Класифікація і структура мікропроцесорів

Класифікації мікропроцесорів

Навіть в найпростіших конфігураціях виконання МП мають безліч техніко-експлуатаційних параметрів, за якими можна встановлювати класифікаційні ознаки. Для обґрунтування основних рівнів класифікації зазвичай виділяють три функціональні системи – операційну, інтерфейсну і керуючу. У кожній з цих робочих частин також передбачається цілий ряд параметрів і відмітних ознак, які визначають характер експлуатації пристрою.

З точки зору типової структури мікропроцесорів класифікація в першу чергу буде розділяти пристрою на багатокристальні і однокристальні моделі. Перші характеризуються тим, що їх робочі блоки можуть функціонувати в автономному режимі і виконувати заздалегідь визначені команди. І в даному прикладі яскраво виражені МП, в яких акцент робиться на операційної функції. Такі процесори орієнтуються на обробку даних. У цій же групі, наприклад, трехкристальные мікропроцесори можуть бути управителями та інтерфейсними. Це не означає, що операційна функція в них відсутня, але в цілях оптимізації більша частина комунікаційних і потужностних ресурсів відводиться завданням генерації мікрокоманд або можливостям взаємодії з периферійними системами.

Що стосується однокристальних МП, то вони розробляються з фіксованим набором команд і компактним розміщенням всіх апаратних засобів на одному ядрі. З точки зору функціональності структура однокристального мікропроцесора досить обмежена, хоча і більш надійна, ніж сегментні конфігурації многокристальных аналогів.

Ще одна важлива класифікація відноситься до інтерфейсного виконання мікропроцесорів. Мова йде про способи обробки вхідних сигналів, які і в наші дні продовжують ділитися на цифрові і аналогові. Хоча самі процесори є цифровими пристроями, в деяких випадках використання аналогових потоків себе виправдовує за ціною і надійності. Для конвертації, втім, повинні використовуватися спеціальні перетворювачі, які вносять свій внесок в енергетичну навантаження і конструкційну наповненість робочої платформи. Аналогові МП (як правило, однокристальні) виконують завдання стандартних аналогових систем – наприклад, виробляють модуляцію, генерують коливання, кодування і декодування сигналу.

За принципом тимчасової організації функціонування МП поділяють на синхронні і асинхронні. Різниця полягає в характері подачі сигналу до початку нової операції. Наприклад, у випадку з синхронним пристроєм такі команди подають керуючі модулі незалежно від виконання поточних операцій. У випадку з асинхронними МП аналогічний сигнал може подаватися автоматично за фактом завершення попередньої операції. Для цього в логічній структурі мікропроцесора асинхронного типу передбачається електронна ланцюг, що забезпечує роботу окремих компонентів в автономному режимі при необхідності. Складність реалізації такого способу організації роботи МП пов’язана з тим, що не завжди в момент завершення однієї операції буває достатньо тих або інших ресурсів для початку наступної. Пам’ять процесора зазвичай використовується як ланка, що управляє пріоритетами у виборі подальших операцій.