1 Opiekun: Stanisław Toton

2 1. Co to jest mikroprocesor? 2. Początki mikroprocesora. 3. Budowa typowego mikroprocesora. 4. Rozwój mikroprocesorów na przełomie lat. 5. Przykłady wykorzystania. 6. Projekt „od kuchni”. 7. Prezentacja projektu. 8. Idea rozwoju.

3 Mikroprocesor – układ cyfrowy wykonany jako pojedynczy układ scalony o wielkim stopniu integracji (ULSI) zdolny do wykonywania operacji cyfrowych według dostarczonego ciągu instrukcji.

4 Idea mikroprocesora była naturalną konsekwencją rozwoju techniki – jej urzeczywistnienie było jedynie kwestią czasu. Pracę nad prototypem mikroprocesora rozpoczęły trzy konkurujące ze sobą firmy. W efekcie, w zbliżonym czasie pojawiły się pierwsze układy nadające się do produkcji seryjnej. Były to:  Intel (układ 4004),  Garrett AiResearch’s (Central Air Data Computer).  Texas Instruments (TMS 1000),

5 W prawie każdym mikroprocesorze możemy wyróżnić następujące bloki:  ALU – jednostka arytmetyczno-logiczna (Arithmetic Logic Unit), wykonuje ona operacje logiczne na dostarczonych jej danych.  CU – układ sterowania (Control Unit), zwany też dekoderem rozkazów. Odpowiedzialny jest on za dekodowanie dostarczonych mikroprocesorowi instrukcji i odpowiednie sterowanie pozostałymi jego blokami.  Rejestry – umieszczone wewnątrz mikroprocesora komórki pamięci o niewielkich rozmiarach (najczęściej 4/8/16/32/64/128 bitów) służące do przechowywania tymczasowych wyników obliczeń (rejestry danych) oraz adresów lokacji w pamięci operacyjnej.

6 PC – licznik rozkazów (Program Counter) – zawiera on adres komórki pamięci z awierającej następny rozkaz do wykonania IR – rejestr instrukcji (Instruction Register) – zawiera on kod aktualnie wykonywanej przez procesor instrukcji. SP – wskaźnik stosu (Stack Pointer) – zawiera adres wierzchołka stosu

7  1971 4-bit Intel 4004 zawierał około 2300 tranzystorów, zaprojektowany i wykonany w technologii 10-mikronowej  1972 8-bit Intel 8008 zawierał około 3500 tranzystorów, taktowanych częstotliwością 200 kHz i mógł wykonywać do 60000 instrukcji na sekundę, zaprojektowany i wykonany w technologii 10-mikronowej  1974 8-bit Intel 8080 zegar 2 MHz, 6 tys. tranzystorów  1976 16-bit TMS 9900  8-bit Zilog Z801978 16-bit Intel 8086 zegar 4,77 MHz, zbudowany z 29 tys. tranzystorów w technologii 3 mikronów  1979 32-bit Motorola 68000 68 tys. tranzystorów  1980 Motorola wprowadza nowy 32-bitowy procesor MC68020 zawierający 200,000 tranzystorów  1982 16-bit Intel 80286 134 tys. 6 MHz  1985 Intel 80386 zegar 16 MHz, zbudowany z 275 tys. tranzystorów w technologii 1 mikrona  1987 32-bit MC68030 zawierający 300 tys. tranzystorów i pracujący przy 30 MHz osiągał moc obliczeniową 7 MIPS  1989 32-bit Intel 80486 1.180.235 tranzystorów w technologii 1 mikrona, prędkość 25 MHz - 20 MIPS  1990 32-bit MC68040 40 MHz 1.170.000 tranzystorów 29 MIPS  1992 64-bit DEC Alpha  1993 Pentium 3,3 mln wyprodukowany w technologii 0,8 mikrona, taktowany zegarem 60 MHz  1995 Pentium Pro 5,5 mln, 150 MHz, technologia 0,6 mikrona (600 nm)  1997 Pentium II 7,5 mln z MMX 300 MHz  1999 Pentium III 9,5 mln z SIMD 500 MHz  2000 Pentium 4 42 mln z SSE2 1,4 GHz wykonany w technologii 0,18 mikrona  2002 Pentium 4 (Northwood) 2,4 GHz, 55 mln, utworzony w oparciu o technologię 0,13 mikrona  2004 Pentium 4 (Prescott) 3,4 GHz, 125 mln, technologia 90 nm  2004 Pentium D 230 mln tranzystorów  2008 Core i7 technologia 45 nm, 780 milionów tranzystorów.

8

9 Intel 4004 – pierwszy procesor na świecie ukazany 15 listopada 1971 r. Był stosowany w kalkulatorze Busicom. Core i7 – Procesor czterordzeniowy w technologii 45 nm. Posiada 32kb pamieci L1, Pamięci L2 256kb a pamięci L3 8mb. Są stosowane w najnowszej generacji komputerach.

10 Wynikiem naszego projektu jest zegar czasu rzeczywistego. Podczas jego przygotowywania napotkaliśmy na wiele problemów, któr e jednak udało nam si ę rozwiązać. Mimo wielu nieprzyjemnych sytuacji, godzin spędzonych nad rozmyślaniem uruchomiliśmy nasz zegar, który teraz zaprezentujemy.

11 Program napisaliśmy w najbardziej popularnym języku, którym jest C++.

12

13 Gdy pojawiły się już pierwsze litery na wyświetlaczu, odczuliśmy ogromną satysfakcje. Początki zawsze były trudne, dlatego zaczynaliśmy od zaświecenia diody, do jej migania, oraz zaświecenia ośmiu diod w różnych sekwencjach. Nabyliśmy bardzo szybko doświadczenie i przeszliśmy do stworzenia schematu zegara. Ekspresowo napisaliśmy własny program, w którym miały być odliczane sekundy. W rezultacie powstał bardzo dokładny zegar, co nam dało ogromną satysfakcję.

14

15

16 Projekt stworzony przez nas ma służyć do perfekcyjnego odmierzania czasu. Projekt można modyfikować według własnych potrzeb. W niedalekiej przyszłości mamy zamiar bardziej go dopracować. Chcemy dodać do niego moduł głosowy, aby wymawiał godzinę podczas naciśnięcia przycisku, aby był sterowany pilotem, a nawet głosem. Zegar będzie przeznaczony dla osób niewidomych.

17

18 Projekt wykonali: Dominik Weber Kacper Migała Szymon Majcher Jakub Chorąży Patryk Drozd Opiekun projektu: Mgr inż. S. Toton