โปรเซสเซอร์ประเภทต่างๆคืออะไร: การใช้งานและลักษณะเฉพาะ

โปรเซสเซอร์ได้รับการคิดค้นโดย Marcian Hoff (28 ตุลาคม 1937 ในนิวยอร์ก) บริษัท ผู้ผลิตโปรเซสเซอร์บางราย ได้แก่ Intel , AMD, Qualcomm, Motorola, Samsung, IBM เป็นต้นโปรเซสเซอร์เป็นชิปขนาดเล็กที่ทำจากซิลิกอนที่ติดตั้งอยู่ภายในอุปกรณ์เพื่อทำงานหรือดำเนินการภายในไม่กี่วินาทีและความเร็วของมันจะวัดเป็นเมกะเฮิรตซ์ การดึงถอดรหัสดำเนินการและเขียนคำสั่งกลับเป็นหน้าที่หลักสี่ประการของโปรเซสเซอร์ ในโทรศัพท์มือถือแล็ปท็อปคอมพิวเตอร์เครื่องซักผ้าและโปรเซสเซอร์อื่น ๆ ถูกนำมาใช้ ในบทความนี้จะกล่าวถึงโปรเซสเซอร์ประเภทต่างๆ

โปรเซสเซอร์คืออะไร?

คำจำกัดความ: โปรเซสเซอร์คือชิปหรือวงจรลอจิคัลที่ตอบสนองและประมวลผลคำสั่งพื้นฐานเพื่อขับเคลื่อนคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่ง หน้าที่หลักของโปรเซสเซอร์คือการดึงข้อมูลถอดรหัสดำเนินการและเขียนกลับการดำเนินการของคำสั่ง หน่วยประมวลผลกลางเรียกอีกอย่างว่าสมองของระบบใด ๆ ซึ่งประกอบด้วยคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปสมาร์ทโฟนระบบฝังตัว ฯลฯ ALU (Arithmetic Logic Unit) และ CU (Control Unit) เป็นสองส่วนของโปรเซสเซอร์ หน่วยเลขคณิตลอจิกดำเนินการทางคณิตศาสตร์ทั้งหมดเช่นการเพิ่มการคูณการลบการหาร ฯลฯ และหน่วยควบคุมทำงานเหมือนตำรวจจราจรจัดการคำสั่งหรือการดำเนินการตามคำสั่ง โปรเซสเซอร์สื่อสารกับส่วนประกอบอื่น ๆ นอกจากนี้ยังเป็นอุปกรณ์อินพุต / เอาต์พุตและอุปกรณ์หน่วยความจำ / จัดเก็บข้อมูล

ประเภทของโปรเซสเซอร์

มีโปรเซสเซอร์ประเภทต่างๆในระบบฝังตัวซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้

โปรเซสเซอร์วัตถุประสงค์ทั่วไป

โปรเซสเซอร์ที่ใช้งานทั่วไปมีอยู่ 5 ประเภท ได้แก่ ไมโครคอนโทรลเลอร์ไมโครโปรเซสเซอร์โปรเซสเซอร์แบบฝังตัว DSP และมีเดียโปรเซสเซอร์

ไมโครโปรเซสเซอร์

โปรเซสเซอร์ที่ใช้งานทั่วไปแสดงโดยไมโครโปรเซสเซอร์ในระบบฝังตัว มีไมโครโปรเซสเซอร์ที่แตกต่างกันในตลาดจาก บริษัท ต่างๆ ไมโครโปรเซสเซอร์ยังเป็นโปรเซสเซอร์ที่ใช้งานทั่วไปซึ่งประกอบด้วยชุดควบคุม ALU กลุ่มของรีจิสเตอร์ที่เรียกว่าการลงทะเบียน scratchpad การลงทะเบียนควบคุมและการลงทะเบียนสถานะ

อาจมีหน่วยความจำบนชิปและอินเทอร์เฟซบางอย่างสำหรับการสื่อสารกับโลกภายนอกเช่นสายขัดจังหวะสายอื่น ๆ สำหรับหน่วยความจำและพอร์ตสำหรับสื่อสารกับโลกภายนอก พอร์ตมักเรียกว่าพอร์ตที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งหมายความว่าเราสามารถตั้งโปรแกรมพอร์ตเหล่านี้ให้ทำหน้าที่เป็นอินพุตหรือเป็นเอาต์พุต โปรเซสเซอร์ที่ใช้งานทั่วไปแสดงอยู่ในตารางด้านล่าง

ไมโครคอนโทรลเลอร์

ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นคอมพิวเตอร์ที่มาในแพ็คเกจและขนาดต่างๆ อินพุตการอ่านและการตอบสนองต่อเอาต์พุตเป็นฟังก์ชันพื้นฐานของไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยทั่วไปเรียกว่า General Purpose Input Output (GPIO) ไมโครคอนโทรลเลอร์บางตัว ได้แก่ Microchip Atmega328-AU, Microchip P1C16F877A-I / P, Microchip P1C16F1503-I / P, Microchip P1C16F671-I / SN, Microchip P1C18F45K22-I / P เป็นต้น

โปรเซสเซอร์ในตัว

โปรเซสเซอร์แบบฝังเป็นโปรเซสเซอร์ประเภทหนึ่งซึ่งออกแบบมาเพื่อควบคุมฟังก์ชันทางกลและฟังก์ชันทางไฟฟ้า ประกอบด้วยหลายบล็อก ได้แก่ โปรเซสเซอร์ตัวจับเวลาตัวควบคุมขัดจังหวะหน่วยความจำโปรแกรมและหน่วยความจำข้อมูลแหล่งจ่ายไฟวงจรรีเซ็ตและนาฬิกาออสซิลเลเตอร์วงจรเฉพาะแอปพลิเคชันระบบพอร์ตและวงจรเชื่อมต่อ

โปรเซสเซอร์สัญญาณดิจิตอล

ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัลเป็นโปรเซสเซอร์ประเภทหนึ่งที่ใช้สำหรับการวัดกรองและ / หรือบีบอัดสัญญาณดิจิทัลหรืออนาล็อก การประมวลผลสัญญาณหมายถึงการวิเคราะห์และจัดการสัญญาณ การประมวลผลนี้สามารถทำได้ผ่านคอมพิวเตอร์หรือ วงจรรวมเฉพาะแอปพลิเคชัน (ASIC) , Field Programmable Gate Array (FPGA) หรือ Digital Signal Processor (DSP) เพื่อให้ได้สัญญาณที่ชัดเจน โปรเซสเซอร์ DSP ใช้ในออสซิลโลสโคปเครื่องสแกนบาร์โค้ดโทรศัพท์มือถือเครื่องพิมพ์ ฯลฯ โปรเซสเซอร์เหล่านี้รวดเร็วและใช้สำหรับแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์ ระบบ DSP ทั่วไปแสดงในรูปด้านล่าง

โดยทั่วไประบบสำหรับสัญญาณดิจิตอลโปรเซสเซอร์

ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัลแสดงอยู่ในตารางด้านล่าง

การใช้งาน DSP

แอปพลิเคชันของ ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิตอล คือ

• การประมวลผลเสียง
• การประมวลผลภาพ
• การประมวลผลทางการแพทย์
• การประมวลผลไบโอเมตริกซ์
• แผ่นดินไหววิทยา
• เรดาร์

ตัวประมวลผลสื่อ

โปรเซสเซอร์ภาพ / วิดีโอเป็นโปรเซสเซอร์สื่อที่ออกแบบหรือสร้างขึ้นเพื่อจัดการกับข้อมูลแบบเรียลไทม์ ส่วนติดต่อผู้ใช้ด้วยเสียงและเสียงระดับมืออาชีพเป็นแอพพลิเคชั่นของโปรเซสเซอร์เสียง โปรเซสเซอร์สื่อบางตัว ได้แก่ TN2302AP IP, IN2602 AP IP, DM3730, DM3725, DM37385, DM388, TMS320DM6467, TMS320DM6431 เป็นต้น

โปรเซสเซอร์ระบบเฉพาะแอปพลิเคชัน (ASSPs)

ตัวประมวลผลระบบเฉพาะแอปพลิเคชันคือเซมิคอนดักเตอร์ วงจรรวม ผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในการใช้งานฟังก์ชันเฉพาะ ประสิทธิภาพลักษณะและขนาดดายของตัวประมวลผลระบบเฉพาะแอปพลิเคชันจะเหมือนกับ ASIC ASSP ใช้ในอุตสาหกรรมประเภทต่างๆเพื่อทำการเข้ารหัสหรือถอดรหัสวิดีโอและการเข้ารหัสหรือถอดรหัสเสียง แทนซอฟต์แวร์แบบฝังตัวประมวลผลระบบเฉพาะแอปพลิเคชันจะใช้เพื่อรันแอปพลิเคชันและให้โซลูชันเร็วขึ้น ตัวอย่าง: IIM7100, W3100A

โปรเซสเซอร์ชุดคำสั่งเฉพาะแอปพลิเคชัน (ASIP)

โปรเซสเซอร์ชุดคำสั่งเฉพาะแอปพลิเคชันได้รับการออกแบบสำหรับการใช้งานเฉพาะ โปรเซสเซอร์เหล่านี้ใช้พลังงานต่ำความเร็วในการคำนวณสูงและความยืดหยุ่นที่ดี เนื่องจากความสามารถในการเขียนโปรแกรมการใช้เส้นทางข้อมูลจึงสูงใน ASIPs และประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ชุดคำสั่งนี้ดี

โปรเซสเซอร์ ASIC

วงจรรวมเฉพาะแอ็พพลิเคชันถูกสร้างขึ้นสำหรับแอพพลิเคชั่นเฉพาะ ชิปเหล่านี้มีขนาดเล็กและใช้พลังงานต่ำ ต้นทุนการออกแบบของ ASIC สูงและนี่คือข้อเสียเปรียบหลัก ชิปวงจรรวมเฉพาะแอปพลิเคชันใช้ในดาวเทียมโมเด็มคอมพิวเตอร์ ฯลฯ บริษัท ผู้ผลิต ASIC ชั้นนำบางแห่ง ได้แก่ Ams AG บริษัท จดทะเบียน Bitfury บริษัท เอกชน XMOS สารกึ่งตัวนำ บริษัท เอกชน Analogix Semiconductor Private Company, EDAptive Computing Private Company, Lumen Radio Private Company, Integrated Device Technology, Hookit บริษัท เอกชน ฯลฯ

มัลติโปรเซสเซอร์

มัลติโปรเซสเซอร์คือคอมพิวเตอร์ที่มีซีพียูมากกว่าหนึ่งตัวแต่ละตัวจะใช้หน่วยความจำหลักบัสคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงเพื่อประมวลผลโปรแกรมพร้อมกันและระบบเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าระบบคู่กันอย่างแน่นหนา ข้อดีของมัลติโปรเซสเซอร์คือปริมาณงานที่เพิ่มขึ้นความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้นและการประหยัดจากขนาด โปรเซสเซอร์เหล่านี้ใช้เมื่อต้องใช้ความเร็วสูงมากในการประมวลผลข้อมูลจำนวนมาก มัลติโปรเซสเซอร์แบบสมมาตรแสดงในรูปด้านล่าง

ตัวประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตร

ลักษณะของมัลติโปรเซสเซอร์

ลักษณะของ Multiprocessor คือ

• มัลติโปรเซสเซอร์ประกอบด้วยโปรเซสเซอร์มากกว่าสองตัวหรือโปรเซสเซอร์สองตัวซึ่งคล้ายกัน
• หน่วยความจำและอินพุต / เอาต์พุตที่ใช้ร่วมกันโดยโปรเซสเซอร์
• เวลาในการเข้าถึงหน่วยความจำจะเท่ากันสำหรับโปรเซสเซอร์แต่ละตัวเนื่องจากโปรเซสเซอร์เชื่อมต่อกันด้วยบัส
• การเข้าถึงอุปกรณ์อินพุต / เอาต์พุตจะแบ่งใช้โดยโปรเซสเซอร์
• ฟังก์ชันเดียวกันกับโปรเซสเซอร์ทั้งหมด

คำถามที่พบบ่อย

1). ไมโครคอนโทรลเลอร์คืออะไร?

ไมโครคอนโทรลเลอร์คือ IC (Integrated Circuit) ซึ่งออกแบบมาเพื่อทำหน้าที่เฉพาะในระบบฝังตัว

2). ไมโครโปรเซสเซอร์ประเภทใดบ้าง?

ไมโครโปรเซสเซอร์มีห้าประเภท ได้แก่ DSP (Digital Signal Processor), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), RISC (Reduced Instruction Set Computing), CISC (Complex Instruction Set Computing) และ Super Scalar โปรเซสเซอร์ .

3). ความต้องการของโปรเซสเซอร์ DSP คืออะไร?

ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัลจำเป็นต้องกรองและบีบอัดสัญญาณที่เป็นแอนะล็อกและใช้เพื่อตรวจจับข้อผิดพลาด

4). แก่นคืออะไร?

แกนกลางคือสมองของหน่วยประมวลผลกลาง มีคอร์หลายประเภท ได้แก่ octa-core, dual-core, quad-core เป็นต้น

5). หน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์คืออะไร?

Random Access Memory เป็นหน่วยความจำหลักในคอมพิวเตอร์ซึ่งใช้ในการจัดเก็บซอฟต์แวร์ OS (ระบบปฏิบัติการ) และไฟล์ข้อมูลอื่น ๆ หรือข้อมูลสำหรับหน่วย

ในบทความนี้จะกล่าวถึงประเภทของโปรเซสเซอร์ นี่คือคำถามสำหรับคุณว่าโปรเซสเซอร์ประเภทใดที่ใช้ในสมาร์ทโฟน?