Vi xử lý máy vi tính - Chương 2

Vi xử lý máy vi tính - Chương 2

Mô tả cơ bản về tài liệu:

Bộ vi xử lí có mặt trong các máy vi tính là sự phát triển tiếp theo của bộ xử lí được dùng như là một bộ phận chủ chốt trong cácmáy tính của các thế hệ trước. Để nắm bắt được tính kế thừa và tính liên tục của sự phát triển này, trước khi giới thiệu về các bộ vi xử lí ta để ra một chút thời gian để giới thiệu về các loại máy tính nói chung.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:

Vi xử lý máy vi tính - Chương 2Baìi soaûn Vi xæí lyï CHƯƠNG 2 MÁY VI TÍNH VÀ HỆ THỐNG VI XỬ LÝ Bộ vi xử lí có mặt trong các máy vi tính là sự phát triển tiếp theo c ủa bộ xử líđược dùng như là một bộ phận chủ chốt trong cácmáy tính c ủa các th ế h ệ tr ước. Đ ểnắm bắt được tính kế thừa và tính liên tục của sự phát triển này, trước khi gi ới thi ệuvề các bộ vi xử lí ta để ra một chút thời gian để giới thiệu về các loại máy tính nóichung.1. Từ máy tính lớn đến máy vi tính Như ta đã biết về kiến thức của máy tính nói chung, một máy tính (Computer)thông thường bao gồm các khối chức năng cơ bản như: khối xử lí trung tâm (CPU,central processing unit), bộ nhớ (M, Memory) và khối phối ghép với thi ết b ị ngo ại vi(I/O, input/output) . tuỳ theo quy mô phức tạp của các khối ch ức năng k ể trên màngười ta phân các máy điệ tử đã và đang sử dụng ra thành các loại sau:1.1. Máy tính lớn Máy tính lớn (mainframe) là loại máy tính được thiết kế để giải các bài toán lớnvới tốc đọ nhanh. Nó thường làm việc với số li ệu từ 64 bit ho ặc l ớn h ơn n ữa và đ ượctrang bị bộ nhớ rất lớn. Chính vì vậy máy tính cũng l ớn v ề kích th ước v ật lý. Chúngthường được dùng để điều khiển các hệ thống thiết bị dùng trong quân sự hoặc cáchệ thống máy móc của chương trình nghiên cứu vũ trụ, để xử lý các thông tin trongngành ngân hàng, ngành khí tượng, các công ty bảo hiểm ... Tiêu bi ểu cho lo ại máytính này là loại máy IBM 8341, honeywell DSP8. lo ại máy lớn nh ất trong các máy l ớnđược gọi là supercomputer (như loại máy Y-MP/832 của Cray).1.2. Máy tính con Máy tính con (minicomputer) là một dạng thu nhỏ về kích thước cũng như về tínhnăng của máy tính lớn. Nó ra đời nhằm thoả mãn các nhu cầu sử d ụng máy tính chocác ứng dụng vừa phải mà nếu dùng máy tính lớn vào đó thì s ẻ gây lãng phí. Do v ậymáy tính con thường làm việc với các dữ liệu có đọ dài từ 32 bit v ới t ốc đ ộ ch ậm h ơnvà khả năng của bộ nhớ hạn chế hơn. Máy tính con thường được dùng cho các tínhtoán khoa học kỹ thuật, gia công dữ liệu quy mô nhỏ hay đ ể đi ều khi ển quy trình côngnghệ. Tiêu biểu cho nhóm này là loại máy VAX 6360 của Digital EquipmentCorporation và MV/8000II của Data genaral.1.3.Máy vi tính Máy vi tính (Microcomputer) là loại máy tính rất thông dụng hiện nay. M ột máyvi tính có thể là một bộ vi điều khiển (microcontroller)., một máy vi tính trong m ột v ỏmách (one- chip- microcomputer), và một hệ vi xử lí có khả năng làm vi ệc v ới s ố li ệucó độ dài 1 bit, 4 bit, 8 bit, 16 bit. Hi ện nay m ột s ố máy vi tính có tính năng có th ể sosánh được với máy tính con, làm việc với số liệu có độ dài từ là 32 bit (thậm chí là 64bit). Ranh giới để phân chia giữa máy vi tính và máy tính con chính vì th ế ngày càngkhông rỏ nét. Một dặc điểm tiêu biểu để nhận biết máy vi tính là chúng đều sử d ụngcác bộ xử lí trung tâm (CPU) được chế tạo bằng công nghệ mạch vi đi ện tử v ới m ứcđộ tổ hợp lớn, mạch VLSI (very large of integration) mà người ta quen g ọi là các b ộ vixử lý (microcomputer, µP) Các bộ vi xử lý hiện có tên thị trường thường được xếp theo các h ọ ph ụ thu ộcvào các nhà sản xuất và chúng rất đa dạng về chủng loại. Nổi bật nhất trong các họ vi Trang 1Baìi soaûn Vi xæí lyïxử lý đố là 2 họ của 2 nhà sản xuất hàng đầu n ổi ti ếng trong lĩnh v ực này, đó là h ọ vixử lý 80x86 của Intel và họ vi xử lý 680xx của Motorola. Trong các chương sau chúng ta sẽ quan tâm chủ yếu đến các b ộ vi xử lý, cácmạch phụ trợ và các hệ thống xây dựng trên cơ sở linh kiện của Intel, tuy thế sau đâycúng ta cũng sẽ giới thiệu lướt qua về lịch sử phát triển và các đặc đi ểm chung nh ấtcủa các thế hệ vi xử lý từ trước đến nay. Cuối cùng chúng ta sẽ đ ưa ra b ảng t ổng k ết,trong đó nêu ra các thông số chính của các bộ vi xử ký thế hệ gần đây nhất c ủa 2 nhàcung cấp nổi tiếng la Intel và Motorola.2. Sự phát triển của các bộ vi xử lý2.1. Thế hệ 1 (1971-1973) Năm 1971, trong khi phát triển các vi mạch dùng cho máy tính c ầm tay, Intel đãcho ra đời bộ vi xử lý đầu tiên là 4004 ( 4 bit ) của Rockwell International, IPM-16 (16bit) của National Semiconductor. Đặc điẻm chung của các vi xử lý thế hệ này là: • Độ dài từ thường là 4 bit (cũng có thể dài hơn) • Công nghệ chế tạo PMOS với đặc điểm mật độ phần tử nhỏ, tốc đ ộ thấp, giá thành rẻ và có khả năng đưa ra dòng tải nhỏ. • Tốc độ thực hiện lệnh: 10-16µs/lệnh với tần số đồng hồ fclk = 0,1- 0,8 MHz. • Tập lệnh đơn giản phải cần nhiều mạch phụ trợ mới tạo nên m ột hệ vi xử lý hoan chỉnh.2.2. Thế hệ 2 (1974-1977) Các bộ vi xử lý đại diên trong thế hệ này là các vi xử lý 8 bit 6502 c ủa MOSTechnology, 6800 và 6809 của Motorola, 8080 và 8085 của Intel và đặc biệt là bộ vi xửlý Z80 của ...