Casa > Exposició > Contingut

Estructura del microprocessador

Mar 09, 2019

La disposició interna d'un microprocessador varia segons l'edat del disseny i l'efecte desitjat del microprocessador. La complexitat d'un circuit integrat (IC) està limitat per limitacions físiques sobre el nombre de transistors, que es pot posar en un xip, el nombre de baixes de paquet que pot connectar el processador a altres parts del sistema, el nombre d'interconnexions és possible fer en el xip i la calor que pot dissipar el xip. Avanç de la tecnologia fa factible a la fabricació de xips més complexes i potents.


Un microprocessador hipotètic mínima podria incloure només una unitat de aritmètico lògica (ALU) i una secció de la lògica de control. La ALU realitza operacions de suma, resta i operacions com ara i o OR. Cada operació de la ALU estableix un o més indicadors en un registre de l'estat, que indiquen els resultats de la darrera operació (valor zero, nombre negatiu, desbordament o altres). La lògica de control recupera els codis d'instrucció de memòria i inicia la seqüència d'operacions exigit per la ALU per dur a terme la instrucció. Un codi d'operació únic podria afectar molts camins de dades individuals, registres i altres elements del processador.


Com circuit integrat tecnologia avançada, que era factible a fabricar processadors més complexos en un tros senzill. La mida dels objectes de dades es va fer més gran; permetent que els transistors de més en un xip permès mides paraula augmentar de 4 i 8-bits paraules fins a paraules de 64 mica actual. Trets addicionals s'han afegit a l'arquitectura de processador; registres el tros més accelerat de programes, i instruccions complexes podria ser utilitzat per fer programes més compactes. Aritmètica de punt flotant, per exemple, sovint no estava disponible en microprocessadors de 8 bits, però va haver de ser realitzades en el programari. Integració de la flotant punt unitat primer com un circuit integrat independent i després com a part de la mateixa microprocessador xip cap amunt de càlculs de punt flotant.


Ocasionalment, limitacions físiques dels circuits integrats fet aquestes pràctiques com una mica llesca aproximació necessària. En lloc de processar tot d'una paraula llarga en un circuit integrat, diversos circuits en paral·lel processats subconjunts de cada paraula de dades. Mentre això requeria lògica addicional de manejar, per exemple, dur i desbordament dins de cada llesca, el resultat va ser un sistema que podia manejar, per exemple, paraules de 32 bits amb circuits integrats amb capacitat per a només quatre trossos cada.


L'habilitat per posar el gran nombre de transistors en un xip fa factible d'integrar la memòria la mateixa matriu com el processador. Té l'avantatge d'accés més ràpid que la memòria xip fora d'aquest amagatall CPU i augmenta la velocitat de processament del sistema per a moltes aplicacions. Freqüència de rellotge de processador ha augmentat més ràpidament que la velocitat de memòria externa, excepte en el passat recent, [quan?] així la memòria cau és necessari si el processador no es retarda per memòria externa més lenta.