Microprocessore - Classificazione

Un microprocessore può essere classificato in tre categorie:

Processore RISC

RISC sta per Reduced Instruction Set Computer. È progettato per ridurre il tempo di esecuzione semplificando il set di istruzioni del computer. Utilizzando i processori RISC, ogni istruzione richiede un solo ciclo di clock per eseguire i risultati in un tempo di esecuzione uniforme. Ciò riduce l'efficienza poiché ci sono più righe di codice, quindi è necessaria più RAM per memorizzare le istruzioni. Il compilatore deve anche lavorare di più per convertire le istruzioni del linguaggio di alto livello in codice macchina.

Alcuni dei processori RISC sono:

  • Power PC: 601, 604, 615, 620
  • DEC Alpha: 210642, 211066, 21068, 21164
  • MIPS: processore RISC TS (R10000)
  • PA-RISC: HP 7100LC

Architettura di RISC

L'architettura del microprocessore RISC utilizza un set di istruzioni altamente ottimizzato. È utilizzato in dispositivi portatili come Apple iPod grazie alla sua efficienza energetica.

Caratteristiche del RISC

Le caratteristiche principali di un processore RISC sono le seguenti:

  • Consiste in semplici istruzioni.

  • Supporta vari formati di tipi di dati.

  • Utilizza semplici modalità di indirizzamento e istruzioni a lunghezza fissa per il pipelining.

  • Supporta il registro da utilizzare in qualsiasi contesto.

  • Un tempo di esecuzione del ciclo.

  • Le istruzioni "LOAD" e "STORE" vengono utilizzate per accedere alla posizione di memoria.

  • Consiste in un numero maggiore di registri.

  • Consiste in un numero inferiore di transistor.

Processore CISC

CISC sta per Complex Instruction Set Computer. È progettato per ridurre al minimo il numero di istruzioni per programma, ignorando il numero di cicli per istruzione. L'enfasi è sulla creazione di istruzioni complesse direttamente nell'hardware.

Il compilatore deve fare pochissimo lavoro per tradurre un linguaggio di alto livello in linguaggio di livello assembly / codice macchina perché la lunghezza del codice è relativamente breve, quindi è richiesta pochissima RAM per memorizzare le istruzioni.

Alcuni dei processori CISC sono:

  • IBM 370/168
  • VAX 11/780
  • Intel 80486

Architettura del CISC

La sua architettura è progettata per ridurre il costo della memoria perché è necessaria più memoria in programmi più grandi, con conseguente aumento dei costi di memoria. Per risolvere questo problema, il numero di istruzioni per programma può essere ridotto incorporando il numero di operazioni in una singola istruzione.

Caratteristiche del CISC

  • Varietà di modalità di indirizzamento.
  • Maggior numero di istruzioni.
  • Lunghezza variabile dei formati di istruzione.
  • Potrebbero essere necessari diversi cicli per eseguire un'istruzione.
  • La logica di decodifica delle istruzioni è complessa.
  • È necessaria un'istruzione per supportare più modalità di indirizzamento.

Processori speciali

Questi sono i processori progettati per scopi speciali. Vengono discussi brevemente alcuni processori speciali:

Coprocessore

Un coprocessore è un microprocessore appositamente progettato, in grado di gestire la sua particolare funzione molte volte più velocemente del normale microprocessore.

For example - Coprocessore matematico.

Alcuni coprocessori matematici di Intel sono:

  • 8087-utilizzato con 8086
  • 80287-utilizzato con 80286
  • 80387-utilizzato con 80386

Processore di input / output

È un microprocessore appositamente progettato con una propria memoria locale, che viene utilizzata per controllare i dispositivi I / O con il minimo coinvolgimento della CPU.

For example -

  • Controller DMA (accesso diretto alla memoria)
  • Controller tastiera / mouse
  • Controller grafico del display
  • Controller della porta SCSI

Transputer (computer a transistor)

Un transputer è un microprocessore appositamente progettato con una propria memoria locale e con collegamenti per collegare un transputer a un altro transputer per comunicazioni tra processori. È stato progettato per la prima volta nel 1980 da Inmos ed è destinato all'utilizzo della tecnologia VLSI.

Un transputer può essere utilizzato come sistema a processore singolo o può essere collegato a collegamenti esterni, il che riduce i costi di costruzione e aumenta le prestazioni.

For example - Processori T212 a 16 bit, T425 a 32 bit, a virgola mobile (T800, T805 e T9000).

DSP (processore del segnale digitale)

Questo processore è appositamente progettato per elaborare i segnali analogici in una forma digitale. Questo viene fatto campionando il livello di tensione a intervalli di tempo regolari e convertendo la tensione in quell'istante in una forma digitale. Questo processo viene eseguito da un circuito chiamato convertitore da analogico a digitale, convertitore da A a D o ADC.

Un DSP contiene i seguenti componenti:

  • Program Memory - Memorizza i programmi che DSP utilizzerà per elaborare i dati.

  • Data Memory - Memorizza le informazioni da elaborare.

  • Compute Engine - Esegue l'elaborazione matematica, accedendo al programma dalla memoria del programma e ai dati dalla memoria dati.

  • Input/Output - Si collega al mondo esterno.

Le sue applicazioni sono:

  • Sintesi sonora e musicale
  • Compressione audio e video
  • Elaborazione del segnale video
  • Accelerazione grafica 2D e 3D.

For example - Serie TMS 320 di Texas Instrument, ad esempio TMS 320C40, TMS320C50.