогда мы получим массив из 128 16-разрядных таймеров или 256 8-разрядных таймеров, что будет достаточно для большинства задач.
Следующие процессоры Intel: модели 8008, 8080 и 8800
Модель Intel 8008 появилась в начале семидесятых. По сути, чип представлял собой восьмибитный вариант процессора 4004, но имел меньшую тактовую частоту. В этом нет ничего удивительного, поскольку разработка модели проводилась параллельно с созданием 4004.
Спустя некоторое время появилось еще одно обновление – чип 8080. Однако в этом случае изменения, внесенные в архитектуру процессора, были значительно существеннее.
Микропроцессор Intel 8080 представили в апреле 1974 года. Стоит отметить, что его производство было переведено на новый технологический процесс. К тому же при изготовлении изделия применялась технология N-МОП, тогда как модель 8008 производилась с помощью P-МОП-логики. Применение нового техпроцесса дало возможность расположить 6 тысяч транзисторов. Форм-фактором выступал DIP с 40 контактами.
В модели 8080 появился более широкий набор команд. Он включал 16 команд передачи информации и 31 для их обработки. Также устройство содержало 28 команд для перехода с прямой адресацией и 5 управляющих. Тактовая частота процессора достигала 2 мегагерц, что в 4 раза превосходило предшественников.
Нужно сказать, что на рынке встречалось много клонов микропроцессора 8080. Их изготовлением занимались такие крупные компании, как AMD, Siemens, NEC. Трудно поверить, но в семидесятые годы AMD не имела своих процессоров, а выпускала на своих мощностях копии.
Сущность понятия
Итак, дисциплинированность – это сознательное отношение к своим обязанностям и собственному поведению. Оно формируется параллельно выработке определённых навыков. Самым важным из которых является самодисциплина.
Это умение человека подчинять свою деятельность разумным основаниям, бороться со склонностями и влечениями низшего порядка, лишь уводящими его от исполнения определённых обязанностей. И это хорошее качество. Поскольку человек, следующий пресловутым увлечениям, не имеет сильной воли. Он чувствует лишь вялость и подавленность. А в борьбе с ленью у него получается развить чувство долга и закалить волю.
Личная дисциплинированность находится на достойном уровне у тех людей, которые имеют более-менее устоявшиеся моральные убеждения, соблюдают установленный в своей жизни режим и определённые привычки. Всё это играет свою роль в развитии вышеупомянутого качества.
64-битные процессоры
Основная причина, по которой процессорам нужна 64-битность, состоит в том, что данная архитектура расширяет адресное пространство. 32-битные процессоры могут получать доступ только к двум или четырем гигабайтам оперативной памяти. Когда-то эти цифры казались гигантскими, но миновали годы и сегодня такой памятью никого уже не удивишь. Несколько лет назад память обычного компьютера составляла 256 или 512 мегабайт. В те времена четырехгигабайтный лимит мешал только серверам и машинам, на которых работают большие базы данных.
Но очень быстро оказалось, что даже обычным пользователям порой не хватает ни двух, ни даже четырех гигабайт оперативной памяти. 64-битных процессоров это досадное ограничение не касается. Доступное им адресное пространство в наши дни кажется бесконечным: два в шестьдесят четвертой степени байт, то есть что-то около миллиарда гигабайт. В обозримом будущем столь гигантской оперативной памяти не предвидится.
64-битная адресная шина, а также широкие и высокоскоростные шины данных соответствующих материнских плат, позволяют 64-битным компьютерам увеличить скорость ввода и вывода данных в процессе взаимодействия с такими устройствами, как жесткий диск и видеокарта. Эти новые возможности значительно увеличивают производительность современных вычислительных машин.
По материалам computer.howstuffworks.com
История появления
Работы над изобретением микропроцессора велись с начала 1970-х годов. Первой компанией, разработавшей его, была компания Intel. Уже в 1971 году ее был выпущен первый микроконтроллер 4004, который состоял из 2300 полупроводниковых транзисторов, а по размеру был не больше ладони. Это стало возможным, после того как для микросхемы был специально разработан кристалл процессора.
Несмотря на маленькие размеры, производительность микропроцессора не уступала компьютеру Eniac, имеющему габариты в 85 м3. Особенностью этого устройства было то, что оно могло обрабатывать только 4 бита информации.
В ближайшие полгода еще несколько компаний заявили о создании аналогичных изделий.
К концу 1973 года Intel выпускает 8-зарядный микропроцессор. Он был настолько удачно разработан, что и сегодня считается классикой.
Через несколько месяцев фирма Motorola выпускает свой 8-битовый микропроцессор 6800. Он стал сильным конкурентом интеловской микросхеме, т. к. имел более значительную систему прерываний и одно напряжение электропитания. В 8080 их было три.
Внутренняя архитектура 6800 тоже отличалась. В ней не было регистров общего назначения, в которых могли сохраняться как адресная информация, так и числовые показатели. Вместо них, в процессоре появился еще один полноценный аккумулятор для обработки данных и 16-разрядные регистры для хранения адресов. Работа с памятью у 6800 выполнялась быстрее и была проще, но 8080 тратил меньше времени на обмен внутренней информацией между регистрами.
Оба эти изделия имели как положительные стороны, так и недоработки. Они стали родоначальниками двух больших семейств микропроцессоров – Интел и Моторола, которые конкурируют между собой до сих пор.
В 1978 году Интел выпустила 16-разрядный микропроцессор, который IBM использовала для разработки персональных компьютеров. Моторола не отстала от своего конкурента и тоже выпустила 16-разрядный микропроцессор, который использовали Atari и Apple.
Сейчас существует более 200 разновидностей микроконтроллеров. Количество компаний, их изготавливающих, перевалило за два десятка. Широкое распространение у разработчиков получили:
- 8-битные микроконтроллеры Pic компании Microchip Technology и AVR от Atmel;
- 16-битовые MSP 430 фирмы TI;
- 32-битные ARM от одноименной компании.
