Microprocesoare

1. Familia Microprocesoarelor companiei Intel.

În 1970 firma Intel, înfiinţată în 1968, expune pe piaţă primul microprocesor pe 4 biţi 8008, eveniment ce a fost slab remarcat, deoarece piaţa nu necesita de aşa ceva, mai ales în realizările practice. Dar, odată cu apariţia microprocesoarelor de generaţia II, în 1974, şi anume a reprezentării 8080, care poseda o magistrală de date de 8 biţi, succesul companiei a fost vădit.

A treia generaţie de microprocesoare a companiei a pus bazele proiectării calculatoarelor personale. Ca reprezentant a servit microprocesorul I8086 cu magistrala de adrese de 16 biţi şi frecvenţa de tact de 4,77 MHz. Din cauza unei tehnologii fine şi scumpe, compania Intell a fost nevoită să microprocesorul 8086 într-o formă simplificată, având magistrala de date de numai 8 biţi. Acest microprocesor a şi fost pentru utilizarea în calculatoarele de tipul PC/XT ca procesor central. În aşa mod Intel impune o dezvoltare a tehnologiei microprocesoriale de jos în sus pentru generaţiile ulterioare de microprocesoare -I80xxx.

În 1984 apare microprocesorul modificat complet, care poate fi privit ca a IV generaţie a familiei Intel. Reprezentantul apărut I80286 fiind deja de 16 biţi, era montat în PC de tipul PC/AT, cu frecvenţa de tact iniţială de 4,77 MHz urcînd apoi pîmă la 8 MHz. Variantele executante a astfel de PC ulterioare aveau frecvenţa modificată de 12, 16 şi 20 MHz.

Generaţia a V-a s-a reprezentat de microprocesorul I80386 cu magistrala de adrese de 32 de biţi. Procesorul I80386 putea adresa un spaţiu de memorie de până la 46 MB şi concomitent prelucrând 32 biţi de date. Ca o alternativă de utilizare s-a permis rularea mai multor programe. Frecvenţele tipice de tact a microprocesorul I80386 erau de 20, 33 şi 40 MHz.

Generaţia a VI-a cu denumirea simbolică de I80486, a apărut în 1989. De fapt acesta era o contopire a microprocesorului I80386 şi a coprocesorului 80387, de asemenea auxiliar, folosindu-se careva elemente constructive, ce în ansamblu au format un procesor central puternic. Tranzistoarele, amplasate pe plăci de Si pe o suprafaţă de 2 cm2, executau aproximativ 1,2 mln operaţii/s. Structura ce asigura o astfel de funcţionare, avea o dimensiune de nu mai mult de 1 micrometru. Microprocesorul I80486, pe lîngă magistrala moştenită de 32 de biţi mai avea implementată tehnologia ,,Cash’’ şi adresarea datelor prin metoda succesivă , fapt ce impune pentru aceleaşi caracteristici omologe cu 80386, să-şi majoreze productivitatea de lucru de 3-4 ori. În prezent, frecvenţa de tact a microprocesorul I80486 este de 25,33 şi 50 MHz. Unele exemplare cu indicii de DX2 pot lucra la frecvenţele de 66 MHz, iar DX4 la 100MHz.

Microprocesorul I80386DX. Ca particularitate remarcabilă este prezenţa magistralei de date şi adrese a câte 32 de biţi fiecare, astfel concomitent fiind posibilă accesarea a 4 GB de date şi adresarea a 4 GB de memorie. Calculatoarele înzestrate cu acest tip de de procesor pot opera cu masive mari de date, mai productiv gestionând programele.

În regimul real de funcţionare I80386 lucrează ca un microprocesor I8088 cu setul de instrucţiuni majorat şi fiind posibilă accesarea a 1MB de memorie. Procesarea este mai rapidă comparativ cu 8088.

Un alt regim de funcţionare este regimul ,,protejat’’, cu particularităţile de funcţionare identice cu I80286, care are o magistrală de 24 de biţi adresă şi fiind posibilă accesarea a unui spaţiu de 16 MB.

O altă particularitate a microprocesorului I80386 este posibilitatea de a utiliza instrucţiuni de un spectru mai larg şi utilizarea sistemei de multiprogramare. Concomitent poate promova mai multe aplicaţii. Pentru utilizarea eficientă a regimului protejat a fost creat sistemul de operare OS/2.

Al treilea regim, virtual, simulează lucrul a mai multor procesoare de tipul I8088 conectate în paralel; astfel fiind posibilă rularea a mai multor programe, dar cu funcţionare independentă.

Ca nucleu a multifuncţionalităţii, reprezintă însăşi programul de fond, care comutează procesorul în regimul virtual şi supraveghează executarea diferitor aplicaţii. Cea mai răspândită aplicaţie este sistemul operaţional cu interfaţă grafică de tipul Windows, care menţine regimul virtual al lui I80386. Funcţionarea concomitentă a programelor se datorează repartizării timpului ,,de atenţie’’ (funcţionare) din partea procesorului către programele aflate în RAM.

O altă particularitate este folosirea locaţiilor de memorie virtuală, care microprocesorul I80386 şi le formează pe HDD, în caz de insuficienţă a spaţiului de memorie RAM.

Microprocesorul I80386SX. Procesorul dat, apărut în 1988, a completat spaţiul format între I80286, deja îmbătrânit şi I80386DX-scump, I80386SX avea magistralele de date şi adrese de 32 de biţi, fiind posibilă accesarea a 4 GB de memorie. Înlocuirea microprocesorului I80286 cu I80386SX nu era posibilă datorită magistralei mai mari, pe când periferia era deservită mai adecvat.

Rapiditatea de funcţionare se reduce la adresarea exteriorului printr-o magistrală de adrese de 16 biţi, pe când petrecerea proceselor interne are loc la acelaşi nivel ca la I80386DX, este mai lent cam cu 10%, pentru aceeaşi frecvenţă de tact. O altă limitare este folosirea magistralei de adrese de 24 de biţi, ce permite adresarea a 16 MB de memorie, fapt ce limitează utilizarea practică a acestuia.

Microprocesorul I80386 SL. Faţă de I80386SX, procesorul I80386SL are frecvenţa de tact de 33 MHz, posedă o productivitate mai mare datorită unor instrucţiuni mai generalizate, pe acelaşi cristal sunt situate cash-controler-ul şi controler-ul de dirijare cu memoria (MMU) mai perfecţionat. I80386SL posedă mijloace de aparataj de tip EMS 4.0 (Expended Memory Spesification 4.0 ) ce face o gestionare optimală cu un spaţiu suplimentar de memorie de până la 32 MB. O particularitate a MP dat este un regim energo-econom de funcţionare, care se manifestă prin alimentarea a numai acelor dispozitive interne ce cer funcţionarea.