Skip to Content

Основные характеристики микропроцессоров

Основные характеристики микропроцессоровМикропроцессор (МП)является программно-управляемой СБИС, предназначенной для обработки цифровой информации. Типовыми узлами микропроцессора являются блок управления, регистры, сумматоры, счетчики команд и очень быстрая память малого объема (кэш-память, обычно статического типа). Некоторые микропроцессоры дополняются сопроцессорами, расширяющими способности микропроцессоров и набор выполняемых команд.
Универсальные микропроцессоры предназначаются для применения в вычислительных системах: рабочих станциях, персональных ЭВМ, массово-параллельных супер-ЭВМ. Как правило, закладываемые в универсальные МП технические решения служат в первую очередь задаче получения максимального быстродействия, во вторую — задачам минимизации потребляемой мощности и стоимости. МП также используются для управления различными системами, в этом случае их называют микроконтроллерами (от англ.

control — управление).
МП характеризуются следующими параметрами.
Тактовая частота (Clock Rate) — частота повторения сигналов, которые синхронизируют работу микросхем компьютера. Они вырабатываются тактовым генератором центрального процессора и используются для создания единого временного стандарта для управления всеми процессами, происходящими в устройствах компьютера. Тактовая частота используется для управления теми частями ЭВМ, которые имеют наибольшее быстродействие, а работа устройств с меньшим быстродействием осуществляется на частотах, получаемых делением тактовой частоты.
Разрядность — максимальное количество разрядов двоичного кода (бит), с которым может одновременно работать устройство.
Пиковая (техническая) производительность (Peak Perfomance) — теоретический максимум быстродействия процессора в идеальных условиях. Она определяется как количество вычислительных операций, выполняемое за единицу времени всеми АЛУ процессора. Предельное быстродействие достигается при обработке бесконечной последовательности команд, не связанных между собой и не конфликтующих при доступе в память (т.е. результат любой операции не зависит от действий, выполненных другими командами). При этом предполагается, что все операнды выбираются из кэш-памяти данных, а команды — из кэш-памяти команд. Пиковая производительность процессора при проведении операций с фиксированной точкой измеряется в MIPS (Million Instructions Per Second), а при проведении операций с плавающей
точкой — в MFLOPS (Million Floating-point Operations Per Second).
Регистры (Registers)— ячейки памяти внутри микропроцессора, в каждой из которых можно хранить одно число. Диапазон чисел, которые можно хранить в регистре, зависит от его разрядности. Основное назначение регистров — оперативное хранение операндов и адресов ячеек памяти. Поскольку регистры расположены непосредственно на кристалле микропроцессора, время обращения к ним мало и их можно считать сверхоперативным ОЗУ.