Chips microprocessador (MPU) são dispositivos de silício que servem como unidade central de processamento (CPU) em computadores. Eles contêm milhares de componentes eletrônicos e utilizam uma coleção de instruções de máquina para realizar operações matemáticas e mover dados de um local de memória para outro. Os microprocessadores contêm um barramento de endereços que envia endereços para a memória, linhas de leitura e escrita e um barramento de dados que pode enviar dados para a memória ou receber dados da memória. Eles também incluem uma linha de relógio que permite um pulso de relógio para seqüenciar o processador e uma linha de reset que reinicia o contador do programa e reinicia a execução.
Arquiteturas de sistema
Componentes básicos do chip do microprocessador incluem uma ou mais unidades lógicas aritméticas (ALU) e registros de deslocamento. Existem duas arquiteturas de sistema para chips microprocessadores.
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Dispositivos que usam um computador com conjunto de instruções reduzido (RISC) projetam algumas instruções simples ao invés de muitas instruções complexas para acelerar as operações.
Por contraste, dispositivos que usam um computador com conjunto de instruções complexo (CISC) projetam instruções de comprimento variável, formas múltiplas de endereçamento e contêm apenas um pequeno número de registros de uso geral.
Portas de entrada/saída (E/S) e interfaces são conexões que fornecem um caminho de dados entre chips de microprocessador (MPU) e dispositivos externos, tais como teclados, displays e leitores. O número de portas de E/S é igual ao número de portas de entrada, saída e de uso geral (linhas) combinadas. Os controladores de comunicação gerenciam as entradas e saídas de dados. Eles também convertem as saídas de dados para transmissão através das linhas de comunicação e realizam todas as funções de controle necessárias, verificação de erros e sincronização.
Interfaces
Interfaces para chips microprocessadores incluem:
- Protocolo de controle de transporte/Protocolo de Internet (TCP/IP)
- Interface periférica serial (SPI)
- Bus Inter-IC (I2C), associação de dados infravermelhos (IrDA)
- Controle de link de dados síncrono (SDLC)
- Controle de link de dados de alto nível (HDLC)
- Modulação de largura de pulso (PWM).
- Chips de microprocessador (MPU) que usam barramento de gerenciamento do sistema (SMBus)
- Barramento de rede de área de controle (CANbus)
- Portas de barramento serial universal (USB)
Especificações
As especificações importantes a considerar ao selecionar chips de microprocessador (MPU) incluem:
Barramento de dados – A maioria dos chips microprocessadores está disponível com um barramento de dados de 8 bits, 16 bits, 24 bits, 32 bits, 64 bits, 128 bits, ou 256 bits.
Família de microprocessadores – Produtos de muitas famílias de microprocessadores proprietários estão normalmente disponíveis.
Tensão de alimentação – As tensões de alimentação variam de – 5 V a 5 V e incluem tensões intermediárias como – 4,5 V, – 3,3 V, – 3 V, 1,2 V, 1,5 V, 1,8 V, 2,5 V, 3 V, 3 V, 3,3 V, e 3,6 V.
velocidade do relógio – A velocidade do relógio, a frequência que determina a velocidade de funcionamento dos dispositivos ligados ao bus do sistema, é geralmente expressa em megahertz (MHz).
Memória de acesso aleatório (RAM) – A RAM é normalmente expressa em kilobytes (kB) ou megabytes (MB).
Dissipação de energia – A dissipação de energia, o consumo total de energia do dispositivo, é geralmente expressa em watts (W) ou milliwatts (mW).
Temperatura de operação – A temperatura de operação é uma faixa completa necessária.
Tipos de embalagem
Os tipos de embalagem de CI básicos incluem:
- Matriz de grade de bola (BGA)
- Embalagem plana (QFP)
- Embalagem única em linha (SIP)
- Embalagem dupla em linha (DIP)
Crédito de imagem: micro.ímã.fsu.edu
Muitas variantes de embalagem estão disponíveis.
- Variantes BGA incluem matriz de grade de bola plástica (PBGA) e matriz de grade de bola de fita (TBGA).
- Sem comuns também as embalagens de grade de terra de passo final (FLGA).
- As variantes QFP incluem pacotes quad plano de baixo perfil (LQFP) e pacotes quad plano finos (TQFP).
- DIPs estão disponíveis em cerâmica (CDIP) ou plástico (PDIP).
Outros tipos de pacote IC para chips de microprocessador incluem:
- Pacote de contorno pequeno (SOP)
- Pacote de contorno pequeno (TSOP)
- Pacote de contorno pequeno (SSOP)
- Pacote de contorno pequeno em ziguezague (SZIP)
- Pacote de contorno pequeno (TVSOP)
- Pacote de contorno pequeno J-chumbo (SOJ)
- Portador de chips com chumbo plástico (PLCC)
- Portador de chips de cerâmica sem chumbo (LCCC)
Padrão
BS 7238 – Glossário para terminologia relacionada a microprocessadores
BS IEC 796-3 – A especificação é usada como uma interface usada para conectar componentes do sistema de microprocessadores por meio do pino e do conector (indireto) tipo backplane.
BS EN 60821 – Um barramento backplane de alto desempenho para uso em sistemas microcomputadores que emprega microprocessadores simples ou múltiplos.
Crédito de imagem:
Instrumentos do tipo Texas