마이크로프로세서의 기본 구성요소

인텔은 1971년 최초의 마이크로프로세서를 출시했으며 이를 4004 칩이라고 불렀습니다. 10센트보다 작은 치수를 가진 오늘날의 마이크로프로세서는 더 많은 성능과 기능을 제공합니다. 컴퓨터의 중심인 중앙 처리 장치(CPU)는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구성됩니다. 수백만 개의 트랜지스터가 포함된 실리콘 칩으로 제조된 마이크로프로세서는 한 메모리 주소에서 다른 위치로 데이터를 이동합니다. CPU는 결정을 내리고 새로운 명령과 계산 작업으로 넘어갑니다.

"산술 및 논리 장치"(ALU)는 빼기, 더하기, 나누기 및 부울 함수와 같은 수학 계산을 수행합니다. 부울 함수는 회로 설계에 사용되는 논리 유형입니다. ALU는 또한 비교 및 ​​논리 테스트를 실행합니다. 프로세서는 명령을 해석하고 계산을 수행하는 ALU에 신호를 전송합니다.

마이크로프로세서에는 레지스터라고 하는 임시 데이터 보관 장소가 있습니다. 이러한 메모리 영역은 컴퓨터 명령, 저장 주소, 문자 및 기타 데이터와 같은 데이터를 유지합니다. 일부 컴퓨터 명령어는 특정 레지스터를 명령의 일부로 사용해야 할 수 있습니다. 각 레지스터에는 명령어 레지스터, 프로그램 카운터, 누산기 및 메모리 주소 레지스터와 같은 특정 기능이 있습니다. 예를 들어, 프로그램 레지스터는 랜덤 액세스 메모리에서 가져온 명령어의 주소를 보유합니다.

제어 장치(CU)는 CPU로부터 신호를 수신하여 제어 장치에 마이크로프로세서에서 마이크로프로세서로 데이터를 이동하도록 지시합니다. 제어 장치는 또한 산술 및 논리 장치를 지시합니다. 제어 장치는 디코더, 클록 및 제어 논리 회로와 같은 여러 구성 요소로 구성됩니다. 이러한 장치는 함께 작동하여 마이크로프로세서의 특정 위치로 신호를 전송합니다.

예를 들어 디코더는 애플리케이션에서 명령을 수신합니다. 디코더는 명령을 해석하고 조치를 취합니다. ALU에 신호를 보내거나 특정 작업을 수행하도록 레지스터에 지시합니다. 제어 논리 장치는 마이크로프로세서 및 레지스터의 여러 섹션에 신호를 전송하여 이러한 구성 요소에 작업을 실행하도록 알립니다. 시계는 명령과 프로세스의 적시 실행을 동기화하고 보장하는 신호를 보냅니다.

마이크로프로세서에는 데이터를 이동하는 버스 시스템이 있습니다. 버스는 특정 작업과 기능이 있는 배선 분류를 나타냅니다. 데이터 버스는 중앙 처리 장치와 컴퓨터의 기본 메모리인 RAM(Random Access Memory) 간에 데이터를 전송합니다. 제어 버스는 여러 작업을 조정하고 제어하는 ​​데 필요한 정보를 보냅니다. 주소 버스는 처리 중인 데이터에 대한 CPU와 RAM 사이의 주소를 전송합니다.

일부 고급 마이크로프로세서에는 CPU에서 사용한 마지막 데이터를 유지하는 메모리 캐시가 있습니다. 메모리 캐시는 데이터를 검색하기 위해 CPU가 더 느린 RAM으로 이동할 필요가 없기 때문에 컴퓨팅 프로세스의 속도를 높입니다. 많은 컴퓨터에는 수준 1 또는 수준 2 캐시가 있습니다. 일부 시스템에는 레벨 3 캐시가 있습니다. 캐시 레벨은 CPU가 레벨 1부터 데이터를 확인하는 순서를 나타냅니다. 제조업체는 종종 레벨 2 및 레벨 3 캐시를 마이크로프로세서에 통합하여 처리 속도를 향상시킵니다.