Cipurile microprocesoarelor (MPU) sunt dispozitive de siliciu care servesc ca unitate centrală de procesare (CPU) în calculatoare. Acestea conțin mii de componente electronice și utilizează o colecție de instrucțiuni de mașină pentru a efectua operații matematice și pentru a muta datele dintr-o locație de memorie în alta. Microprocesoarele conțin o magistrală de adrese care trimite adrese către memorie, linii de citire și de scriere, precum și o magistrală de date care poate trimite date către memorie sau poate primi date din memorie. Ele includ, de asemenea, o linie de ceas care permite un impuls de ceas pentru a secvenția procesorul și o linie de resetare care resetează contorul de program și repornește execuția.
Arhitecturi de sistem
Componentele de bază ale cipurilor microprocesoarelor includ una sau mai multe unități logice aritmetice (ALU) și registre de deplasare. Există două arhitecturi de sistem pentru cipurile microprocesoarelor.
Creditul imaginii: informationtechniciantraining.tpub.com
Dispozitivele care utilizează un design RISC (reduced instruction set computer) procesează câteva instrucțiuni simple în loc de multe instrucțiuni complexe pentru a accelera operațiunile.
În schimb, dispozitivele care utilizează o concepție de calculator cu set de instrucțiuni complexe (CISC) oferă instrucțiuni de lungime variabilă, mai multe forme de adresare și conțin doar un număr mic de registre de uz general.
Porturile și interfețele de intrare/ieșire (I/O) sunt conexiuni care asigură o cale de date între cipurile microprocesorului (MPU) și dispozitivele externe, cum ar fi tastaturile, afișajele și cititoarele. Numărul de porturi I/O este egal cu numărul de porturi (linii) de intrare, de ieșire și de uz general combinate. Controlorii de comunicare gestionează intrările și ieșirile de date. De asemenea, acestea convertesc ieșirile de date pentru transmiterea pe liniile de comunicație și realizează toate funcțiile de control necesare, verificarea erorilor și sincronizarea.
Interfețe
Interfețele pentru cipurile microprocesoarelor includ:
- Protocolul de control al transportului/protocolul internet (TCP/IP)
- Interfața periferică serială (SPI)
- Busul Inter-IC (I2C), asociația de date în infraroșu (IrDA)
- Controlul sincron al legăturii de date (SDLC)
- Controlul legăturii de date la nivel înalt (HDLC)
- Modularea lățimii impulsurilor (PWM).
- Cipuri de microprocesor (MPU) care utilizează magistrala de gestionare a sistemului (SMBus)
- Control area network bus (CANbus)
- Universal serial bus (USB) porturi
Specificații
Specificațiile importante care trebuie luate în considerare la selectarea cipurilor de microprocesor (MPU) includ:
Bus de date – Majoritatea cipurilor microprocesoarelor sunt disponibile cu un bus de date pe 8, 16, 24, 32, 64, 128 sau 256 de biți.
Familie de microprocesoare – Sunt disponibile în mod obișnuit produse din mai multe familii de microprocesoare brevetate.
Tensiune de alimentare – Tensiunile de alimentare variază de la – 5 V la 5 V și includ tensiuni intermediare, cum ar fi – 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 și 3,6 V.
Viteza ceasului – Viteza ceasului, frecvența care determină viteza de funcționare a dispozitivelor conectate la magistrala de sistem, este în general exprimată în megahertzi (MHz).
Memorie cu acces automat (RAM) – Memoria RAM este în general exprimată în kilobiți (kB) sau megabyți (MB).
Disipare de putere – Disiparea de putere, consumul total de putere al dispozitivului, este în general exprimată în wați (W) sau miliwați (mW).
Temperatura de funcționare – Temperatura de funcționare este un interval complet necesar.
Tipuri de pachete
Tipurile de pachete de bază pentru circuite integrate includ:
- Ball grid array (BGA)
- Quad flat package (QFP)
- Single in-line package (SIP)
- Dual in-line package (DIP)
Credit imagine: micro.magnet.fsu.edu
Sunt disponibile numeroase variante de împachetare.
- Variantele BGA includ plastic-ball grid array (PBGA) și tape-ball grid array (TBGA).
- Sunt, de asemenea, comune pachetele Fine-pitch land grid array (FLGA).
- Variantele QFP includ pachetul quad flat cu profil redus (LQFP) și pachetul quad flat subțire (TQFP).
- DIP-urile sunt disponibile fie în ceramică (CDIP), fie în plastic (PDIP).
Alte tipuri de pachete IC pentru cipuri de microprocesoare includ:
- Încapsul cu contur mic (SOP)
- Încapsul cu contur mic (TSOP)
- Încapsul cu contur mic (SSOP)
- Încapsul cu contur mic în zigzag (SZIP)
- Încapsul cu contur foarte mic (TVSOP)
- Încapsul cu contur mic J-.lead (SOJ)
- Plastic leaded chip carrier (PLCC)
- Leadless ceramic chip carrier (LCCC)
Standarde
BS 7238 – Glosar pentru terminologia referitoare la microprocesoare
BS IEC 796-3 – Specificația este utilizată ca interfață folosită pentru conectarea componentelor sistemului de microprocesoare prin intermediul plăcii de bază de tip conector cu pini și soclu (indirect).
BS EN 60821 – O magistrală backplane de înaltă performanță pentru utilizare în sistemele de microcalculatoare care utilizează microprocesoare simple sau multiple.
Creditul imaginii:
Texas Instruments
.