Microprocesoare

Microcalculatoarele; o privire asupra tehnologiei

Inventarea microprocesorului în 1971 de catre Ted Hoff în laboratoarele Fairchild a avut o importanta mult mai mare decît s-a prevazut initial, caci dincolo de aplicatiile imediate, de control, el a facut posibila aparitia microcalculatorului, un dispozitiv electronic folosit pentru prelucrarea informatiei cu ajutorul unor semnale electrice produse de circuite plasate pe o pastila de siliciu. Complexi tatea microprocesorului a crescut de la cîteva circuite pîna la circuitul integrat pe scara foarte larga (VLSI) de astazi, care aduna peste 100.000 de circuite pe aceeasi pastila. Microcalculatoarele moderne contin mai multe subsisteme conectate între ele si circuite de suport VLSI. Constructorul de microcalculatoare are de ales dintr-o gama larga de microprocesoare, circuite de memorie, de interfata în variante constructive nMOS, CMOS, I2L, factorul primordial de alegere fiind raportul pret / performanta.Microprocesorul este, dupa cum am amintit, cea mai importanta componenta a sistemului. El prelucreaza aproape toate informatiile din interiorul unui microcalculator, citeste instructiuni si date din memorie, executa prelucrari asupra lor, le trimite sau le primeste catre / dinspre periferice prin instructiuni de intrare iesire. Cunoscut si sub numele de unitate centrala, microprocesorul este un circuit integrat digital care prelucreaza informatia în mod secvential.Toate microcalculatoarele de tip IBM si compatibilele IBM contin microprocesoare INTEL din familia 8086/8088,80286,80386SX, 80486. Microprocesoarele MOTOROLA 68000, 68020, 68030 stau la baza microcalculatoarelor APPLE Macintosh si a statiilor de lucru din prima linie.Microprocesoarele se claseaza dupa numarul de biti din cîmpul de adrese si largimea cuvântului. Modul în care datele sînt manevrate în interiorul microprocesorului depind de organizarea interna, de arhitectura cailor de date si de adrese. Viteza de prelucrare a micropro¬cesorului este în mod direct legata de arhitectura acestuia si de calitatile tehnologice ale circuitelor componente.Dimensiunea cîmpului de adrese determina marimea spatiului fizic de memorie care poate fi adresat de microprocesor.De exemplu, un microprocesor pe 8 biti are un cîmp de adrese cu largimea de 16 biti. Spatiul de memorie care poate fi adresat este de 216 locatii, adica 64 000 de locatii de memorie. 8086 dispune de un cîmp de adrese de latime de 20 de biti. Ca atare acesta poate accesa 220 locatii, adica pîna la l milion de locatii de memorie. Magistrala de adrese de 24 de biti a lui 80286 permite adresarea a 16.000.000 de lo¬catii; cea de 32 de biti a lui 80386 adreseaza un spatiu liniar de memorie de 4 miliarde de octeti. Largimea cailor de date influenteaza în mod direct performantele de viteza ale microprocesorului. Dimensiu¬nea mai mare a cailor de date înseamna prelucrarea si manipularea unei cantitati mai mari de informatie pe unitatea de timp. Largimea bus-ului de date determina si rata de transfer din si catre unitatea centrala în lucrul cu perifericele. Un bus de date mai larg înseamna transferuri mai eficiente, deci o performanta de viteza mare. Spre exemplu, microprocesoarele 8086 si 8088 sant functional identice. Difera însa sub raportul largimii busului de date pentru operatiile deintrare / iesire. 8086 dispune de 16 biti de date pentru lucrul cu intrarea / iesirea, în timp ce 8088, de numai 8 biti. Ca o consecinta, 8086 este cu 20% mai rapid decît 8088.