O que é um microprocessador: gerações e seus tipos

O primeiro Microprocessador como o Intel 4004 foi inventado por Ted Hoff, Masatoshi Shima, Federico Faggin e Stanley Mazor. O tamanho desses processadores é de 8 bits (lê ou grava apenas 1 byte por vez), 16 bits (lê ou grava apenas 2 bytes por vez), 32 bits (lê ou grava apenas 4 bytes por vez) e 64 bits ( ler ou escrever o único byte de cada vez). Ele executa todas as operações ou funções dependendo do programa que é escrito em linguagem assembly pelo programador e sua vida útil é superior a 3000 horas. Quase todos os produtos eletrônicos domésticos contêm um microprocessador, alguns exemplos são máquinas de lavar, geladeiras, gêiseres, sistemas de alarme, forno de microondas, laptops, etc.

O que é um microprocessador?

O microprocessador é usado principalmente em aplicativos de controle embutidos como aplicativos domésticos, automóveis e periféricos de computador. É um integrado circuito eletronico que controla todas as funções da CPU, ou unidade de processamento central, de um computador ou outros dispositivos digitais. Toda a função da CPU é controlada por um único circuito integrado que aceita dados binários como entrada e processa esses dados de acordo com as instruções fornecidas e então gera a saída. Este processador contém milhões de pequenos componentes como transistores , registros e diodos. O diagrama de blocos deste processador é mostrado na figura abaixo.

diagrama de bloco do microprocessador

Componentes do Microprocessador

Os componentes deste processador são ALU, unidade de controle, dispositivos de entrada-saída e matriz de registro.

• ALU (unidade lógica aritmética) executa operações aritméticas e lógicas. Operações aritméticas, como adição, subtração, multiplicações, divisões e operações lógicas como NOR, AND, NAND, OR, XOR, NOT, XNOR, etc.
• A unidade de controle é usada para controlar as instruções e gera os sinais para operar os outros componentes.
• A matriz de registro consiste em registros. Registros que são usados ​​pelo programador para armazenar dados arbitrários são conhecidos como registradores de propósito geral e os registradores que não são usados ​​por um programador para armazenar os dados são conhecidos como registradores reservados. O comprimento do registro é conhecido como comprimento da palavra do computador.
• Dispositivos de entrada-saída são usados ​​para transferir dados entre microcomputadores e dispositivos externos.

Como os microprocessadores são feitos?

Os microprocessadores são feitos de silício ou germânio. O silício e o germânio são semicondutores, quase todos os componentes eletrônicos são feitos por esses semicondutores.

Gerações de microprocessador

Existem cinco gerações deste processador que incluem principalmente o seguinte.

• Microprocessador de primeira geração : Os processadores de primeira geração são microprocessadores de 4 bits introduzidos em 1971-1972.
• Segundo Microprocessador de Geração : Os processadores de segunda geração são microprocessadores de 8 bits introduzidos em 1973.
• Terceiro Microprocessador de Geração : Os processadores de terceira geração são microprocessadores de 16 bits introduzidos em 1978.
• Quarto Microprocessador de Geração : Os processadores de quarta geração são microprocessadores de 32 bits.
• Quinto Microprocessador de Geração : Os processadores de quinta geração são microprocessadores de 64 bits.

Funcionamento do microprocessador

Para obter a saída, o primeiro microprocessador busca as instruções na memória do computador e então as decodifica e executa essas instruções como resultado em uma forma binária. A potência de um determinado microprocessador é medida em termos de bits.

Este processador executa a instrução usando as seguintes etapas

funcionamento do microprocessador

• Buscando (SE): É a primeira etapa do microprocessador que busca a instrução na memória.
• Decodificação (ID): É a segunda etapa do microprocessador usado para decodificar a instrução.
• Executando (EX): É a última etapa deste processador que executa as instruções e a saída.

Tipos de microprocessadores

Tipos de processadores são mostrados na figura abaixo.

• Processadores de vetor: O processador vetorial é projetado para cálculos vetoriais e é uma matriz de operandos. É o processo de usar vetores para armazenar um grande número de variáveis ​​para processamento de dados de alta intensidade. Previsão do tempo, mapeamento do genoma humano, dados GIS são alguns exemplos de processadores de vetores IBM 390 / VF, DEC’S vax 9000, etc.
• Processadores ou processadores SIMD: Um processador de matriz também é projetado para cálculos de vetor e é um processador de dados múltiplos de instrução única (SIMD). As aplicações do SIMD incluem processamento de imagem, renderização 3D, reconhecimento de voz, rede, funções DSP, etc.

tipos de microprocessador

• Processadores escalares e superescalares: O processador que executa dados escalares é conhecido como processador escalar. Os processadores escalares são talvez o processador escalar RISC ou o processador escalar CISC. O processador superescalar executa mais de uma instrução por ciclo de clock e possui vários pipelines.
• Processadores de sinal digital: Processadores de sinais digitais são usados ​​para processar sinais em formato digital. As aplicações do DSP são processamento de sinal de áudio, processamento de imagem digital, compressão de vídeo, compressão de áudio, processamento e reconhecimento de voz, etc. Os processadores de sinal digital são Motorola 56000, lm nacional 32900 etc.
• Processadores RISC: A forma completa do RISC é um computador com conjunto de instruções reduzido. As instruções neste processador não são complexas. É usado em aplicações de ponta, como processamento de vídeo, telecomunicações e processamento de imagem.
• CISC Processors: A forma completa do CISC é um computador de conjunto de instruções complexo. As instruções neste processador são complexas. Requer uma memória externa para cálculos. A arquitetura CISC é usada em aplicações low-end, como sistemas de segurança, automação residencial, etc.
• Processadores ASIC: ASIC significa circuitos integrados específicos de aplicativos. É implementado para funções ou aplicações especiais.

Melhores empresas de microprocessador

AMD (microdispositivos avançados), Intel, Nvidia, grupo de tecnologia Marvell, Enoceangmbh, Ensilica, ARM, Adapteva são algumas das melhores empresas deste processador. A empresa AMD (microdispositivos avançados) recentemente implementou AMD ryzen 9 3900x, AMD ryzen 5 2600x, etc, e o melhor microprocessador da Intel é Intel core i9-9900k.

Formulários

As aplicações deste processador incluem o seguinte.

• Jogos
• Navegação na web
• Criação de documentos
• Cálculos matemáticos
• Simulações
• edição de fotos
• Eletrodomésticos
• Em eletrônica automotiva
• Na medição
• Em eletrônica móvel
• No automação predial etc

Vantagens

As vantagens deste processador incluem o seguinte

• Baixo custo
• Alta velocidade
• Tamanho pequeno
• Baixo consumo de energia
• Versátil
• De confiança
• Portátil
• Fácil de implementar
• Fácil de modificar

Desvantagens

As desvantagens desse processador incluem o seguinte.

• Operações de ponto flutuante não são suportadas.
• Às vezes, pode ficar superaquecido.

Portanto, trata-se de uma visão geral do microprocessador . Como sabemos que este processador é uma das melhores tecnologias que podem ser utilizadas em quase todos os produtos eletrônicos. Seu uso está aumentando dia a dia, em comparação com outras tecnologias o custo é menor e a velocidade do microprocessador é alta. Aqui está uma pergunta para você - o que o microprocessador avançado está usando atualmente?