מעבדים הומצאו על ידי מרציאן הוף (28 באוקטובר 1937 בניו יורק). חלק מחברות יצרני המעבדים הן אינטל , AMD, קוואלקום, מוטורולה, סמסונג, IBM וכו '. המעבדים הם שבבים בגודל קטן המיוצרים מסיליקון המונחים בתוך המכשירים לביצוע המשימה או הפעולה תוך שניות ומהירותה נמדדת במונחים של מגה-הרץ. אחזור, פענוח, ביצוע וכתיבת ההוראות הם ארבעת הפונקציות העיקריות העיקריות של המעבד. בטלפונים ניידים משתמשים במחשבים ניידים, מחשבים, מכונות כביסה וכו '. במאמר זה נדון בסוגי המעבדים השונים.
מהו מעבד?
הַגדָרָה: המעבד הוא שבב או מעגל לוגי המגיב ומעבד את ההוראות הבסיסיות להנעת מחשב מסוים. הפונקציות העיקריות של המעבד הן אחזור, פענוח, ביצוע וכתיבת פעולות של הוראה. המעבד נקרא גם מוח של כל מערכת שמשלבת מחשבים, מחשבים ניידים, סמארטפונים, מערכות משובצות וכו '. ALU (יחידת לוגיקה אריתמטית) ו- CU (יחידת בקרה) הם שני החלקים של המעבדים. יחידת הלוגיקה האריתמטית מבצעת את כל הפעולות המתמטיות כגון תוספות, כפלות, חיסורים, חלוקות וכו 'ויחידת הבקרה עובדת כמו משטרת תנועה, היא מנהלת את הפקודה או את פעולת ההוראות. המעבד מתקשר עם שאר הרכיבים גם שהם התקני קלט / פלט והתקני זיכרון / אחסון.
סוגי מעבדים
ישנם סוגים שונים של מעבדים במערכת המוטמעת הכוללים את הדברים הבאים.
מעבד למטרות כלליות
ישנם חמישה סוגים של מעבדים לשימושים כלליים שהם מיקרו-בקר, מעבד מיקרו, מעבד משובץ, DSP ומעבד מדיה.
מיקרו - מעבד
המעבדים הכלליים מיוצגים על ידי המעבד במערכות משובצות. קיימים זנים שונים של מעבדים זמינים בשוק מחברות שונות. המעבד הוא גם מעבד למטרות כלליות המורכב מיחידת בקרה, ALU, חבורה של רושמים הנקראים גם רושמי משטח גירוד, רושמי בקרה ורשמי מצב.
יכול להיות שיש זיכרון על שבב וכמה ממשקים לתקשורת עם העולם החיצוני כמו קווי הפרעה, קווים אחרים עבור הזיכרון ויציאות לתקשורת עם העולם החיצוני. היציאות נקראות לעתים קרובות היציאות הניתנות לתכנות כלומר, אנו יכולים לתכנת יציאות אלה כך שישמשו כקלט או ככניסה. המעבדים למטרות כלליות מוצגים בטבלה שלהלן.
| S.NO | מעבד | מהירות שעון | רוחב אוטובוס | MIPS | כּוֹחַ | מחיר |
| 1 | אינטל פנטיום 111 | מהירות השעון של מעבד אינטל פנטיום 111 היא 1GHz | רוחב האוטובוס של מעבד אינטל פנטיום 111 הוא 32 | מיליון הוראות לשנייה של מעבד Intel Pentium 111 הוא ~ 900 | כוחו של מעבד זה הוא 97 וואט | 900 דולר |
| שתיים | IBM PowerPC 750X | מהירות השעון של מעבד IBM PowerPC 750X היא 550 מגה הרץ | רוחב האוטובוס של מעבד IBM PowerPC 750X הוא 32/64 | מיליון הוראות לשנייה של מעבד PowerPC 750X של IBM הם ~ 1300 | כוחו של מעבד זה הוא 5 וואט | # 900 |
| 3 | MIPS R5000 | מהירות השעון של מעבד MIPS R5000 היא 250 מגה הרץ | רוחב האוטובוס של מעבד MIPS R5000 הוא 32/64 | NA | NA | NA |
| 4 | זרוע חזקה SA-110 | מהירות השעון של StrongARM מעבד SA-110 הוא 233 מגה-הרץ | רוחב האוטובוס של StrongARM מעבד SA-110 הוא בן 32 | מיליון ההוראות לשנייה של StrongARM מעבד SA-110 הוא 268 | כוחו של מעבד זה הוא 1 ואט | NA |
מיקרו-בקר
המיקרו-בקר הוא בעצם מחשב שמגיע באריזה ובגדלים שונים. קלט הקריאה והמענה לפלט הוא הפונקציה הבסיסית של המיקרו-בקר. באופן כללי, זה ידוע בשם פלט קלט לשימוש כללי (GPIO). חלק מהמיקרו-בקרים הם Microchip Atmega328-AU, Microchip P1C16F877A-I / P, Microchip P1C16F1503-I / P, Microchip P1C16F671-I / SN, Microchip P1C18F45K22-I / P וכו '.
מעבד משובץ
מעבד משובץ הוא סוג אחד של מעבד אשר נועד לשלוט על פונקציות מכניות ופונקציות חשמליות. הוא מורכב ממספר בלוקים שהם המעבד, הטיימר, בקר הפרעה, זיכרון התוכנית וזיכרון הנתונים, אספקת החשמל, מעגלי מתנד לאפס ושעון, מעגלים ספציפיים ליישום מערכת, יציאות ומעגלי ממשק.
מעבד אותות דיגיטלי
מעבד האות הדיגיטלי הוא מעבד מסוג אחד המשמש למדידה, סינון ו / או דחיסה של אותות דיגיטליים או אנלוגיים. עיבוד האות פירושו ניתוח ומניפולציה של האות. עיבוד זה יכול להיעשות באמצעות מחשב או מעגלים משולבים יישומים ספציפיים (ASIC) , מערך שער לתכנות בשטח (FPGA) או מעבד אותות דיגיטלי (DSP) להשגת האות הברור. מעבדי DSP משמשים באוסילוסקופ, סורקי ברקוד, טלפונים ניידים, מדפסות וכו '. מעבדים אלה מהירים ומשמשים ליישומים בזמן אמת. מערכת ה- DSP האופיינית מוצגת באיור שלהלן.
מעבדים אופייניים למערכת-לדיגיטל-אותות
מעבדי האות הדיגיטלי מוצגים בטבלה שלהלן
| S.NO | מעבד | מהירות שעון | רוחב אוטובוס | MIPS | מחיר |
| 1 | T1 C5416 מעבד | מהירות השעון של מעבד T1 C5416 היא 160 מגה-הרץ | רוחב האוטובוס של T1 C5416 המעבד בן 32 | מיליון ההוראות לשנייה עבור T1 C5416 המעבד הוא ~ 600 | מחיר ה- T1 C5416 המעבד הוא 34 דולר |
| שתיים | DSP 32C מעבד | מהירות השעון של מעבד DSP 32C הוא 80 מגה-הרץ | רוחב האוטובוס של DSP 32C המעבד בן 32 | מיליון ההוראות לשנייה עבור DSP 32C המעבד בן 40 | מחיר ה- DSP 32C מעבד 75 דולר |
יישומי DSP
היישומים של מעבד אותות דיגיטלי הם
- עיבוד דיבור
- עיבוד תמונה
- עיבוד רפואי
- עיבוד ביומטרי
- סייסמולוגיה
- מכ'ם
מעבד מדיה
מעבד התמונה / וידאו הוא מעבד המדיה שתוכנן או נוצר כדי להתמודד עם הנתונים בזמן אמת. ממשק המשתמש הקולי והשמע המקצועי הם היישומים של מעבד השמע. חלק ממעבדי המדיה הם TN2302AP IP, IN2602 AP IP, DM3730, DM3725, DM37385, DM388, TMS320DM6467, TMS320DM6431 וכו '.
מעבדי מערכת ספציפיים ליישומים (ASSP)
מעבד המערכת הספציפי ליישום הוא מוליך למחצה מעגל משולב מוצר המשמש ליישום פונקציה ספציפית. הביצועים, המאפיינים וגודל המתה של מעבד המערכת הספציפי ליישום זהים ל- ASIC. ה- ASSP משמשים בסוגים שונים של תעשיות לביצוע קידוד או פענוח וידאו וקידוד או פענוח שמע. במקום תוכנה משובצת, מעבד המערכת הספציפי ליישום משמש להפעלת היישום והוא מספק את הפיתרון מהר יותר. דוגמה: IIM7100, W3100A
מעבדי מערך הוראות ספציפיים ליישום (ASIP)
מעבדי מערך ההוראות הספציפיים ליישום מיועדים ליישומים ספציפיים. למעבדים אלה צריכת חשמל נמוכה, מהירות חישובית גבוהה וגמישות טובה. בשל יכולת התכנות, ניצול נתיב הנתונים גבוה ב- ASIP, והביצועים של מעבד ערכת הוראות זה טובים.
מעבדי ASIC
המעגלים המשולבים הספציפיים ליישומים בנויים ליישומים ספציפיים. שבבים אלה קטנים בגודלם וצורכים כוח נמוך. עלות העיצוב של ASIC גבוהה וזה החיסרון העיקרי. שבבי המעגלים המשולבים הספציפיים ליישומים משמשים בלוויינים, מודמים, מחשבים וכו '. חלק מחברות יצרני ASIC המובילות הן Ams AG. חברה רשומה, Bitfury. חברה פרטית, XMOS מוֹלִיך לְמֶחֱצָה חברה פרטית, אנלוגיקס סמיקונדקטור חברה פרטית, EDAptive מחשוב פרטי, חברת לומן רדיו פרטית, טכנולוגיית מכשירים משולבת, הוקיט. חברה פרטית וכו '.
MultiProcessor
המעבד המרובי הוא מחשב עם יותר ממעבד אחד, כל אחד מהם חולק זיכרון ראשי, אוטובוס מחשב וציוד היקפי לעיבוד בו זמנית של התוכניות ומערכות אלו ידועות גם כמערכות מצומדות היטב. היתרונות של מעבדים מרובים הם תפוקה מוגברת, אמינות מוגברת וחסכון בקנה מידה. משתמשים במעבדים אלה כאשר נדרשת מהירות גבוהה מאוד לעיבוד נפח נתונים גדול. המעבד הרב-סימטרי מוצג באיור שלהלן.
מעבדים סימטריים
מאפייני מרובי מעבדים
המאפיינים של מעבד מרובה הם
- המעבדים המרובי מורכבים ביותר משני מעבדים או שני מעבדים דומים
- זיכרון ומתקני קלט / פלט המשותפים למעבדים
- זמן הגישה של הזיכרון זהה לכל מעבד מכיוון שהמעבדים מחוברים באמצעות אוטובוס
- הגישה למכשירי הקלט / הפלט משותפת למעבדים
- אותה פונקציה שמבוצעת על ידי כל המעבדים
שאלות נפוצות
1). מהו מיקרו-בקר?
המיקרו-בקר הוא IC (Integrated Circuit) אשר נועד לבצע פונקציות ספציפיות במערכת משובצת.
2). מהם סוגי המיקרו-מעבדים?
ישנם חמישה סוגים של מיקרו-מעבדים שהם DSP (מעבד אותות דיגיטלי), ASIC (מעגל משולב יישומי ספציפי ליישום), RISC (מחשוב ערכת הוראות מופחת), CISC (מחשוב מערך הוראות מורכבות) וסופר סקלר מעבד .
3). מה הצורך של מעבד DSP?
מעבדי האות הדיגיטלי צריכים לסנן ולדחוס את האותות שהם אנלוגיים ומשמשים לאיתור השגיאות.
4). מה הליבה?
הליבה היא המוח של יחידת העיבוד המרכזית. ישנם סוגים שונים של ליבות שהם אוקטה ליבות, ליבות כפולות, ארבע ליבות וכו '.
5). מהו הזיכרון העיקרי של המחשב?
זיכרון הגישה האקראית הוא הזיכרון הראשי במחשב, המשמש לאחסון תוכנת מערכת ההפעלה (מערכת הפעלה) ושאר קבצי הנתונים או הנתונים עבור היחידה.
במאמר זה נדון בסוגי המעבדים. הנה שאלה עבורך, אילו סוגי מעבדים משתמשים בסמארטפונים?
