119

Mikroprocesory

^likroprocesor, zwany potocznie procesorem, określany jest również skrótem CPU f mg. Central Processing Unit — jednostka centralna, centralna jednostka obliczeniowa). Jednostkę centralną dla komputerów osobistych PC (mikrokomputerów) powin-| no określać się jednak mianem mikroprocesora, ponieważ nazwa procesor teoretycznie I zarezerwowana jest dla CPU montowanych w dużych komputerach przemysłowych, r Mikroprocesor odpowiedzialny jest za wykonywanie większości obliczeń systemo-I ^ych i operacji przetwarzania danych.

f W1971 r. firma Intel stworzyła pierwszy 4-bitowy mikroprocesor oznaczony symbo-| en 4004. Nie miał on zbyt dużych możliwości i w zasadzie był skutkiem ubocznym i t redukcji układów przeznaczonych dla kalkulatorów. Jednak mimo swoich ułomności pierwszy układ mikroprocesorowy firmy Intel zapoczątkował rozwój centralnych jed-n zostek obliczeniowych.

W tym rozdziale skupimy się na budowie mikroprocesora, omówimy także zasadę jego | działania i funkcje.

;_

iLl. Budowa mikroprocesora

Mikroprocesor to skomplikowany układ cyfrowy o wielkim stopniu integracji, wyko-l żujący operacje matematyczne i logiczne, zamknięty w szczelnej obudowie

| fizycznie mikroprocesor to krzemowa płytka (rysunek 6.1) zawierająca miliony tran->. zystorów, uzyskiwana podczas skomplikowanego procesu produkcyjnego przebiegają-| eego w kilku etapach:

1.    Wytopienie krzemu w piecach łukowych do postaci 1,5-metrowych prętów.

2.    Krzemowe pręty o średnicy 300 mm zostają pocięte na plastry (wafle) o grubości 1 mm za pomocą specjalnej piły diamentowej.

3.    Następnie dodaje się do krzemu domieszki w celu utworzenia materiału półprzewodnikowego będącego podłożem przyszłych podzespołów mikroprocesora.

4.    Struktura procesora tworzona jest w procesie fotolitografii. Wafel pokrywa się lakierem światłoczułym i naświetla światłem ultrafioletowym przez tzw. maskę. Dzięki masce, która jest aluminiową płytką z wyciętą strukturą procesora, emulsja