• Ch ӏu trách nhiӋm ÿLӅu khiӇn toàn bӝ luӗng thông tin gi ӳa các bӝ phұn cӫa máy tính, x ӱ lý dӳ liӋu bҵng cách thӵc hiӋn các phép toán s ӕ digital • Single board CPU - gӗm các modul xâ
Trang 1&+ѬѪ1*1: &Ѫ6Ӣ
KӺ THUҰT VI XӰ LÝ
BÀI 1: Giӟi thiӋu
&+ѬѪ1* 1:
&Ѫ6Ӣ KӺ THUҰT VI XӰ LÝ
liӋu, tín hiӋu sӕ có ba bӝ phұn chính:
– Bӝ xӱ lý trung tâm (Central Processing Unit - CPU) – Bӝ nhӟ (memory) gӗm:
• B ӝ nhӟ FKѭѫQJ trình (program memory - PM)
• Bӝ nhӟ dӳ liӋu (data memory - DM)
– Bӝ nhӟ trên các máy tính:
• B ӝ nhӟ Vѫ cҩp (primary memory – ROM, RAM)
• Bӝ nhӟ thӭ cҩp(secondary memory – FDD, HDD, CD …)
– HӋ thӕng vào/ ra (Input/Output - I/O)
– Sӵ giao tiӃp giӳa các bӝ phұn trên ÿѭӧc thӵc hiӋn trên mӝt hӋ thӕng các ÿѭӡng dүn gӑi là bus.
Trang 2&+ѬѪ1*1: &Ѫ6Ӣ
KӺ THUҰT VI XӰ LÝ
CPU
• Là thành ph ҫn quan trӑng nhҩt – trung
tâm c ӫa hӋ thӕng.
• Ch ӏu trách nhiӋm ÿLӅu khiӇn toàn bӝ luӗng thông tin gi ӳa các bӝ phұn cӫa máy tính,
x ӱ lý dӳ liӋu bҵng cách thӵc hiӋn các
phép toán s ӕ (digital)
• Single board CPU - gӗm các modul xây dӵng trên mӝt mҥch ÿѫQ
– Máy tính xây dӵng trên Single board CPU gӑi là máy tính nhӓ: minicomputer.
mӝt chíp ÿѫQ gӑi là bӝ vi xӱ lý : microprocessor
– Máy tính xây dӵng vӟi bӝ vi xӱ lý gӑi là máy vi tính: micro computer – máy tính c ӵc nhӓ.
– TuǤ theo ӭng dөng, máy vi tính ÿѭӧc tích hӧp thiӃt bӏ vào/ra và bӝ nhӟ, ví dө máy tính cá nhân (PC) có thiӃt bӏ vào/ra ÿLӇn hình là bàn phím/chuӝt và màn
Trang 3&+ѬѪ1*1: &Ѫ6Ӣ
KӺ THUҰT VI XӰ LÝ
• HӋ thӕng gӗm CPU + memory + I/O tích hӧp trên mӝt chíp ÿѫQ gӑi là bӝ vi ÿLӅu khiӇn :
microcontroller
• Microcontroller - One-chip computer:
– Có khҧ QăQJ ghép nӕi trӵc tiӃp vӟi phҫn cӭng và
thӵc hiӋn ÿLӅu khiӇn các chӭc QăQJ cӫa ӭng dөng – Không cҫn hoһc cҫn rҩt ít các thiӃt bӏ hӛ trӧ - ӭng dөng nhúng – embedded
– Khҧ QăQJ xӱ lý sӕ rҩt mҥnh
– Khҧ QăQJ lұp trình và ÿLӅu khiӇn mҥnh
– Kh ҧ QăQJ thӵc hiӋn các ӭng dөng ӣ mӭc ÿӝ cao QKѭ
là ÿLӅu khiӇn ôtô, thiӃt bӏ sӕ…
Ĉһc ÿiӇm các ӭng dung vӟi
microcontroller
• Các hӋ thӕng “nhúng” WKѭӡng ÿòi hӓi khҧ QăQJ thӵc hiӋn real–time (thӡi gian thӵc) và multi-task (ÿD nhiӋm):
• Thӵc hiӋn real-time tӭc là bӝ ÿLӅu khiӇn phҧi có khҧ QăQJ nhұn, xӱ lý và ÿѭD ra thông tin rҩt nhanh khi hӋ thӕng cҫn hay nói cách khác nó không tҥo thành nút cә chai thông tin trong hӋ thӕng.
• ĈD nhiӋm là khҧ QăQJ thӵc hiӋn nhiӅu công viӋc cùng lúc.
Trang 4&+ѬѪ1*1: &Ѫ6Ӣ
KӺ THUҰT VI XӰ LÝ
• 1854: George Boolse phá WPLQKUDÿҥi sӕ lôgic tӭc là
th ӵc hiӋn các quy luұt lôgic bҵng toán hӑc,ÿk\FKính là FѫVӣ cӫa máy tính sӕ.
• 1890: Phát minh ra máy tíQKFѫNKí chҥy bҵQJÿLӋn.
• 1906: Phát minh ra bóQJFKkQNK{QJKD\ÿèn chân không ba cӵc.
– Các phép toán có thӇ thӵc hiӋn bҵQJÿLӋn tӱ chӭ không phҧi bҵQJFѫNKí.
– Th ӡi gian thӵc hiӋn phép toán giҧm tӯ giây xuӕng miligiây.
• 1938: Máy tính s ӕÿLӋn tӱÿҫu tiên
• 1946: Máy tính sӕ cӥ lӟn xuҩt hiӋn: Vӟi tên gӑi ENIAC - (OHFWURQLF1XPHULFDO,QWHUJUDWLRQDQG&DOFXODWLRQÿѭӧc TXkQÿӝi Mӻ sӱ dөng.
• KíFKWKѭӟc: 30 tҩn, 18000 bóng chân không
• Công su ҩt tiêu hao:130kW
• TӕFÿӝ: nhân 2 sӕ hӃt 3 ms
• 1947: Transistor bán dүQÿѭӧc phát minh.
• 1954: Phát triӇn máy tính dùng Transistor
• 1957: Xuҩt hiӋn các ngôn ngӳ cҩp cao QKѭ FORTRAN, COBOL,…
Trang 5&+ѬѪ1*1: &Ѫ6Ӣ
KӺ THUҰT VI XӰ LÝ
• 1959: M ҥch tích hӧp (IC-,QWHJUDWHG&LUFXLW) ÿѭӧc phát minh: mӝt mҥFKÿѭӧc tә hӧp tӯ rҩt nhiӅu Tranzitor trên
m ӝt mҧnh silicon có kíFKWKѭӟc rҩt nhӓ.
• 1964: Máy tính tӯ mҥch tích hӧp ÿѭӧc IBM phát triӇn
• 1970: Phát triӇn mҥch tích hӧp cӥ lӟn (LSI – Large scale
- IC).
– SSI: mұWÿӝ vàLWUăPWUDQVLVWRUWUrQPӝt chip silicon.
– MSI: mұWÿӝ vài ngàn transistor trên mӝt chip silicon.
– LSI: m ұWÿӝ vài chөc ngàn transistor trên mӝt chip silicon
• 1971: Bҳt ÿҫu thӡi kǤ cӫa vi xӱ lý:
– B ӝ vi xӱ lý 4004 ÿҫu tiên do Intel chӃ tҥo Ĉk\ là loҥi vi xӱ lý 4 bit vӟi công nghӋ LSI.
L ӏch sӱ phát triӇn các vi xӱ lý (Intel)
Second generation of 80x86 processors:
new instructions, protected mode, support for 16MB of memory
16 1982
80286
Next generation of 80x86 processors Used mostly as embedded processor
8/16 1982
80188
Next generation of 80x86 processors Used mostly as embedded processor
16 1982
80186
8 bit (external) version of Intel 8086 CPU
8/16 1979
8088
First generation of Intel 80x86 processors 16
1978
8086
Enhanced version of Intel 8080 CPU
8 1976
8085
Successor to Intel 8008 CPU
8 1974
8080
First 8-bit microprocessor
8 1972
8008
Enhanced version of the Intel 4004 processor 4
1972
4040
First microprocessor
4 1971
4004
Trang 6&+ѬѪ1*1: &Ѫ6Ӣ
KӺ THUҰT VI XӰ LÝ
L ӏch sӱ phát triӇn các vi xӱ lý (Intel)
Low-cost microprocessor with integrated peripherals (never released)
32
Timna
Low-cost version of Pentium II, Pentium III and Pentium 4 processors
32 1998
Celeron
Sixth generation of x86 processors
32 1997
Pentium II
Fifth generation of x86 processors: superscalar architecture, MMX
32 1993
Pentium
Overdrive/Upgrade processors for Intel 80486 family
32 19??
80486
overdrive
Fourth generation of 80x86 processors:
integrated FPU, internal clock multiplier
32 1989
80486
Third generation of 80x86 processors: 32 bit architecture, new processor modes
32 1985
80386
Embedded 32-bit microprocessor based on Intel 80386
32 1989
80376
L ӏch sӱ phát triӇn các vi xӱ lý (Intel)
Embedded 32-bit microprocessor with integrated 3D graphics
32 1989
80860
High-performance version of Pentium 4 CPU
32, 64 200?
Xeon
Dual-core CPUs based on Pentium 4 architecture
64 2005
Pentium
Extreme
Edition
Dual-core CPUs based on Pentium 4 architecture
64 2005
Pentium D
Low-cost microprocessor specifically designed for mobile applications 32
2004
Celeron M
Low-cost version Pentium 4 desktop processors
32, 64 2004
Celeron D
Pentium microprocessor specifically designed for mobile applications 32
2003
Pentium M
New generation of Pentium processors
32, 64 2000
Pentium 4
Enhanced and faster version of Pentium II 32
1999
Pentium III
Trang 7&+ѬѪ1*1: &Ѫ6Ӣ
KӺ THUҰT VI XӰ LÝ
L ӏch sӱ phát triӇn các vi xӱ lý (Intel)
64-bit microprocessor
32, 64 2009
Core i5
64-bit microprocessor
32, 64 2008
Core i7
Ultra-low power microprocessor
32, 64 2008
Atom
64-bit low-cost microprocessor
64 2008
Celeron
Dual-Core
64-bit low-cost microprocessor
64 2007
Pentium
Dual-Core
64-bit microprocessor
64 2006
Core 2
32-bit dual-core microprocessor
32 2006
Core Duo
32-bit single-core microprocessor
32 2006
Core Solo
High-performance 64-bit microprocessor 64
2001
Itanium
M ӝt sӕ vi xӱOê,QWHOÿLӇn hình
• 4-bit microprocessor
• 740 KHz
• 4 KB program memory
• 640 bytes data memory
• 3-level deep stack
• No interrupts
• 16-pin DIP
Intel 4004 microprocessor family
Trang 8&+ѬѪ1*1: &Ѫ6Ӣ
KӺ THUҰT VI XӰ LÝ
M ӝt sӕ vi xӱOê,QWHOÿLӇn hình
• 8-bit microprocessor
• Up to 8 MHz
• 64 KB RAM
• Single voltage
• On-chip peripherals
• 256 I/O ports
• 8080 object-code compatible
• 40-pin DIP
44-pin PLCC
Intel 8085 microprocessor family
M ӝt sӕ vi xӱOê,QWHOÿLӇn hình
Intel 8085 microprocessor family
AMD AM8085A-2DC / C8085A-2
• 5 MHz
• 40-pin ceramic DIP
• Purple ceramic/gold top/gold pins
Trang 9&+ѬѪ1*1: &Ѫ6Ӣ
KӺ THUҰT VI XӰ LÝ
M ӝt sӕ vi xӱOê,QWHOÿLӇn hình
Intel 8085 microprocessor family
NEC8085 die