1 / 28

마이크로프로세서 구조 및 시스템 개요

마이크로프로세서 구조 및 시스템 개요. 한밭대학교 컴퓨터공학과 송명규. 목차. 1. CPU 전바적인 개념 및 각사별 특징 ( 인텔 제어용 CPU 중심 ) 2. ISP 프로그램 개념 3. Memory 종류 및 특징. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [1]. 1. 인텔 (Intel) 4 Bit CPU 종류 : 4004, 4040 발표 년도 : 1971 년 특징 : 최초의 마이크로 프로세서 적용제품 : 탁사용 전자 계산기용 8 Bit CPU

kapono
Télécharger la présentation

마이크로프로세서 구조 및 시스템 개요

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 마이크로프로세서 구조 및 시스템 개요 한밭대학교 컴퓨터공학과 송명규

  2. 목차 • 1. CPU 전바적인 개념 및 각사별 특징 (인텔 제어용 CPU 중심) • 2. ISP 프로그램 개념 • 3. Memory 종류 및 특징

  3. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [1] • 1. 인텔 (Intel) • 4 Bit CPU • 종류 : 4004, 4040 • 발표 년도 : 1971년 • 특징 : 최초의 마이크로 프로세서 • 적용제품 : 탁사용 전자 계산기용 • 8 Bit CPU • 특징 : 마이크로 컴퓨터의 기초가 됨 • 종류: i8008, i8080 • 적용제품 : 미니 컴퓨터에 적용 됨 • CISC 방식 • 종류: 8048 (MCS-48시리즈) • 발표 년도 : 1976년 • 특징 : 최초의 완칩 마이크로프로세서 • 적용제품 : IBM-PC 내부의 Key Data 처리, PC용 Key board • CISC 방식

  4. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [2] • 8 Bit CPU ==>> 인텔 (Intel) • 종류: 8051 (MCS-51 시리즈) • 발표 년도 : 1980년 • 특징 : 제어전용 완칩 마이크로 프로세서, 8048 코드호환 C-MOS 구조, 현재에도 필드에서 제어용으로 널리 사용됨 • 적용제품 : IBM-PC 내부의 Key Data 처리, PC용 Key board, 하드디스크 제어용, 화성 탐사 로봇에도 사용 됨 • CISC 방식 • 종류: MCS-151, MCS-251 시리즈 • 발표 년도 : 1990, 1994년 • 특징 : 제어전용 완칩 마이크로 프로세서 로서 8051의 성능향상 용 으로 수많은 타사 세컨드 소스 CPU가 많이 출시되었고 터보모드, PLL에 의한 X2모드, 처리속도 향상, 6분주도입, PCA (PWM), AD, USB, MP3, DAC, I2C, SPI, 프레시메모 리, EXT-RAM 내장(4K Byte), ISP 프로그램, EEP-ROM, CAN 통신, RF 기능 등 현재 필드에서 매우 많이 사용 됨 • CISC 방식

  5. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [3] • 16 Bit CPU ==>> 인텔 (Intel) • 종류 : 8086, 8088 • 특징 : 16 Bit 마이크로프로세서 로서 오늘날 IBM 호환기종 컴퓨터 의 기본 구조로 자리 잡음 - 8088은 내부는 16 Bit Data 구조나 외부는 8 Bit Data Bus 구조로 처리속도는 다소 떨어지나 주변 칩들과의 호환성 과 인터페이스 편리성을 도모하기 위한것으로 8086 보다 늦게 개발 됨 (저가용) • 적용제품 : 초기 IBM-PC XT 컴퓨터 • CISC 방식 • 종류: 80188, 80186 • 특징 : 완칩 마이크로프로세서로서 한때 제어용으로 사용되었다가 현재는 거의 사용되지 않고 AMD 사에서 이를 발전시켜 AMD188ES, AMD186ES CPU를 출시하여 제어용으로도 사용되고 있으며 우리나라 인공위성 제작에도 사용된걸로 알고 있으나 최근에는 사장되고 있음

  6. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [4] • 16 Bit CPU ==>> 인텔 (Intel) • 종류 : 8096 (MCS-96), 80C196KC (MCS-196) • 발표 년도 : 1982, 1988 년 • 특징 : 제어전용 완칩 마이크로프로세서, 사용자에 의해서 외부 Data Bus를 8 Bit, 16 Bit 구조로 선택할수 있음, 레지스터를 뱅크방식 개념으로 선택하여 같은 점유 어드레스로 서로 다른 레지스터를 선택 제어 할수 있음 현재에도 필드에서 많이 사용되고 있고, 특히 3상 인버터 제어용 및 마이크로 마우스 제어용 최적의 CPU로 평가 됨 - 최초로 ACC 개념를 모든 레지스터에 적용 시킴 - MCS-51 8051의 성능 향상 용 CPU • CISC 방식 • 종류 : 80296 • 발표 년도 : 1996 년 • 특징 : 제어용 완칩으로 80196 성능개선용으로 출시 되었으나 필드에서는 많이 사용되지 않고 있음 • CISC 방식

  7. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [5] • 32 Bit CPU ==>> 인텔 (Intel) • 종류 : 80960 • 특징 : 32 Bit 마이크로프로세서 로서 필드에서는 사용되지 않고 국방분야에 사용되고 있으며 특히F-14 전투기에 사용 됨 • 종류: SA110, SA1110, SA1111 • 특징 : ARM 7 구조로 일명 Strong ARM 으로 현재는 단종됨 - 이와 대적할수 있는 ARM CPU로 우리나라 삼성의 2410 이 있음 • RISC 방식 • 종류: PXA-255, PXA-277 • 특징 : 일명 Xscale ARM 으로 현재 주류를 이루고 있으며 필드에서 많이 사용되고 있음 - ARM 프로세서 중에서 속도가 가장 빠름 - 이와 대적할수 있는 ARM CPU로 삼성의 2440 이 있음 • RISC 방식

  8. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [6] • 2. MOS Technology • 8 Bit CPU • 종류 : 6502 • 특징 : 퍼스널컴퓨터의 효시인 애풀 컴퓨터에 사용 됨 • 적용제품 : 애풀 컴퓨터 • CISC 방식 • 3. 모토롤라 (Motorola) • 종류 : 6800, 6809, 68H05, 68HC11 • 특징 : 한때 필드에서 제어용으로 많이 사용 되었으나 현재는 많이 사용되지 않음, 본인 경험상으로는 인텔사는 성능은 좋으나 CPU가 조금 불안한 반면 모토롤라사는 성능도 좋고 CPU가 매우 안정적이고 제어용으로 신뢰성이 좋으나 개발환경 미약함 • CISC 방식 • 32 Bit CPU • 종류 : 68020, 68030, 68040 • 특징 : RISC방식 CPU로 애풀사의 맥켄토시용 CPU로 현재 사용되고 있음

  9. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [7] • 4. 마이크로 칩스 (Microchip) • 8 Bit CPU • 종류 : PIC 시리즈 (16C73, 16C74, 16F873, 16F877, 18F 시리즈) • 특징 : RISC CPU로써 완칩용 제어 전용으로 개발되어 필드에서 현재 많이 사용되고 있다. 특히 OTP타입이 지원되어 양산시 비용을 절약할수 있으며 타임투마켓에 의한 시장 흐름에 대응할수 있다. RISC CPU 개념을 일반화 시키는데 크게 기여했으며, 명 령어 수가 35개, 모든명령이 1워드(12-16비트)이며 1사 사이클에 동작, 파이프라인를 통한 고속동작, 레지스터 화 일 개념 도입, 내부RC발진회로 내장, EEPROM 또는 프레 쉬 ROM 지원한다. 본인 경험상은 프로그램 개발하기가 좀 불편하며 특히 인터럽트를 여러 개 사용시에 애기치 않은 동작를 하며 프로그램 개발시에 많 은 주의가 필요한 CPU이고 최근에는 이런사항들 때문에 필드에서 는 조금 사용를 기피하는 경향이 있다. • 16 Bit CPU ==>> DSPIC 시리즈 - 성능개선 형으로 내장된 기능이 좋고 실행속도가 빠르다. - 차후 본인도 이 디바이스를 사용 해볼려고 합니다.

  10. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [8] • 5. 자이로그 (zilog) • 8 Bit CPU • 종류 : Z-80 • 특징 : 제어용 마이컴의 원조이며 필드에서 한시대의 흐름를 평정 CPU로 지금은 사용하지 않는다. • 적용제품 : 삼보컴퓨터의 MAX 시리즈 컴퓨터 • CISC 방식 • 6. 아트멜사 (ATmel) • 8 Bit CPU • 종류 : 80C51, 89S52,T89C51CC01, T89C51AC2, ED2 시리즈 • 특징 : 프레쉬 메모리 기반의 8051 호환 기종으로 현재 필드에서 가 장 많이 사용되고 있으며 Z-80 교체 CPU로 한시대를 풍미한 CPU로 CPU에 프레쉬 메모리 와 내부 램를내장, ISP프로그램 방식등를 최초로 도입한 회사로 오늘날 CPU 개발환경과 발전 방향를 제시하는데 일조를 했음. 내장기능은 타이머/카운터, A/D, WDT, I2C, SPI, MP3, USB, EEPROM, CAN 등 완칩 임 - CISC 방식

  11. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [9] • 6. 아트멜사 (ATmel) • 8 Bit CPU • 종류 : AVR 시리즈 (Atmega8, 16, 32,64, 128) • 특징 : 프레쉬메모리 기반으로 내부램, ISP, JTAG, USART, A/D, I2C, SPI, EEP-ROM, WDT, Timer/Count, PWM, 아날로그컴프레 이터, RTC, INT, USB, LCD 등 최신 기술를 집약시킨 RISC CPU로서 최근에 가장 많이 사용되고 있는 CPU 이다. 본인 경험상 8051 시리즈를 100% 기능 보완하여 성능향상 시 킨 CPU로 속도는 8051에 비해 6-7배 정도 차이가 나는것 같음 최대 20 밉스로 동작 함 클리스탈 클럭과 1대1로 동작함 - RISC CPU • 아트멜사에는 AVR코아에 CPLD코아를 내장한 FPSLIC 이라는 디바이스도 존재하나 개발 환경이 나빠 국내에서는 거의 사용되지 않고 있음

  12. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [10] • 6. 아트멜사 (ATmel) • 32 Bit CPU • 종류 : ARM 7, ARM 9 시리즈 • 특징 : 제어용으로 최적이며 8 Bit CPU 대체용으로 펌웨어 레벨에서 바로 적용하여 사용할수 있으며 향후 8 Bit CPU를 대체할것으로 예상되 고, 최근 필드에서 많이들 쓰고 있으며 Bit 제어가 지원되고 있다. 본인은 현재 사용중에 있습니다. - RISC • 7. 기타 사 • 에스지 에스 톰슨사는 터보 8051 코아에 PLD 영역를 내장한 uPSD 시리즈 가 있으며 32 Bit ARM Core를 내장한 ARM7, ARM9 를 지원하는 CPU가 있으며 최근 사용량이 증가중에 있습니다. 8 Bit CPU를 별다른 어려움 없이 바로 ARM 프로세서 32 Bit 급으로 대체가 가능합니다. 본인은 현재 uPSD와 ARM CPU 를 사용 중 입니다 • RISC • TI 사는 32 bit 급 DSP 시리즈로 유명하며 주로 신호처리 분야에 많이 이용되며 음성 및 영상신호 처리, 디지털 필터 구현(FFT) 등에 사용되고 최근 듀얼코아 프로세서(ARM + DSP)인 OMAP 시리즈를 출시 하였다.

  13. 7. 기타 사 필립스 사는 ARM Core CPU 시리즈도 최근 관심이 집중되고 있으며 8051 대체용으로 펌웨어 레벨에서 바로 사용할수 있다. 본인 역시 사용를 검토 중 입니다. == >> RISC 기타사의 ARM 프로세서 들은 가격이 저렴하여 최근 8 Bit CPU 대 체용으로 하여 많이들 사용할려는 추세 입니다. 본인도 또한 실무 프로젝트에 사용할려고 검토중 이고 이 중에서 아트멜사와 필립스 사의 ARM CPU 는 현재 사용 및 공부중 입니다. 싸이프레스 사 의 PSD 시리즈는 8051 코아에 아날로그 불럭과 디지털 불럭를 두워 내부 내장된 기능들를 재배치가 가능하여 칩사용 및 전력효율를 극대화 했으며 LG 불랙폰에 사용하고 있습니다. 본인도 사용를 검토중에 있습니다. - FPGA 전문 업체인 액텔은 퓨전 시리즈라고해서 진정한 SOC 시리 즈가 출시 되는데 8051 및 ARM CORE에 CPLD/FPGA 영역에, 아날로그및 디지털 불럭 지원, 아날로그 먹스 등의 기능를 지원 합니다. 본인도 사용를 검토 중 입니다. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [11]

  14. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [12](각 회사별 CPU 정리)

  15. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [13](모토롤라 와 인텔 방식 의 비교)

  16. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [14]( RISC CPU 와 CISC CPU 비교 - 1 )

  17. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [15]( RISC CPU 와 CISC CPU 비교 - 2 )

  18. 1. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [16]( RISC CPU 와 CISC CPU 비교 - 3 )

  19. CPU 전반적인 개념 및 각사별 특징 [17]( 8 Bit CPU 처리속도 비교 )*** AVR 시리즈는 20 MIPS 임 ***

  20. 2. ISP (In-System Programming) [1] • 1. 개요 : CPU 내부에 부트로더와 프레쉬 롬이 내장되어 있어 타켓 보드 자체에서 사용자 프로그램을 프레쉬 롬에 직접 라이트가 가능 • 2. 장점 : 개발기간 단축 = 디버깅 시간 단축 CPU 재 사용으로 인한 비용감소 개발의 편리성 = 개발환경 개선 ROM 라이트 장비 불 필요 0x0000번지 부터 직접 실행 가능 • 3. 단점 : 큰 프로그램 일수록 다운로드 시간이 오래 걸림 별도의 ISP 포트 및 보드가 필요하다. = 가격은 저가 임 별도의 라이트 프로그램 필요 = 포니2000, 토스토프로그램, SPI • 4. 사용 PC 포트 - 병렬 프린터 포트 (기본사양) = AVR용 STK200,STK300 개발보드 - 시리얼 포트 = AVR용 STK500 개발보드 - USB 포트 = 라이트 속도가 제일 빠름 = 최근 제일 많이 사용 됨

  21. 2. ISP (In-System Programming) [2] • 5 사용방식 • 6. 검출신호 - 8051 : PSEN 신호가 Low 레벨 일경우 리셋시 적용 됨 - AVR : Power ON RESET 에 적용됨

  22. 2. ISP (In-System Programming) [3][ISP 회로도 1]

  23. 2. ISP (In-System Programming) [5][ISP 회로도 2]

  24. 2. ISP (In-System Programming) [6][ISP 회로도 3 = at89c51ac2, cc01, rd2, ed2, rb2 사용]

  25. 2. ISP (In-System Programming) [7][ISP 회로도 4 = AVR CPU 연결 부위]

  26. 2. ISP (In-System Programming) [8][ISP 회로도 5 = 8051 CPU 연결 부위]

  27. 3. Memory 종류 및 특징 [1]

  28. 3. Memory 종류 및 특징 [2]

More Related