마이크로 프로세서란 무엇입니까?
마이크로 프로세서는 컴퓨터 중앙 처리 장치(CPU)의 핵심 기능을 통합한 집적 회로(IC)이다.
그것은 프로그램 가능한 다목적 실리콘 칩으로서, 클록 구동 방식이며, 레지스터 기반이며,
바이너리 데이터를 입력으로 받아들이고 메모리에 저장된 지침에 따라 처리한 후 출력을 제공한다.
마이크로 프로세서는 어떻게 작동합니까?
프로세서는 기본적으로
ALU(ArithmeticalUnit), ControlUnit(제어 장치)및 RegisterArray(어레이 등록)로
구성된 컴퓨터의 두뇌입니다.
이름이 ALU를 나타내듯이 입력 장치 또는 메모리에서 수신한 데이터에 대해
모든 산술 및 논리 연산을 수행합니다.
레지스터 어레이는 데이터 처리를 위한 임시 고속 액세스 메모리 위치로 작동하는
축전지(A), B, C, D등과 같은 일련의 레지스터로 구성됩니다.
이름에서 알 수 있듯이 컨트롤 유닛은 시스템 전체에서 명령 및 데이터 흐름을 제어합니다.
기본적으로 마이크로 프로세서는 입력 장치에서 입력을 취하여 메모리에 주어진 지시에 따라 처리하고
출력을 생성합니다.
마이크로 프로세서의 장점
1. 저비용
마이크로 프로세서는 집적 회로 기술로 저렴한 비용으로 이용할 수 있습니다.
그것은 컴퓨터 시스템의 비용을 줄일 것이다.
2. 고속
마이크로 프로세서 칩은 관련 기술 덕분에 매우 빠른 속도로 작동할 수 있습니다.
그것은 초당 수백만개의 명령을 실행할 수 있다.
3. 작은 사이즈
매우 큰 규모와 초대형 통합 기술로 인해, 마이크로 프로세서는 매우 적은 공간에서 제작됩니다.
그러면 전체 컴퓨터 시스템의 크기가 줄어듭니다.
4. 다재다능한
마이크로 프로세서는 용도가 매우 다양하며, 동일한 칩은 프로그램을 간단히 변경함으로써
많은 용도에 사용될 수 있습니다 (메모리에 저장된 지침).
5. 저전력 소비
마이크로 프로세서는 일반적으로 산화 금속 반도체 기술을 사용하여 제조되며,
이 기술에서는 MOSF가 포화 상태에서 작동하고 차단 모드로 작동합니다.
그래서 다른 것들에 비해 전력 소비량이 매우 낮습니다.
6. 낮은 발열량
진공 튜브 장치에 비해 반도체 장치는 그렇게 많은 열을 방출하지 않는다.
7. 믿을 수 있는
마이크로 프로세서는 매우 신뢰할 수 있으며, 고장률은 반도체 기술이 사용됨에 따라 매우 낮다.
8. 휴대용의
마이크로 프로세서로 만들어진 장치나 컴퓨터 시스템은 작은 크기와
낮은 전력 소비 때문에 휴대가 가능하다.
마이크로 프로세서에 사용되는 공통 용어
여기 마이크로 프로세서 분야에서 사용될 몇가지 공통 용어가 있습니다.
버스
버스는 데이터를 전송하거나, 정보를 마이크로 프로세서의 다른 요소에
주소를 지정하거나 제어하기 위한 도체 집합입니다.
일반적으로 마이크로 프로세서는 데이터 버스, 제어 버스 및 주소 버스의 세가지 유형의 버스를 가집니다.
8비트 프로세서가 8비트 광역 버스를 사용합니다.
명령 집합
명령 집합은 마이크로 프로세서가 이해할 수 있는 명령 그룹입니다.
따라서 명령 집합은 하드웨어와 소프트웨어(프로그램)간의 인터페이스입니다.
명령어는 프로세서가 데이터 처리를 위해 관련 트랜지스터를 전환하도록 명령합니다.
예를 들어. ADDA, B;는 레지스터 A와 B에 저장된 두개의 번호를 추가하는 데 사용됩니다.
단어 길이
워드 길이는 프로세서의 내부 데이터 버스에 있는 비트 수이거나
프로세서가 한번에 처리할 수 있는 비트 수입니다.
예를 들어. 8비트 프로세서에는 8비트 데이터 버스, 8비트 레지스터가 있으며 한번에 8비트 처리를 수행합니다.
더 높은 비트(32비트, 16비트)작업을 수행할 경우 일련의 8비트 작업으로 분할됩니다.
캐시 메모리
캐시 메모리는 프로세서에 통합된 랜덤 액세스 메모리입니다. 따라서 프로세서는 일반 RAM보다 캐시 메모리의 데이터에 더 빨리 액세스 할 수 있습니다. CPU메모리라고도 합니다. 캐시 메모리는 작업 중에 소프트웨어 또는 프로그램에서 자주 참조하는 데이터 또는 지침을 저장하는 데 사용됩니다. 그래서 그것은 수술의 전반적인 속도를 증가시킬 것이다.
클럭 속도
마이크로 프로세서는 클럭 신호를 사용하여 명령이 실행되는 속도를 제어하고, 다른 내부 구성 요소를 동기화하고, 명령 간의 데이터 전송을 제어합니다. 클럭 속도는 마이크로 프로세서가 명령을 실행하는 속도를 말합니다. 일반적으로 헤르츠로 측정되며 MHz(메가 헤르츠), GHz(GHz)등으로 표현됩니다.
마이크로 프로세서 분류
단어 길이 기준
당신이 위의 단어 길이에 대해 읽기 바랍니다. 따라서 프로세서의 단어 길이를 기준으로 8비트, 16비트, 32비트 및 64비트 프로세서를 사용할 수 있습니다.
RISC–감소된 지침 세트 컴퓨터
RISC는 마이크로 프로세서 아키텍처의 한 종류로, 다른 곳에서 볼 수 있는 보다
전문화된 명령어 세트가 아닌 소규모의 일반적인 목적과 고도로 최적화된 명령 세트를 사용합니다.
RISC는 상대적인 아키텍처인 CISC에 비해 높은 성능을 제공합니다(아래 참조).
프로세서에서 각 명령을 실행하려면 데이터를 로드하고 처리하기 위해 특수 회로가 필요합니다.
그래서 명령을 줄이면, 프로세서는 간단한 회로를 사용하고 더 빠르게 작동할 것입니다.
간단한 명령 집합
더 큰 프로그램
많은 수의 레지스터로 구성됨
간단한 프로세서 회로( 적은 수의 트랜지스터)
추가 RAM사용
고정 길이 지침
간단한 주소 지정 모드
일반적으로 하나의 명령을 실행하기 위한 고정된 클럭 사이클 수
CISC– 복잡한 지침 세트 컴퓨터
CISC는 RISC의 상대적인 마이크로 프로세서 아키텍처입니다.
프로그램별 명령 수를 줄이기 위해 명령별 사이클 수를 무시합니다.
따라서 하드웨어에 직접 복잡한 지침이 적용되므로 프로세서가 복잡해지고 작동 속도가 느려집니다.
이 아키텍처는 실제로 프로그램 길이를 줄여 메모리 비용을 줄이도록 설계되었습니다.
복잡한 명령 집합
소규모 프로그램
레지스터 수 감소
복잡한 프로세서 회로(더 많은 수의 트랜지스터)
적은 RAM사용량
가변 길이 지침
다양한 주소 지정 모드
각 지침에 대한 클럭 사이클의 가변 수
특수 용도 프로세서
일부 특정 기능을 처리하도록 설계된 프로세서도 있습니다.
DSP–디지털 신호 처리기
프로세서–주 프로세서와 함께 사용되는 프로세서(8087 math-프로세서와 8086 사용)
입력/출력 프로세서
트랜지스터 컴퓨터:고유의 로컬 메모리를 가진 마이크로 프로세서
ex) 인텔 4004–최초의 마이크로 프로세서
인텔 8085
인텔 8086
인텔 펜티엄 4
인텔 코어 i7
AMD애틀론
출처 : https://electrosome.com/microprocessor/#Examples