Printre progresele tehnologiei electronice, inregistrate in ultimele decenii, aparitia
microprocesoarelor a reprezentat un moment de cotitura, atat in ceea ce priveste plaja practic
nelimitata a domeniilor de aplicatie a acestor componente revolutionare din punct de vedere
tehnic si tehnologic, cat si in ceea ce priveste conceptia si realizarea (tehnicile de analiza,
proiectare, sintetizare si testare) a sistemelor cu microprocesor. Un nou mod de abordare a
controlului proceselor industriale, cu ajutorul sistemelor numerice, devenea posibil cu acest
prilej.
Incepand modest, cu microprocesoare de 4 biti, de viteza relativ redusa, cu costuri ridicate si
dispunand de relativ putine elemente de dezvoltare a aplicatiilor, piata microprocesoarelor a
inregistrat progrese de-a dreptul inimaginabile in urma cu cativa ani, evoluand intr-o progresie
exponentiala.
Obtinerea "calculatoarelor pe un cip", cu performante de-a dreptul spectaculoase, s-a facut
extrem de rapid, iar estimarile pentru urmatorii ani prevad o expansiune a sistemelor
microprocesor, ce vor depasi, in curand, ca numar de sisteme implementate in diverse
aplicatii, populatia globului pamantesc.
Si din punctul de vedere al caracteristicilor putere de calcul / cost / nivel de sofisticare,
microprocesoarele si microcalculatoarele (calculatoarele care utilizeaza ca unitate centrala un
microprocesor), se situeaza pe pozitii deosebit de avantajate, comparativ cu celelalte tipuri
"clasice", de calculatoare. Figura 1.1. prezinta sintetic unele dintre aceste caracteristici pentru
diversele tipuri de echipamente de calcul aflate in uz. Se remarca faptul ca microcalculatoarele
si microprocesoarele reprezinta elemente deosebit de atractive din punctele de vedere al
raportului performanta/pret, si nivel de sofisticare/pret, in comparatie cu celelalte tipuri de
asemenea echipamente.
Termenul de "microprocesor" a fost introdus in 1972 de catre firma americana INTEL,
realizatoarea primului microprocesor de 4 biti, in anul 1971. Curand, microprocesoare de 8,
16 si 32 de biti au fost produse (in 1972, 1974 si 1981, respectiv). Numarul de componente pe
cip a crescut de peste 500 de ori, frecventa de lucru a circuitelor de peste 100 de ori, in esenta
capacitatea globala a acestor sisteme s-a majorat cu peste trei ordine de marime.
BAZELE MICROPROCESOARELOR
1-2
Logica cablata
Calculatoareelementare
Microprocesoare
Microcalculatoare
Minicalculatoare
Midicalculatoare
Calculatoare de mare
performanta (mainframe)
putere de calcul
numar de biti
n
cost
lungime cuvint
minima maxima
grad de
sofisticare
foarte
ridicat
scazut
2 4 6 8
4 8 16 32 64
Fig.1.1. Compararea costului, puterii de calcul si capacitatii diverselor calculatoare numerice
In primul deceniu de existenta, microprocesoarele au evoluat de la structuri relativ elementare,
cu performante limitate, la situatia de a se impune treptat in fruntea sistemelor de calcul de
larga raspandire, atat din punct de vedere al puterii de calcul, cat si al structurii arhitecturale,
deosebit de sofisticate. Primele tipuri de microprocesoare indeplineau doar functiile de baza
ale sistemului, necesitand suplimentar o gama intreaga de circuite suplimentare pentru
generarea semnalelor de temporizare, pentru memorarea datelor si a programelor, pentru
interfatarea cu perifericele sistemului si cu procesul controlat, etc. Utilizarea
microprocesoarelor a fost orientata initial cu predilectie ca microcontrolere in structuri
dedicate, pentru aplicatii de control al proceselor. Setul de instructiuni al acestora era relativ
limitat, iar programarea se facea direct in cod masina. Dezvoltarea ulterioara a arhitecturilor
evoluate, aparitia limbajelor de programare de nivel inalt, deosebit de performante, cresterea
puterii de calcul si a flexibilitatii, aparitia si expansiunea sistemelor de dezvoltare, au largit
considerabil aria de aplicatii ale microprocesoarelor.
Din punctul de vedere al tehnologiei de fabricatie, s-a pornit initial de la tehnologia pMOS.
Practic, toate tehnologiile disponibile de fabricare a circuitelor semiconductoare au fost testate
de-a lungul anilor (CMOS, NMOS, bipolare, I2L). Sunt preferate circuitele realizate in
tehnologii MOS, datorita densitatii mai mari de tranzistoare pe cip, ce se pot obtine in aceste
tehnologii. Dintre acestea, tehnologia NMOS a fost cea mai utilizata, atit datorita densitatii
mari cat si a vitezei ridicate de comutatie. (Firma INTEL a denumit aceasta tehnologie HMOS
- H - high performance = mare performanta). Astfel, circuitul INTEL 8086, produs in 1978,
continea 29000 de tranzistoare; nu mult mai tarziu, in 1982, era produs circuitul INTEL
80286, cu un numar de 130000 de tranzistoare pe cip. Aparut in 1988, microprocesorul 80486
a ajuns la peste 2000000 tranzistoare pe cip. Progrese tot mai mari s-au facut in tehnologia
INTRODUCERE
1-3
CMOS, care prezinta avantajul de a avea viteze superioare, consum redus de putere, si o mai
mare imunitate la zgomot.
Unul dintre cele mai importante criterii, pentru evaluarea si selectia microprocesoarelor, este
marimea cuvantului de date al acestora. Cuvinte de date mai mari implica evident o putere de
calcul si adresabilitate sporite. Actualmente, microprocesoarele de 16 si 32 biti domina piata
de microcalculatoare, desi o gama relativ importanta de aplicatii, in domeniul controlului
proceselor industriale, este implementata cu microprocesoare de putere mai mica (uzual,
microprocesoare de 8 biti), suficiente ca putere de calcul si capacitati de adresare, si
competitive ca pret de cost.c
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
