Основні поняття і визначення

Мікропроцесор (МП) — пристрій, який здійснює прий­мання, оброблення і видачу інформації. Конструктивно МП містить одну або кілька інтегральних схем і виконує дії за програмою, записаною в пам'яті.

Мікропроцесорна система — обчислювальна, контрольно-вимірювальна або керуюча система, в якій основним пристроєм обробки інформації є МП. Мікропроцесорна система складається з набору великих інтегрованих схем (ВІС).

Мультимікропроцесорна, або мультипроцесорна, систе­ма — система, яка утворюється об'єднанням деякої кількості універсальних або спеціалізованих МП, завдяки чому забезпечується паралельна обробка інформації і роздільне керу­вання.

Мікропроцесорний комплект (МПК) — сукупність інтег­ральних схем, сумісних за електричними, інформаційними та конструктивними параметрами і призначених для побудови електронно-обчислювальної апаратури й мікропроцесорних систем керування. Типовий склад МПК: ВІС МП (один чи кілька корпусів інтегральних схем); ВІС оперативних запам'ятовувальних пристроїв (ОЗП); ВІС постійних запам'ято­вувальних пристроїв (ПЗП); інтерфейси, або контролери, зовнішніх пристроїв; службові ВІС (тактовий генератор, ре­гістри, шинні формувачі, контролери та арбітри шин).

Мікропроцесори та мікропроцесорні комплекти класифі­кують за такими ознаками: призначенням, кількістю ВІС, спо­собом керування, типом архітектури та типом системи подавання команд.

За призначенням МП поділяють на універсальні та спе­ціалізовані. Універсальними мікропроцесорами є мікропро­цесори загального призначення, які дають змогу розв'язува­ти широкий клас задач — обчислення, оброблення та керуван­ня. Спеціалізовані мікропроцесори призначені для розв'язання задач лише певного класу. До них належать сигнальні, медійні та мультимедійні МП; трансп'ютери.

Сигнальні процесори призначені для цифрового оброблення сигналів у реальному масштабі часу (наприклад, фільтрація сигналів, обчислення згортки, обчислення кореляційної функції, підсилення, обмеження і трансформація сигналу, пряме і зво­ротне перетворення інтегралів Фур'є). До сигнальних про­цесорів належать процесори фірм Texas Instruments — TMS320C80, Analog Devices - ADSP2106x, Motorola -DSP560xx та DSP9600x.

Медійні й мультимедійні процесори використовують для оброблення аудіосигналів, графічної інформації, відеозображень та для розв'язання задач у мультимедіакомп'ютерах, іграшко­вих приставках, побутовій техніці. До медійних і мультиме­дійних процесорів належать процесори фірм MicroUnity — Mediaprocessor, Philips — Trimedia, Cromatic Reserch — Mpact Media Engine, Nvidia — NV1, Cyrix — MediaGX.

Трансп'ютери застосовують для масових паралельних обчислень і роботи у мультипроцесорних системах. Для них характерним є наявність внутрішньої пам'яті та вбудованого міжпроцесорного інтерфейсу, тобто каналів зв'язку з іншими ВІС МП. До трансп'ютерів належать процесори фірм Inmos — Т-2, Т-4, Т-8, Т9000.

За кількістю ВІС у МПК розрізняють багатокристальні МПК та однокристальні мікроконтролери (ОМК). Багатокристальні комплекти — це МПК з однокристальними і секційними МП.

Однокристальний мікропроцесор, або мікропроцесор з фіксованою розрядністю даних, є конструктивно заверше­ним виробом у вигляді однієї ВІС. До цього типу належать процесори фірм Intel — Pentium (Р5, Р6, Р7), AMD — К5, К6,Cyrix — 6x86, Diqital Equipment — Alpha 21064, 21164A, Silicon Graphics - MIPS R10000, Motorola - Power PC 603, 604, 620, Hewlett Packard - PA-8000, Sun Microsystems -Ultra SPARC II.

У секційних мікропроцесорах в одній ВІС реалізується лише деяка функціональна частина (секція) процесора. Інша назва секційних МП — розрядно-модульні мікропроцесори, або мікропроцесори з нарощенням розрядності. Секційність ВІС МП зумовлює значну гнучкість МПС, можливість наро­щення розрядності даних, створення специфічних технологіч­них команд із набору мікрокоманд. До секційних належать МП серій К589, К1804.

Однокристальний мікроконтролер — пристрій, що кон­структивно виконаний в одному корпусі ВІС і містить основні складові МПК. До таких мікроконтролерів належать ОМК фірм Intel - MCS-196/296, Microchip - РІС17С4х, РІС17С75х, Mitsubishi Electric - М3820, Motorola -MC33035, MC33039.

За способом керування розрізняють МП зі схемним та МП з мікропрограмним керуванням. Мікропроцесори зі схемним керуванням мають фіксований набір команд, розроблений фірмою-виробником, який не може змінюватися спо­живачем. У мікропроцесорах з мікропрограмним керуван­ням систему команд розробляють під час проектування кон­кретного МПК на базі набору найпростіших мікрокоманд з урахуванням класу задач, для розв'язання яких призначений МПК.

За типом архітектури, або принципом побудови, роз­різняють МП з фоннейманівською архітектурою і МП з гар­вардською архітектурою.

За типом системи команд розрізняють CISC (Com­plete Instruction Set Computing) — процесори з повним набо­ром команд і RISC (Reduced Instruction Set Computing) — процесори зі зменшеним набором команд.

Слід зазначити, що багато МПК підпадають під різні кла­сифікаційні ознаки, оскільки здатні вирішувати задачі різ­них класів. Так, існують універсальні МП з мультимедійним розширенням наборів команд, наприклад, Pentium MMX, Pentium П, Cyrix 6x86MX, AMD K6, Ultra SPARC. У CISC- процесорах Pentium PRO реалізовано ядро з RISC-архітек­турою.