Лекции по курсу «Микропроцессоры».
Преподаватель: Николаев Александр Сергеевич (Никола).
Этапы развития микропроцессорной техники.
Первый микропроцессор появился в 1971 году. Это был процессор Intel 4004 (4-х разрядный). В 1974 году появился 8-ми разрядный микропроцессор I8008, затем I8080/
Микропроцессор I8080 выпущен по n-МОП технологии. Следующий микропроцессор I8085. Он имел туже систему команд, что и I8080. Он был сделан по КМОП технологии. КМОП технология отличается малым потреблением энергии. Он создавался для работы в контроллерах и устройствах с автономным источником питания. Микропроцессор 8085 содержит всё обрамление (чипсет) в отличие от 8080. На трёх 8085 можно создать микроЭВМ.
Микропроцессор Z80 (фирма Zilog). Особенности: его создали те же люди, что и 8080. Системы команд этих процессоров совпадали, но в Z80 было добавлено много новых команд. Внутри Z80 содержалось 2 набора регистров. Большой плюс этого микропроцессора это встроенная регенерация динамической памяти.
Следующий процессор 8088 16-ти разрядный. Следом за ним появился 8086 чисто 16-ти разрядный. Это был первый микропроцессор с изменяемой структурой. Он вёл себя по-разному в 2-х режимах. 1 – однопроцессорные системы. 2 – многопроцессорные системы.
В нём ввод вывод информации отделён от решения задач (опережающая выборка данных).
Следующий 80186, затем 80286. Он был предназначен для многозадачных систем. В него введены элементы управления внутренней памятью.
Следующий 80386 32-х разрядный. В нём более развитые средства для многозадачных режимов. Появились страничные режимы обмена.
Следующий 80486. Его особенности:
В нём сопроцессор совмещён с основным процессором.
Внутренняя частота процессора больше, чем внешняя частота. В связи с чем возникали проблемы с работой материнской платы.
Появилась внутренняя кэш-память.
Следует отметить, что фирмы AMD и Cyrix выпускали аналогичные процессоры, но с небольшой задержкой.
Pentium. В нём появляется суперскалярная структура. Если в предыдущих процессорах за один такт выполнялась одна команда, то в Pentium 2 команды. Снижено напряжение питания до 3В из-за перегрева. Сделан отдельно кэш для команд и отдельно кэш для данных.
Pentium маркировался как P54, но после того, как в него были добавлены команды для мультимедийных приложений он стал маркироваться как P55 MMX.
Следующий процессор PentiumPro. Внутри него помещалась кэш-память второго уровня до 2Мгб. Данный процессор имел собственный разъём. Можно было на схеме объединить до 4-х процессоров.
Следующий Pentium II. От Pentium для него взяли MMX, а от PentiumPro кэш второго уровня до 512Кб. Процессор себя не оправдал из-за большой стоимости, поэтому был разработан процессор Celeron. Он применялся в дешёвых системах. Это по сути тот же Pentium II, но без кэша. В последствии был добавлен кэш 128Кб, т.к. без него производительность была слишком низкая.
Pentium III. Появились новые команды. SSE-набор команд для обработки потоковых данных.
AMD K6 эквивалент Pentium II.
AMD K6-2 в нём появился новый набор команд 3D now!
AMD K6-III с кэшем 256Кб.
Athlon кэш 2-ого уровня до 8Мгб. Он отошёл от магистрального взаимодействия, и используется взаимодействие типа точка точка.
Duron – облегчённый Athlon для дешёвых систем. Специальный разъём Slot A.
Pentium III Xeon – больше кэш памяти.
Компьютеры фирмы Apple сначала использовали процессоры М6800, М68000, М68020 фирмы Motorola.
Процессор Power PC.
Процессор AlphaAXP он 64-х разрядный.
Направление I-64. Он будет несовместимым с предыдущими. Абсолютно новая система команд.
AMD называет разработку х86-64. (86 указывает на совместимость с процессорами х86, что несомненно даёт преимущества, т.к. при применении аналогичной разработки фирмы Intel придётся менять всё программное обеспечение).
Транспьютер. ЭВМ в одном кристалле. Он имеет ОЗУ, процессор, ПЗУ. И 4 шины для связи с другими устройствами.
