Was ist ein Mikroprozessor: Generationen und ihre Typen

Der erste Mikroprozessor wie Intel 4004 wurde von Ted Hoff, Masatoshi Shima, Federico Faggin und Stanley Mazor erfunden. Die Größe dieser Prozessoren beträgt 8-Bit-Prozessoren (es wird jeweils nur 1 Byte gelesen oder geschrieben), 16-Bit (es werden jeweils nur 2 Byte gelesen oder geschrieben), 32-Bit (es werden jeweils nur 4 Byte gelesen oder geschrieben) und 64-Bit (es wird geschrieben) es liest oder schreibt jeweils das einzige Byte). Es führt alle Operationen oder Funktionen aus, abhängig von dem Programm, das vom Programmierer in Assemblersprache geschrieben wurde, und seine Lebensdauer beträgt mehr als 3000 Stunden. Fast alle elektronischen Haushaltsprodukte enthalten einen Mikroprozessor. Einige Beispiele sind Waschmaschinen, Kühlschränke, Geysire, Alarmsysteme, Mikrowellenherde, Laptops usw.

Was ist ein Mikroprozessor?

Der Mikroprozessor wird meistens in verwendet eingebettete Steuerungsanwendungen wie Haushaltsanwendungen, Automobile und Computerperipheriegeräte. Es ist eine integrierte elektronische Schaltung das steuert alle Funktionen der CPU oder Zentraleinheit eines Computers oder anderer digitaler Geräte. Die gesamte Funktion der CPU wird von einer einzelnen integrierten Schaltung gesteuert, die Binärdaten als Eingabe akzeptiert und diese Daten gemäß den gegebenen Anweisungen verarbeitet und dann die Ausgabe erzeugt. Dieser Prozessor enthält Millionen winziger Komponenten wie Transistoren , Register und Dioden. Das Blockschaltbild dieses Prozessors ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Mikroprozessor-Blockdiagramm

Komponenten des Mikroprozessors

Komponenten dieses Prozessors sind ALU, Steuereinheit, Eingabe-Ausgabe-Geräte und Register-Array.

• ALU (arithmetische Logikeinheit) führt sowohl arithmetische als auch logische Operationen aus. Arithmetische Operationen wie Addition, Subtraktion, Multiplikationen, Divisionen und logische Operationen wie NOR, AND, NAND, OR, XOR, NOT, XNOR usw.
• Die Steuereinheit dient zur Steuerung der Anweisungen und erzeugt die Signale zum Betrieb der anderen Komponenten.
• Das Registerarray besteht aus Registern. Register die vom Programmierer zum Speichern beliebiger Daten verwendet werden, werden als Allzweckregister bezeichnet, und die Register, die von einem Programmierer nicht zum Speichern der Daten verwendet werden, werden als reservierte Register bezeichnet. Die Länge des Registers wird als Wortlänge des Computers bezeichnet.
• Eingabe-Ausgabe-Geräte werden zum Übertragen von Daten zwischen Mikrocomputern und externen Geräten verwendet.

Wie werden Mikroprozessoren hergestellt?

Die Mikroprozessoren bestehen aus Silizium oder Germanium. Silizium und Germanium sind Halbleiter, fast alle elektronischen Komponenten werden von diesen Halbleitern hergestellt.

Generationen von Mikroprozessoren

Es gibt fünf Generationen dieses Prozessors, die hauptsächlich die folgenden umfassen.

• Mikroprozessor der ersten Generation : Die Prozessoren der ersten Generation sind 4-Bit-Mikroprozessoren, die zwischen 1971 und 1972 eingeführt wurden.
• Zweite Mikroprozessor der Generation : Die Prozessoren der zweiten Generation sind 8-Bit-Mikroprozessoren, die 1973 eingeführt wurden.
• Dritte Mikroprozessor der Generation : Die Prozessoren der dritten Generation sind 1978 eingeführte 16-Bit-Mikroprozessoren.
• Vierte Mikroprozessor der Generation : Die Prozessoren der vierten Generation sind 32-Bit-Mikroprozessoren.
• Fünfte Mikroprozessor der Generation : Die Prozessoren der fünften Generation sind 64-Bit-Mikroprozessoren.

Arbeitsweise des Mikroprozessors

Um die Ausgabe zu erhalten, ruft der erste Mikroprozessor die Anweisungen aus dem Computerspeicher ab, decodiert sie und führt diese Anweisungen als Ergebnis in binärer Form aus. Die Leistung des gegebenen Mikroprozessors wird in Bits gemessen.

Dieser Prozessor führt die Anweisung mit den folgenden Schritten aus

Arbeit des Mikroprozessors

• Abrufen (IF): Es ist der erste Schritt des Mikroprozessors, der den Befehl aus dem Speicher abruft.
• Dekodierung (ID): Dies ist der zweite Schritt des Mikroprozessors, der zum Decodieren des Befehls verwendet wird.
• Ausführen (EX): Es ist der letzte Schritt dieses Prozessors, der die Anweisungen und die Ausgabe ausführt.

Arten von Mikroprozessoren

Arten von Prozessoren sind in der folgenden Abbildung dargestellt.

• Vektorprozessoren: Der Vektorprozessor ist für Vektorberechnungen ausgelegt und besteht aus einer Reihe von Operanden. Es ist der Prozess der Verwendung von Vektoren zum Speichern einer großen Anzahl von Variablen für die Datenverarbeitung mit hoher Intensität. Wettervorhersage, Kartierung des menschlichen Genoms, GIS-Daten sind einige Beispiele für Vektorprozessoren wie IBM 390 / VF, DECs vax 9000 usw.
• Prozessoren oder SIMD-Prozessoren: Ein Array-Prozessor ist auch für Vektorberechnungen ausgelegt und ein SIMD-Prozessor (Single Instruction Multiple Data). Die Anwendungen von SIMD umfassen Bildverarbeitung, 3D-Rendering, Spracherkennung, Vernetzung, DSP-Funktionen usw.

Arten von Mikroprozessoren

• Skalare und superskalare Prozessoren: Der Prozessor, der Skalardaten ausführt, ist als Skalarprozessor bekannt. Skalarprozessoren sind möglicherweise der RISC-Skalarprozessor oder der CISC-Skalarprozessor. Der superskalare Prozessor führt mehr als einen Befehl pro Taktzyklus aus und verfügt über mehrere Pipelines.
• Digitale Signalprozessoren: Digitale Signalprozessoren werden verwendet, um Signale in digitaler Form zu verarbeiten. Anwendungen von DSP sind Audiosignalverarbeitung, digitale Bildverarbeitung, Videokomprimierung, Audiokomprimierung, Sprachverarbeitung und -erkennung usw. Digitale Signalprozessoren sind Motorola 56000, national lm 32900 usw.
• RISC-Prozessoren: Die vollständige Form von RISC ist ein Computer mit reduziertem Befehlssatz. Die Anweisungen in diesem Prozessor sind nicht komplex. Es wird in High-End-Anwendungen wie Videoverarbeitung, Telekommunikation und Bildverarbeitung verwendet.
• CISC-Prozessoren: Die vollständige Form von CISC ist ein komplexer Befehlssatzcomputer. Die Anweisungen in diesem Prozessor sind komplex. Für Berechnungen ist ein externer Speicher erforderlich. Die CISC-Architektur wird in Low-End-Anwendungen wie Sicherheitssystemen, Hausautomation usw. verwendet.
• ASIC-Prozessoren: ASIC steht für anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise. Es ist für spezielle Funktionen oder Anwendungen implementiert.

Beste Unternehmen des Mikroprozessors

AMD (Advanced Micro Devices), Intel, Nvidia, Marvell Technology Group, Enoceangmbh, Ensilica, ARM und Adapteva sind einige der besten Unternehmen dieses Prozessors. Das Unternehmen AMD (Advanced Micro Devices) hat kürzlich AMD Ryzen 9 3900x, AMD Ryzen 5 2600x usw. implementiert. Der beste Intel-Mikroprozessor ist Intel Core i9-9900k.

Anwendungen

Die Anwendungen dieses Prozessors umfassen Folgendes.

• Spielen
• Surfen im Internet
• Dokumente erstellen
• Mathematische Berechnungen
• Simulationen
• Fotobearbeitung
• Haushaltsgeräte
• In der Automobilelektronik
• Bei der Messung
• In der mobilen Elektronik
• Im Gebäudeautomation usw

Vorteile

Die Vorteile dieses Prozessors umfassen Folgendes

• Kostengünstig
• Schnelle Geschwindigkeit
• Kleine Größe
• Energieeffizient
• Vielseitig
• Zuverlässig
• tragbar
• Einfach zu implementieren
• Einfach zu modifizieren

Nachteile

Die Nachteile dieses Prozessors umfassen die folgenden.

• Gleitkommaoperationen werden nicht unterstützt.
• Manchmal kann es überhitzt werden.

Hier geht es also um einen Überblick über die Mikroprozessor . Wie wir wissen, ist dieser Prozessor eine der besten Technologien, die in fast allen elektronischen Produkten verwendet werden können. Die Nutzung nimmt von Tag zu Tag zu, im Vergleich zu anderen Technologien sind die Kosten geringer und die Geschwindigkeit des Mikroprozessors hoch. Hier ist eine Frage an Sie: Was verwendet der Advance-Mikroprozessor derzeit?