Введение
Развитие микропроцессорной техники началось сравнительно недавно. Первое сообщение о разработке микропроцессора I-4004 опубликовала фирма Intel в 1971 г.
Создание микропроцессора (МП) явилось следствием развития и совершенствования технологии производства интегральных схем. Повышение степени интеграции микросхем привело к закономерному этапу в развитии вычислительной техники – реализации архитектуры ЭВМ на одной интегральной схеме.
Способность к программированию последовательности выполняемых функций, т.е. способность работать по заданной программе, Является основным отличием МП от элементов «жесткой» логики (интегральных схем малой и средней степени интеграции). Кроме физической структуры микропроцессора, называемой аппаратными средствами, на выполняемый им алгоритм влияют программные средства, т.е. последовательность команд и данных, записанных в запоминающем устройстве. В общем виде аппаратные средства микропроцессора повторяют структуру процессора ЭВМ и включают: арифметическо-логическое устройство, устройство управления и несколько рабочих регистров. Микропроцессор может состоять из одной или нескольких интегральных схем, распределенных по принципу выполняемых функций.
Таким образом, микропроцессор – это программно-управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки информации, управления им, построенное на одной или нескольких больших интегральных схемах (БИС).
Совершенствование технологии производства интегральных схем привело к тому, что за сравнительно небольшое время появилось четыре поколения микропроцессоров, отличающихся своими техническими характеристиками [1]:
-
медленно действующие (время выполнения команды 10...20 мкс) четырехразрядные МП, имеющие относительно ограниченный набор команд, объем памяти и видов адресации;
-
четырех- и восьмиразрядные МП с временем выполнения команд 2...5 мкс, расширенным набором команд, объемом памяти и различными видами адресации. Эти МП проще в использовании, так как выпускаются комплектами совместимых и взаимно дополняющих друг друга БИС;
-
быстродействующие (время выполнения команды 100...300 нс) секционированные МП, выполняемые с использованием биполярной технологии и микропрограммным принципом управления, а также 16-разрядные процессоры и спецпроцессоры;
-
однокристальные микроЭВМ с встроенными портами ввода-вывода и запоминающими устройствами, 32-разрядные микропроцессоры.
В настоящее время микропроцессоры и изготовленные на их базе микроЭВМ присутствуют практически во всех областях деятельности человека.
С помощью микроЭВМ дети учатся писать, считать, студенты и школьники изучают гуманитарные и технические науки. МикроЭВМ управляют космическими кораблями, военной техникой, промышленными работами и бытовыми устройствами, поддерживают нужную температуру в инкубаторах, делают «интеллектуальными» средства контроля и измерения, обеспечивают комфорт пассажиров транспорта и дают советы домохозяйкам. Микропроцессоры резко подняли производительность инженерного труда за счет применения созданных на их основе автоматизированных рабочих мест (АРМ). Широко используются МП в медицине, например при диагностике больных, управлении медицинской аппаратурой и искусственными органами. Огромное распространение получили МП при создании различных игр и аттракционов. Быстро растут темпы производства персональных компьютеров.