Układy mikroprocesorowe (MPU) Informacje

Układ mikroprocesorowyAM1705BPTP3 z pakietem HLQFPUkłady mikroprocesorowe (MPU) są urządzeniami krzemowymi, które służą jako centralna jednostka przetwarzania (CPU) w komputerach. Zawierają tysiące komponentów elektronicznych i wykorzystują zbiór instrukcji maszynowych do wykonywania operacji matematycznych i przenoszenia danych z jednego miejsca w pamięci do drugiego. Mikroprocesory zawierają magistralę adresową, która wysyła adresy do pamięci, linie odczytu i zapisu oraz magistralę danych, która może wysyłać dane do pamięci lub odbierać dane z pamięci. Zawierają również linię zegarową, która umożliwia impuls zegarowy do sekwencjonowania procesora oraz linię resetującą, która resetuje licznik programu i wznawia wykonanie.

Architektury systemowe

Podstawowe komponenty układów mikroprocesorowych zawierają jedną lub więcej jednostek arytmetyczno-logicznych (ALU) i rejestry przesuwne. Istnieją dwie architektury systemowe dla układów mikroprocesorowych.

układy mikroprocesorowe

Image Credit: informationtechniciantraining.tpub.com

Urządzenia wykorzystujące konstrukcję komputera o zredukowanym zestawie instrukcji (RISC) przetwarzają kilka prostych instrukcji zamiast wielu złożonych w celu przyspieszenia operacji.

Dla kontrastu, urządzenia, które używają złożonego zestawu instrukcji (CISC) zapewniają instrukcje o zmiennej długości, wiele form adresowania i zawierają tylko niewielką liczbę rejestrów ogólnego przeznaczenia.

Porty wejścia/wyjścia (I/O) i interfejsy to połączenia, które zapewniają ścieżkę danych między układami mikroprocesora (MPU) a urządzeniami zewnętrznymi, takimi jak klawiatury, wyświetlacze i czytniki. Liczba portów We/Wy jest równa liczbie portów (linii) wejściowych, wyjściowych i ogólnego przeznaczenia łącznie. Kontrolery komunikacyjne zarządzają wejściami i wyjściami danych. Konwertują one również dane wyjściowe do transmisji przez linie komunikacyjne i wykonują wszystkie niezbędne funkcje kontrolne, sprawdzanie błędów i synchronizację.

Interfejsy

Interfejsy dla układów mikroprocesorowych obejmują:

  • Transport control protocol/internet protocol (TCP/IP)
  • Seryjny interfejs peryferyjny (SPI)
  • Szyna Inter-IC (I2C), stowarzyszenie danych w podczerwieni (IrDA)
  • Synchroniczne sterowanie łączem danych (SDLC)
  • Synchroniczne sterowanie łączem danych (HDLC)
  • Modulacja szerokości impulsów (PWM).
  • Układy mikroprocesorowe (MPU), które wykorzystują magistralę zarządzania systemem (SMBus)
  • Sieć obszarów kontrolnych (CANbus)
  • Uniwersalna magistrala szeregowa (USB) porty

Specyfikacje

Ważne specyfikacje do rozważenia przy wyborze układów mikroprocesorowych (MPU) obejmują:

Szyna danych – Większość układów mikroprocesorowych jest dostępna z 8-bitową, 16-bitową, 24-bitową, 32-bitową, 64-bitową, 128-bitową lub 256-bitową szyną danych.

Rodzina mikroprocesorów – Powszechnie dostępne są produkty z wielu zastrzeżonych rodzin mikroprocesorów.

Napięcia zasilania – Napięcia zasilania zawierają się w zakresie od – 5 V do 5 V i obejmują napięcia pośrednie, takie jak – 4,5 V, – 3,3 V, – 3 V, 1,2 V, 1,5 V, 1,8 V, 2,5 V, 3 V, 3,3 V i 3,6 V.

Szybkość zegara – Szybkość zegara, częstotliwość określająca szybkość działania urządzeń podłączonych do magistrali systemowej, jest zwykle wyrażana w megahercach (MHz).

Pamięć losowego dostępu (RAM) – Pamięć RAM jest zwykle wyrażana w kilobajtach (kB) lub megabajtach (MB).

Rozproszenie mocy – Rozproszenie mocy, całkowity pobór mocy przez urządzenie, jest zwykle wyrażane w watach (W) lub miliwatach (mW).

Temperatura pracy – Temperatura pracy jest pełnym wymaganym zakresem.

Typy pakietów

Podstawowe typy pakietów układów scalonych obejmują:

  • Ball grid array (BGA)
  • Quad flat package (QFP)
  • Single in-line package (SIP)
  • Dual in-line package (DIP)

układy mikroprocesorowe

Image credit: micro.magnet.fsu.edu

Dostępnych jest wiele wariantów pakowania.

  • Warianty BGA obejmują pakiety typu plastic-ball grid array (PBGA) i tape-ball grid array (TBGA).
  • Pakiety typu Fine-pitch land grid array (FLGA) są również powszechne.
  • Regulacje QFP obejmują niskoprofilowe pakiety quad flat package (LQFP) i thin quad flat package (TQFP).
  • DIP są dostępne w wersji ceramicznej (CDIP) lub plastikowej (PDIP).

Inne typy pakietów IC dla układów mikroprocesorowych obejmują:

  • Small outline package (SOP)
  • Thin small outline package (TSOP)
  • Shrink small outline package (SSOP)
  • Shrink zigzag inline package (SZIP)
  • Thin very small outline package (TVSOP)
  • Small outline J-.(SOJ)
  • Plastikowy wyprowadzony nośnik układów scalonych (PLCC)
  • Bezołowiowy ceramiczny nośnik układów scalonych (LCCC)

Standardy

BS 7238 – Glosariusz terminologii związanej z mikroprocesorami

BS IEC 796-3 – Specyfikacja jest stosowana jako interfejs używany do łączenia komponentów systemu mikroprocesorowego za pomocą złącza typu pin i gniazdo (pośrednie) na płycie montażowej.

BS EN 60821 – Wysokowydajna magistrala tylnej płyty do stosowania w systemach mikrokomputerowych wykorzystujących pojedyncze lub wielokrotne mikroprocesory.

Kredyt obrazu:

Texas Instruments

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.