Microprocessor-classification
マイクロプロセッサ-分類
マイクロプロセッサは3つのカテゴリに分類することができます-
RISCプロセッサー
RISCは Reduced Instruction Set Computer の略です。 コンピューターの命令セットを簡素化することにより、実行時間を短縮するように設計されています。 RISCプロセッサを使用すると、各命令が結果を均一な実行時間で実行するために必要なクロックサイクルは1つだけです。 これにより、コードの行数が増えるため効率が低下するため、命令を保存するためにより多くのRAMが必要になります。 また、コンパイラーは、高水準言語の命令をマシンコードに変換するためにさらに作業する必要があります。
RISCプロセッサのいくつかは-
- パワーPC：601、604、615、620
- DEC Alpha：210642、211066、21068、21164
- MIPS：TS（R10000）RISCプロセッサー
- PA-RISC：HP 7100LC
RISCのアーキテクチャ
RISCマイクロプロセッサアーキテクチャは、高度に最適化された命令セットを使用します。 電力効率のため、Apple iPodなどのポータブルデバイスで使用されます。
RISCの特徴
RISCプロセッサの主な特徴は次のとおりです-
- 簡単な指示で構成されています。
- さまざまなデータ型形式をサポートしています。
- 単純なアドレス指定モードとパイプライン処理の固定長命令を利用します。
- 任意のコンテキストで使用するレジスタをサポートします。
- 1サイクルの実行時間。
- 「LOAD」および「STORE」命令は、メモリ位置にアクセスするために使用されます。
- 多数のレジスタで構成されています。
- より少ない数のトランジスタで構成されています。
CISCプロセッサ
CISCは Complex Instruction Set Computer の略です。 命令あたりのサイクル数を無視して、プログラムあたりの命令数を最小限に抑えるように設計されています。 重点は、複雑な命令をハードウェアに直接組み込むことにあります。
コードの長さが比較的短いため、コンパイラは高レベル言語をアセンブリレベルの言語/マシンコードに変換するためにほとんど作業を行う必要がありません。したがって、命令を格納するために必要なRAMはほとんどありません。
CISCプロセッサのいくつかは-
- IBM 370/168
- VAX 11/780
- Intel 80486
CISCのアーキテクチャ
そのアーキテクチャは、メモリコストを削減するように設計されています。より大きなプログラムではより多くのストレージが必要になるため、メモリコストが高くなります。 これを解決するには、1つの命令に操作の数を埋め込むことにより、プログラムごとの命令の数を減らすことができます。
CISCの特徴
- さまざまなアドレス指定モード。
- 多数の命令。
- 可変長の命令フォーマット。
- 1つの命令を実行するには、数サイクルが必要な場合があります。
- 命令デコードロジックは複雑です。
- 複数のアドレッシングモードをサポートするには、1つの命令が必要です。
特別なプロセッサー
これらは、いくつかの特別な目的のために設計されたプロセッサです。 いくつかの特別なプロセッサについて簡単に説明します-
コプロセッサー
コプロセッサは特別に設計されたマイクロプロセッサで、通常のマイクロプロセッサよりも何倍も高速で特定の機能を処理できます。
例-数学コプロセッサ。
いくつかのインテルの数学コプロセッサーは-
- 8086で8087を使用
- 80287-80286で使用
- 80387-80386で使用
入出力プロセッサ
これは、CPUの関与を最小限に抑えてI/Oデバイスを制御するために使用される、独自のローカルメモリを持つ特別に設計されたマイクロプロセッサです。
例-
- DMA（ダイレクトメモリアクセス）コントローラー
- キーボード/マウスコントローラー
- グラフィックディスプレイコントローラー
- SCSIポートコントローラー
トランスピュータ（トランジスタコンピュータ）
トランスピュータは、独自のローカルメモリを備え、プロセッサ間通信のために1つのトランスピュータを別のトランスピュータに接続するリンクを備えた、特別に設計されたマイクロプロセッサです。 1980年にInmosによって最初に設計され、VLSIテクノロジーの利用を対象としています。
トランスピュータは、シングルプロセッサシステムとして使用することも、外部リンクに接続することもできます。これにより、建設コストが削減され、パフォーマンスが向上します。
例-16ビットT212、32ビットT425、浮動小数点（T800、T805およびT9000）プロセッサ。
DSP（デジタルシグナルプロセッサ）
このプロセッサは、アナログ信号をデジタル形式に処理するように特別に設計されています。 これは、一定の時間間隔で電圧レベルをサンプリングし、その瞬間の電圧をデジタル形式に変換することにより行われます。 このプロセスは、A/Dコンバーター、A/Dコンバーター、またはADCと呼ばれる回路によって実行されます。
DSPは次のコンポーネントが含まれています-
- プログラムメモリ-DSPがデータを処理するために使用するプログラムを保存します。
- データメモリ-処理する情報を保存します。
- Compute Engine -プログラムメモリからプログラムにアクセスし、データメモリからデータにアクセスして、数学的処理を実行します。
- 入力/出力-外の世界に接続します。
そのアプリケーションは-
- 音と音楽の合成
- オーディオとビデオの圧縮
- ビデオ信号処理
- 2Dおよび3Dグラフィックアクセラレーション。
例-Texas InstrumentのTMS 320シリーズ、例：TMS 320C40、TMS320C50。
