마이크로프로세서 1화 개요
마이크로프로세서란?
- 작은 실리콘 칩 위에 트랜지스터를 수천 만 개 집적한 소자
- 인텔에서 intel 4004 라는 최초의 마이크로프로세서 개발 (1971)
마이크로 => 매우 작은크기
프로세서 => 처리기 or CPU
마이크로프로세서 = CPU 마이크로프로세서 , 단일 칩 마이크로 컴퓨터(single chip microcomputer)
* CPU 기능 대부분을 칩 하나에 집적
CPU형 마이크로 프로세서 + ROM , RAM 입출력 장치 = 마이크로컴퓨터 (Microcomputer)
[ 단일 칩 마이크로 컴퓨터 ]
- 마이크로 컴퓨터에 들어가는 모든 부품들을 하나의 반도체칩에 빚적한 것
(혹은 one chip microcomputer 라고도 함)
- 연산용과 제어용으로 분류하며, 제어용 단일 칩 마이크로 컴퓨터를 마이크로 컨트롤러(microcontroller)
라고 하고 8051,AVR,PIC 등이 있음
[ 마이크로 컴퓨터 개념 ]
: 컴퓨터의 CPU가 가진 기능의 하나 혹은 몇 개의 반도체 칩으로 집적한 것
마이크로프로세서 => ROM,RAM , I/O 장치등으로 구성된 소규모 컴퓨터 시스템
= 마이크로 컴퓨터
마이크로 컴퓨터 구성
- one note로 대충 그려보았습니다...
* 산술 논리 연산 장치 (Arithmetic Logic Unit)
: 가산이나 승산 등의 산술 연산과 AND 조작과 같은 논리 연산을 수행
* 레지스터(Register)
: 프로그램의 실행 중 데이터를 보관하는 작은 메모리로 고속 엑세스 가능
* 레지스터:
명령어를 해석하고 그것을 실행하는데 필요한 컴퓨터 내부의 각 장치사이의
데이터 흐름을 제어
* 버스(Bus)
: 마이크로프로세서와 각 장치들이 서로 정보 교환을 위해 필요한 전송로
(주소 버스): 특정 장소 ㆍ입출력 장치 특정 포트(port) 지정 주소가 실림
(데이터 버스): 각 장치간에 주고받는 정보가 실림
(제어 버스): CPU 내부 ㆍ외부로부터 시스템 동작 제어 신호 실림
메모리 구성에 따른 마이크로프로세서 분류
* 폰 노이만 구조
어드레스 버스
메모리 ================> CPU
: 데이터와 명령 <================
데이터 버스
- 데이터 영역과 프로그럄 영역 물리적인 구분 없고 버스 크기 동일
- 데이터와 프로그램 코드 동일하게 취급, 데이터도 프로그램 코드에 포함
- 마이크로프로세서 속도가 빠를수록 고성능
예 = 일반 데스크톱 PC
* 하버드 구조
- 데이터 프로그램 영역이 물리적으로 구분& 각 버스의 크기 다를 수 있음
- 데이터와 명령어를 분리해서 처리
예: 8051, PIC, AVR
[ 문제 1 ] 마이크로프로세서 개념이 아닌 것은 무엇인가?
1. 1971년 미국 인텔에서 intel 4004라는 최초의 마이크로프로세서
2, 작은 실리콘 칩(silicon chip)위에 트랜지스터를 수천 개 집적한 소자
3. 마이크로는 매우 작은 크기를 나타내고 프로세서는 처리기
4. ROM,RAM I/O 장치 등으로 구성된 컴퓨터 시스템
정답: 4
마이크로프로세서 개념은 1971년 미국 인텔에서 intel 4004 라는 최초의 마이크로프로세서를 소개한 후
집적회로의 획기적인 발전으로 이룬 기술이며, 작은 실리콘 칩(silicon chip) 위에 트랜지스터를 수천 개
집적한 소자로 마이크로는 매우 작은 크기, 프로세서는 처리기 혹은 CPU를 뜻 한다.
명령어 구조에 따른 마이크로프로세서 분류
(1) CISC (Complex Instruction Set Compuer) 구조
- '복합 명령어 셋 컴퓨터' 라는 의미를 지니는 방식
- 대표적으로 인텔의 x86계열 CPU와 펜티엄 4도 이 방식을 사용
- CPU가 처리할 수 있는 명령어 모두 내장 => CPU의 구조가 매우 복잡
- CISC 방식의 장점은 뛰어난 호환성에 있음
- 개인용 컴퓨터인 PC에 많이 사용하며, 8051은 CISC 방식
(2) RISC (Reduced Instruction Set Computer) 구조
- '축소 명령어 셋 컴퓨터' 라는 의미를 지니는 방식
- 주로 대형컴퓨터나 워크스테이션에 사용
- CPU에 내장된 명령어를 줄여 보다 빠른 처리속도가 특징
- CPU의 구조를 보다 단순화
- 복잡한 명령어는 단순한 명령어를 조합해서 사용
- AVR, PIC는 RISC방식
(3) CISC와 RISC 비교
CISC : 프로그램 작성하기 편리, CPU를 좀 더 복잡하고 세밀하게 다룰 수 있음, 하위 호환성으로
다양한 환경에서도 제 성능 발휘
RISC: 명령어만 포함하여 구조 효율적, 다양한 용도로 사용하기에는 부적합
* 인텔은 CISC 방식만 고집하다가 64비트 CPU에서는 RISC 방식을 도입
* AMD는 CISC 방식에 일부 RISC 방식을 더 일찍 도입해 CPU 성능 높임
단일 칩 마이크로 컴퓨터
one board microcomputer : 단일보드 마이크로 컴퓨터
: 마이크로컴퓨터 중에서 부품들을 한 장의 기판 위에 배치해 놓은 것
- 단일보드 마이크로컴퓨터에 들어가는 모든 부품들을 하나의 반도체칩(VLSI)에 집적 함
- 용도에 따라 연산 및 데이터의 처리를 목적으로 하는 연산용과 기계의 제어를 목적으로 하는 제어용으로 분류
- 마이크로 컨트롤러: 제어를 목적으로 하는 단일 칩 마이크로 컴퓨터
- 8051 계열: 마이크로 컨트롤러에 속함
마이크로 컨트롤러 장점
(1) 마이크로 컨트롤러의 분야별 응용
산업: 모터제어,로봇제어,프로세스 제어, 지능형 변환기
계측: 의료용 계측기, 가스 크로마토 그래프, 오실로스코프
가전제품: 비디오 레코더, 레이저 디스크, 비디오 게임기
유도제어: 비사일제어 , Torpedo유도제어, 지능형 무기 ,우주선 유도 제어
플로터(plotter), 복사기, 하드디스크 구동장치 , 테이프 구동장치 등
자동차: 점화 타이밍 제어, 연료분사제어, 변속기제어, ABS제어, 열방사제어
통신: 모뎀
[ 마이크로 컨트롤러의 CPU 성능에 따른 응용 ]
4비트 CPU: 가전제품, 휴대용음향기기, 자동차용 라디오 ,게임기
8비트 CPU: 단말기, 계측기기, 고급탁상 계산기, 학습기, 제고 관리기, 감시장치
12비트 CPU: 자동차 전자장치ㆍ계측 , Telemeter
16비트 이상의 CPU: 프로세서 제어ㆍ 기타 복잡한 기계나 시스템제어
마이크로프로세서 종류
[인텔 80 계열]
: 최초 1971년 개발한 4비트 마이크로프로세서인 4004
대중적으로 사용하기 시작한 것은 인텔 8비트 마이크로프로세서 8080부터 8080 CP/M 운영체제의 등장과
함께 PC용 CPU로 매우 널리 사용
[ 자이로그 (zilog) ]
: 8080을 개량하여 만든 8비트 Z80도 많이 사용
[ 모토로라 680 계열 ]
: 1974년에는 모토롤라에서 8비트 mc6800을 개발하여 이후 향상된 MC6809를 개발
[ Mos 테크롤로지 ]
: 널리 사용되는 8비트 6502를 개발
인텔 발달과정
기타 발달과정
[ 1화 정리 ]
1. 마이크로프로세서 개념은 작은 실리콘 칩 위에 트랜지스터를 수천 개 집적한 소자이다.
2. 메모리 구성에 따른 마이크로프로세서 분류는 폰 노이만 구조와 하버드 구조로 나뉜다.
3. 명령어 구조에 따른 마이크로프로세서 분류는 CISC구조와 RISC 구조가 있다.
4. 마이크로 컨트롤러 장점은 제품이 소형화 되고, 경량화 된다.
5. 마이크로프로세서 발달은 인텔 80 계열과 모토롤라 68계열이 널리 사용되고 있다.
이상 지금까지 마이크로프로세서 1화 개요 였습니다
감사합니다 :)
