- •5.1 Классификация микропроцессоров, основные варианты их структуры и архитектуры [1, 2, 3]
- •1 По выполняемым функциям и областям применения различают (рисунок 4):
- •2 По полноте вычислительного ядра (рисунок 6):
- •3 По разрядности ядра процессора различают (рисунок 8):
- •4 По архитектуре процессора (рисунок 9) различают процессоры с:
- •5 По системе команд (рисунок 11) процессоры делятся на:
- •5.2 Состав и принципы функционирования микропроцессорных систем [1, 4, 5]
1 По выполняемым функциям и областям применения различают (рисунок 4):
Универсальные. Универсальные процессоры могут применятся в любой отрасли науки и техники. Их основным отличием является то, что они имеют развитую архитектуру, которая бы удовлетворяла требованиям решения задач из максимально широкого круга применения. Им присуща развитая система команд К недостаткам универсальных процессоров можно отнести:
неоптимальную работу;
малe. эффективность при решении конкретных задач.
Основными производителями универсальных процессоров являются комании Intel и AMD.
Рисунок 4 – Классификация процессоров по выполняемым функциям
С рассширенными коммуникационными возможностями. Такие процессоры занимают промежуточное место между специализированными и универсальными процессорами. Программирование таких процессоров производится таким же образом, что и универсальных, но с учетом работы специфических сетевых приложений. Коммуникационный процессор имеет собственную память и оснащен высокосростными каналами для соединения с другими процессорными узлами. Коммуникационные процессоры поддерживают следующие сетевые и современные переферийные интерфейсы:
Ethernet;
HDLC (High-level Data Link Control, высокоуровневое управление каналом передачи данных);
T1 (термин, используемый компанией AT&T для обозначения каналов передачи цифровых данных с полосой 1,544 Mbps);
USB (Universal Serial Bus);
High Speed UART (Universal asynchronous receiver/transmitter, универсальный асинхронный приемо-передатчик).
Внешний вид коммуникационного процессора представлен на рисунке 5.
Рисунок 5 – Внешний вид коммуникационного процессора
С рассиренными возможностями дискретного ввода-вывода. Такие процессоры как правило используют в системах хранения и резервирования информации.
С рассширенными возможностями обработки аналоговых сигналов (mixed signal processor). К таким процессорам относятся процессоры используемые для цифровой обработки сигналов (digital signal processor, DSP) реализуют методы цифровой обработки сигналов: фильтрацию, спектральный анализ, смещение сигналов, масштабирование. Отличительная особенность DSP процессоров – поточная обработка данных больших объемов в реальном масштабе времени, требующая высокой производительности, но управляемого с помощью специальных команд (MAC, Multiplication with Accumulation – умножение с накоплением.
2 По полноте вычислительного ядра (рисунок 6):
Рисунок 6 – Классификация по полноте вычислительного ядра
Сопроцессоры. Сопроцессоры (рисунок 7) делятся на математические и ввода-вывода. Математические сопроцессор это специальный модуль для выполнения операций с плавающей запятой, который работает совместно с центральным процессором. Математический сопроцессор уменьшает время выполнения математических операций, таких как деление, умножение и возведение в степень. По некоторым данным сокращение времени выделяемого на выполнение этих операций может достигать 80 процентов. Следует так же отметить, что скорость выполнения основных математических операций (сложение и вычитание) не изменяется. Математические процессоры отвечают за операции с плавающей запятой, ввода-вывода – за обработку аналогового сигнала.
Рисунок 7 – Классификация сопроцессоров
Сопроцессор ввода-вывода разгружает центральный процессор от контроля операций ввода-вывода, а также позволяют расширить стандартное адресное пространство.
Процессоры с полнофункциональным ядром. Такие процессоры еще называются процессорами общего назначения. Они предназначены для решения широкого круга задач обработки различной информации. Их основной областью являются персональные компьютеры, рабочие станции, серверы и другие цифровые системы массового применения.
Процессоры с расширенной периферией. Предназначены для повышения общей производительности и обеспечивают управление периферийными устройствами к которым они подключены.
Однокристальные миникомпьютеры. К однокристальным миникомпьютерам относятся микроконтроллеры.
