Podręcznik

8.1. Wprowadzenie

Mikroprocesory można dzielić według różnych kryteriów. Najczęściej dzielimy je na

• mikroprocesory CISC (ang. Complex Instruction Set Computer)
• mikroprocesory RISC (ang. Reduced Instruction Set Computer)
• mikroprocesory sygnałowe (mikroprocesory DSP)
• mikrokontrolery (mikroprocesory jednoukładowe)
• Najbardziej znane firmy produkujące mikroprocesory to Intel, Motorola, AMD (Advanced Micro Devices), Cyrix, IDT, Texas Instruments, DEC (Digital Equipment Corporation), IBM, Harris, HP (Hewlett Packard), Samsung, Atmel, Phillips. Skoncentrujemy się na mikroprocesorach firmy Intel z uwagi na ich ogromną popularność.

Intel 4004 to pierwszy mikroprocesor na świecie. Został zaprojektowany w roku 1969. Był to procesor 4-bitowy. Intel 8080 to pierwszy 8-bitowy mikroprocesor na świecie.

Intel 8086 to mikroprocesor 16-bitowy, który zainicjował rodzinę mikroprocesorów x86. Został wprowadzony do produkcji w 1978 roku, zawierał około 29 tys. tranzystorów i w momencie wprowadzania do produkcji był taktowany zegarem 8 MHz. Równolegle z mikroprocesorem Intel 8086 był produkowany Intel 8088. Była to odmiana mikroprocesora 8086 z 8-bitową szyną danych. Z Intelem 8086 i 8088 współpracował układ koprocesora numerycznego Intel 8087. Bardzo popularnym mikroprocesorem 16-bitowym był również Intel 80286 wprowadzony do produkcji w roku 1982. Intel 286 zawierał około 134 tys. tranzystorów i został w nim po raz pierwszy wprowadzony tzw. chroniony tryb pracy (ang. protected mode).

Intel 80386 był pierwszym 32-bitowym mikroprocesorem rodziny x86. Z kolei Intel 80486 był pierwszym mikroprocesorem rodziny x86 zawierającym wewnątrz chipu mikroprocesora koprocesor numeryczny oraz 8 kB pamięci notatnikowej typu cache. Kolejne mikroprocesory rodziny x86 to już zupełnie współczesne konstrukcje 32-bitowe: Pentium, Pentium II, Pentium III i Pentium IV.

We wszystkich mikroprocesorach Pentium mamy 2 pamięci cache L1 i L2 (pamięć cache pierwszego i drugiego poziomu), maksymalną pojemność pamięci operacyjnej 64 GB i 64-bitową szynę danych. Wszystkie mikroprocesory Pentium wyposażone są w koprocesor czyli FPU (8 rejestrów 80 bitowych). Pentium 4 ma dodatkowo 64 bitową jednostkę MMX (8 rejestrów 64 bitowych) i 128 bitową jednostkę SSE (Streaming SIMD Extensions). Przypominamy, że skrót SIMD oznacza Single Instruction Multiple Data (czyli przetwarzanie równoległe polegające na zastosowaniu tej samej instrukcji do różnych danych)

Bardzo ważną cechą rodziny x86 jest to, że programy pisane na wcześniejsze mikroprocesory rodziny mogą być uruchamiane na mikroprocesorach wyższych w hierarchii rodziny tzn. opracowanych później. Zatem wymiana procesora nie musi pociągać za sobą wymiany oprogramowania.

Warto jeszcze wspomnieć o mikrokontrolerach Intel 8051 i Intel 8052. To bardzo popularne, udane mikrokontrolery, których odpowiedniki produkowane są przez wiele firm.