بخش میکروپروسسورها Microprocessor (ریزپردازنده)
یک جمع بندی کلی و کامل از مبحث (میکروپروسسور ها)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته مهم : ریزپردازنده در فرآیندهای بسیار فشرده استفاده می شود. این فقط شامل یک CPU (واحد پردازش مرکزی) است، اما بسیاری از بخش‌های دیگر برای کار با CPU برای تکمیل یک فرآیند مورد نیاز است. همه این قسمت های دیگر به صورت خارجی متصل می شوند. تراشه ریزپردازنده شامل تمام این قطعات در داخل نیست. تعداد قطعات خارجی و اندازه قطعات خارجی بستگی به کاربرد دارد. به طور کلی با عناصر حافظه مانند RAM و ROM، پورت های I/O، تایمر، رابط سریال و غیره متصل می شود. مزیت ریزپردازنده این است که ساختار انعطاف پذیری دارد. این بدان معنی است که شما می توانید اندازه RAM، ROM، تعداد پورت های I/O را تعیین کنید و می توانید تمام مواردی را که به صورت خارجی متصل می شوند را مطابق با برنامه تغییر دهید.
ریزپردازنده یا میکروپروسسور قطعه ای است که توان پردازش محاسبه و منطق را دارد. ریزپردازنده ها ففقط میتوانند اطلاعات باینری(0 و 1) را دریافت کنند و بر روی آن ها پردازش انجام دهند.در مرحله بعد اطلاعات پردازش شده را داخل حافظه موقت بارگذاری کرده و اطلاعات پردازش شده را به خروجی جهت نمایش میدهد.
هر چه سرعت پردازنده یا میکروپروسسور (بر حسب کیلوهرتز،مگاهرتز،گیگاهرتز و...) بیشتر باشد میکروپروسسور با سرعت بیشتری نسبت به داده ها ورودی واکنش نشان میدهد.
کاربرد میکرو پروسسورها
میکروپروسسور در برنامه ای استفاده می شود که وظیفه آن از پیش تعریف نشده است و توسط کاربر تخصیص داده می شود. در رایانه ها، موبایل ها، بازی های ویدیویی، تلویزیون ها و غیره استفاده می شود که این کار ثابت نیست و بستگی به کاربر دارد. به طور کلی، ریزپردازنده در مواردی استفاده می شود که پردازش فشرده مورد نیاز است . لپ تاپ بهترین مثالی است که در آن از ریزپردازنده استفاده می شود . این لپ تاپ برای پخش رسانه، شبیه سازی، ویرایش تصویر، مرور وب، بازی، ایجاد یک سند و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود.هر چه سرعت پردازنده یا میکروپروسسور (بر حسب کیلوهرتز،مگاهرتز،گیگاهرتز و...) بیشتر باشد میکروپروسسور با سرعت بیشتری نسبت به داده ها ورودی واکنش نشان میدهد.
میکروپرسسور به طور کلی یک پردازنده است و برای کار باید به آن چیپ های حافظه و چیز هـای دیگری را به آن اضافه کرد این امکان کاربردی دارد که بر حسـب کارمـان حافظـه مناسـب و دیگـر قطعات را مانند تایمرها و غیره به صورت بیشتری استفاده کنیم ولی مدار خیلی پیچیده می شود و از لحـاظ هزینه هم هزینه بیشتر می شود به همین دلیل امروزه از میکروپرسسورها کمتر استفاده میشود.در میکروپرسسورها فقط واحد پردازش به صورت مجزا به صورت یک آیسی IC (مدارمجتمع) وجود دارد که مدارهایی مانند RAM ،آنها در آیسی های مجزا به ریزپردازنده متصل میشوند و با ROM ،واحد ورودی/ خروجی، تایمرها تشکیل یک رایانه را میدهند.
شبیه سازی کارکرد یک میکروپرسسور در هنگام فعالیت (تصویر بالا)
ریزپردازنده ها باید یک سیستم عامل را اجرا کنند یا برای کارهای بسیار پیچیده استفاده می شود. از این رو، مقدار حافظه مورد نیاز برای ریزپردازنده بسیار زیاد است. حافظه فرار (RAM) برای ریزپردازنده در محدوده 512 مگابایت تا 32 گیگابایت است. هارد دیسک (ROM) برای ریزپردازنده در محدوده 128 گیگابایت تا 2 ترابایت است.توانایی تولید وسایل میکروالکترونیک با صدها کارکرد از جمله کنترل، تنظیم، هدایت و حافظه که میکروپرسسورها به اجرا در می آورند. در آغاز هر تراشه ۴ کیلو بایت حافظه داشت که بعد ها به ۸، ۱۶، ۳۲، ۶۴ کیلو بایت افزایش یافت و امروزه سازندگان میکرو پروسسور تراشه هایی تولید می کنند که ظرفیت ذخیره سازی آنها چندین مگابایت یا حتی گیگا (میلیارد) بایت است.ریزپردازنده ها برای انجام محاسبات پیچیده استفاده می شوند و در سیستم های پیشرفته مانند کامپیوتر، تلفن های همراه و غیره استفاده می شوند. همچنین آنها معمولاً دارای پین های ورودی/خروجی بیشتری هستند.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک