1. Uvod u MIKROPROCESORE
1.1. MIKROPROCESORI I NJIHOV ISTORIJSKI RAZVOJ
Idejni tvorac mikroprocesora je inžinjer Marcijan Hof. On je predložio da se
napravi integrisano kolo koje bi preuzelo neke funkcije procesora velikih računara. Prvi
mikroprocesor, nastao 1971. godine, poznat je pod imenom Intel 4004. Ovaj mikroprocesor je
sadržao oko 2300 tranzistora i mogao e da obrađuje podatke u grupama od po 4 bita pa otuda
potiče i njegov naziv.
Prvi predstavnici 8-bitnih mikroprocesora nastali su 1974. godine kada je Intel
proizveo i8080, a Motorola MC6800. Opšta karakteristika prvih 8-bitnih mikroprocesora je oko
5000 tranzistora na kristalu koji su mogli da obavljaju najvažnije funkcije mikroprocesora
tadašnjih velikih računara.
Posle 8-bitnih pojavljuje se generacija 16-bitnih mikroprocesora. To su
mikroprocesori koji mogu da obrađuju podatke u grupama od po 16 bita. Kod njih je postignut 5
do 10 puta veći stepen integracije, a brzina im je povećana 5 do 20 puta u odnosu na 8-bitne. Tek
sa pojavom 16-bitnih mikroprocesora dostignute su mogućnosti procesora velikih računara. Prvu
generaciju čine oni koji su proizvedeni do 1983. godine, a drugu generaciju oni nastali 1983.
Prvi 32-bitni mikroprocesori su se pojavili 1982. godine i kod njih takođe možemo
razlikovati nekoliko generacija. Motorola je na tržište izbacila MC68020, a Intel i80386. kod
svake generacije 32-bitnih mikroprocesora uvećavao se stepen integracije. Kod prve generacije
taj broj je bio oko 500.000 tranzistora na kristalu, a već kod druge od 1,2 do 1,5 miliona na jednoj
kristalnoj pločici. Značajno se uvećava brzina rada, kao i prostor koji mikroprocesor može
adresirati. Međutim, najvažniji pravci poboljšanja kod 32-bitnih mikroprocesora bili su :
ugrađivanje i uvećanje tzv brzih keš memorija, uvećanje broja operacija koje su se mogle
izvršavati paralelno i rad sa virtualnim memorijama.
Svi ti mikroprocesori pripadaju CISC koncepciji ( Complex Instruction Set
Computer ). Ovu koncepciju karakteriše obiman skup instrukcija kao i vrlo složene radnje koje
može da obavlja mikroprocesor. U devetoj deceniji javljaju se prvi mikroprocesori zasnovani na
RISC koncepciji ( Reduced Instruction Set Computer ) kod kojih se redukuje skup instrukcija ali
se znatno povećava brzina rada.
IME
DATUM
BROJ
TRANZISTORA
MIKRONI
CLOCK
SPEED
DUZINA
PODATKA
MIPS
8080
1974
6,000
6
2 MHz
8 bit
0.64
8088
1979
29,000
3
5 MHz
16 bit
0.33
80286
1982
134,000
1.5
6 MHz
16 bit
1
80386
1985
275,000
1.5
16 MHz
32 bit
5
80486
1989
1,200,000
1
25 MHz
32 bit
20
Pentium
1993
3,100,000
0.8
60 MHz
32 bit
100
PentiumII
1997
7,500,000
0.35
233 MHz
32 bit
~ 300
PentiumIII
1999
9,500,000
0.25
450 MHz
32 bit
~ 510
PentiumIV
2000
42,000,000
0.18
1.5 GHz
32 bit
~ 1,700
PentiumIV
Prescott
2004
125,000,000
0.09
3.6 GHz
32 bit
~ 7,000
Seminarski rad : procesor
Tabela prikazuje razvoj Intel procesora od prvog koji je izazvao pravu senzaciju na
tržištu svojim pojavljivanjem 1974, do današnjih procesora, mada stalno izlaze novi sa sve boljim
performansama koje se ne mogu porediti sa nekadašnjim. Svi procesori nakon 8088 su pravljeni
po uzoru na njega s tim što Pentium IV može da izvrši neke instrukcije 5000 puta brže od svog
preteče.
1.2. MIKROPROCESORSKE TEHNOLOGIJE
Od početka razvoja mikroračunara postoje dva osnovna cilja konstruktora:
povećanje brzine i povećanje kapaciteta memorije. Da bi se ti ciljevi ispunili smanjivao se broj
komponenata od kojih su građeni čvrsti delovi računara, i na taj način skraćivao bi se put koji su
prelazili električni, magnetni i svetlosni impulsi a povećavala brzina prenosa informacija. Tako je
bilo moguće na manjem prostoru zapamtiti veći broj informacija. Da bi smanjivanje bilo uspešno
potrebno je veliki broj tranzistora smestiti na malu površinu. Na taj način nastaju čipovi tj.
integrisana kola koja predstavljaju integraciju elektronskih komponenata na malim pločicama.
Najsloženija integrisana kola predstavljaju mikroprocesor.
Glavni materijal u izradi integrisanih kola su razni tipovi poluprovodnika pa je i
cela tehnologija nazvana poluprovodnička tehnologija. Prilikom izbora integrisanog kola veoma
je bitno znati koja je tehnologija primenjena. Od tipa tehnologije koja je primenjena zavisi:
Pouzdanost integrisanog kola
Stepen ostvarene integracije po jedinici površine
Brzina rada
Potrošnja energije
Način povezivanja sa drugim integrisanim kolima koja ne moraju biti
proizvedena u istoj tehnologiji, itd.
Do sada su bile dominantne dve tehnologije u proizvodnji integrisanih kola i to su
bipolarna i MOS (Metal – Oxide – Semiconduktor ) tehnologija.
2. MIKROPROCESOR
Procesor je uređaj koji može da vrši obradu podataka i centralni je deo većih
računarskih sistema. Procesor koji vrši obradu u mikroračunaru je mikroprocesor. Mikroprocesor
je pločica, na kojoj je sabijen ( integrisan ) veliki broj tranzistora i koji obavlja iste funkcije kao i
veliki procesori. To je čip napravljen tako da predstavlja funkcionalnu celinu, a koji se preko
velokog broja nožica ( pinova ) povezuje sa spoljašnim svetom.
Ako se pogleda unutrašnjost računara može se videti da se on sastoji od velikog
broja čipova. Ovi čipovi imaju različitu ulogu: jedni služe za kontrolisanje periferijskih uređaja
( tzv. kontroleri ), drugi za generisanje zvuka, treći za generisanje slika, itd. I ti čipovi su
mikroprocesori kojima je dodeljena specijalna uloga. Međutim oni se ne nazivaju
mikroprocesorima već imaju posebne nazive kao što su : disk kontroler, generator zvuka, DMA-
modul i sl. Pod mikroprocesorom se podrazumeva čip opšte namene koji objedinjuje rad celog
mikroračunarskog sistema.
2
