تاریخچه ی میکرو پرسوسور و کاربرد

مقدمه:
تغییر سیستم‌های مکانیکی و برقی به سیستم‌های الکترونیکی در بیشتر تکنولوژی‌های عمده، سیستم‌های الکترونیکی جایگزین بخش‌های مکانیکی شده و از آن پیش افتاده‌اند. سیستم تلفن در اصل مجموعه‌ای از اجزای مکانیکی (یعنی سیستم شماره‌گیر) بود که در آن حرکت فیزیکی به علائم الکتریکی تبدیل می‌شد. با وجود این، امروزه تلفن تماماً الکترونیکی است ؛ امروزه چاپ الکترونیکی شده است. تلویزیون، کامپیوتر و بسیاری از ابزارهای دیگر نیز که در زندگی روزمره از آن استفاده می‌کنیم همین گونه‌اند. سیستم‌های الکترونیکی مسلماً یک سره بر تکنولوژی فکری متکی هستند زیرا محاسبات ریاضی و نوشتن نرم‌افزار و برنامه‌ها کارکرد آنها را ممکن می‌گرداند.
یکی از برجسته‌ترین تغییرات، کوچک شدن وسایلی است که هادی برق هستند یا تکانه‌های برقی را منتقل می‌کنند. وسایل اولیه مانند لامپ‌های خلاء که در رادیوهای قدیمی دیده می‌شود حدود 5 تا 10 سانتی‌متر ارتفاع داشتند. اختراع ترانزیستور تغییری شگرف را به دنبال داشت: توانایی تولید وسایل میکروالکترونیک با صدها کارکرد از جمله کنترل، تنظیم، هدایت و حافظه که میکروپرسسورها به اجرا درمی‌آورند. در آغاز هر تراشه 4 کیلو بایت حافظه داشت که بعدها به 8، 16، 32، 64 کیلو بایت افزایش یافت و امروزه سازندگان میکروپروسسور تراشه‌هایی تولید می‌کنند که ظرفیت ذخیره‌سازی آنها چندین مگابایت یا حتی گیگا (میلیارد) بایت است.
امروزه یک تراشه‌ی ریز سیلیکنی(میکروپروسسور) حاوی مدارهای الکترونیکی دارای صدها هزار ترانزیستور و همه‌ی اتصالات لازم و بهای آن فقط چند دلار است. مداربندی روی این تراشه می‌تواند خود میکروکامپیوتری باشد با ظرفیت پردازش ورودی / خروجی و حافظه‌ی دستیابی تصادفی و... .
اولین میکروپروسسور:
میکروپروسسور: پس از پیدایش الکترونیک دیجیتال و جنبه های جذاب و ساده طراحیهای دیجیتال و کاربردهای فراوان این نوآوری، با تکنولوژیهای SSI , MSI ، ادوات الکترونیک دیجیتال، مانند قطعات منطقی به بازار ارائه شد. شرکت تگزاس اولین میکروپروسسور 4 بیتی را با فن آوری 2SI طراحی و عرضه نمود که بعنوان بخش اصلی ماشین حساب مورد استفاده قرار گرفت و این گام اول در پیدایش و ظهور میکروپروسسورها بود.
BIOSوکاربرد میکروپرسسوردر کامپیوتر:
یکى از متداول ترین کاربردهاى Flash memory در سیستم ابتدایى ورودى ‎/ خروجى (basic input/output system) کامپیوتر است که معمولاً به BIOS شناخته مى شود. وظیفه BIOS که تقریباً روى هر کامپیوترى وجود دارد،آن است که مطمئن شود تمام قطعات و اجزاى افزارى یک کامپیوتر در کنار یکدیگر به درستى کار مى کنند . هر کامپیوترى در قلب خود براى پردازش درست اطلاعات شامل یک میکروپروسسور است . میکروپروسسور قسمت سخت افزارى کار است. براى انجام درست کار ، به نرم افزار نیز احتیاج است. هر کاربرى با دو نوع نرم افزار آشنا است:سیستم عامل و نرم افزارهاى کاربردى. BIOS نوع سوم نرم افزارى است که کامپیوتر شما براى
اجراى درست به آن نیازمند است.
BIOS چه کارى انجام مى دهد: نرم افزار BIOS مجموعه اى از وظایف مختلف را بر عهده دارد، ولى مهم ترین آنها اجراى سیستم عامل است. وقتى یک کامپیوتر روشن مى شود، میکروپروسسور سعى مى کند اولین دستورات را اجرا کند. ولى نکته در این است که این دستورات باید از جایى به میکروپروسسور اعلام شود. گرچه سیستم عامل روى هارد وجود دارد، ولى میکروپروسسور نمى داند اطلاعات در آنجاست. BIOS دستورات اولیه را براى این دسترسى به میکروپروسسور اعلام مى کند.
کاربرد میکروپروسسوردرانواع کارتهای هوشمند :
کارتهای هوشمند ((DRAC|TRAMSکارتهایی هستند که از یک قسمت پلاستیکی تشکیل گردیده اند که در داخل آنها یک چیپ میکروپروسسور ( PIHCROSSECORPORCIM) قرار دارد و اطلاعات لازم روی این چیپها قرار می گیرند. میزان و تنوع اطلاعاتی که در کارت ذخیره می گردد، به توانایی چیپ داخل آن بستگی دارد.
انواع مختلف کارتهای هوشمند که امروزه استفاده می شود، کارتهای تماسی ، بدون تماسی و کارتهای ترکیبی هستند.
کارتهای هوشمند تماسی بایستی در داخل یک کارت خوان قرار داده شوند. این کارتها یک محل تماس روی صفحه دارند که تماسهای الکترونیکی را برای خواندن ونوشتن روی چیپ میکروپروسسور )زمانی که در داخل کارت خوان قرار دارد(، فراهم می آورد. نمونه این کارتها در زندگی روزمره بسیار به چشم می خورد.
کارتهای بدون تماس ، یک آنتن سیم پیچی درون خود دارا هستند که همانند چیپ میکروپروسسور درداخل کارت ، گنجانده شده است . این آنتن درونی اجازه انجام ارتباطات و ردوبدل کردن اطلاعات را فراهم می آورد. برای چنین ارتباطی ، بایستی علاوه بر اینکه زمان ارتباطکاهش یابد، راحتی نیز افزایش پیدا کند..
کارتهای ترکیبی ، به عنوان هم کارتهای تماسی و هم کارتهای بدون تماس عمل می کنند و در حقیقت داخل این نوع کارتها هم چیپ الکترونیکی و هم آنتن وجود دارد وچنانچه کارت خوان وجود داشته باشد از کارت خوان می توان استفاده کرد و چنانچه وجود نداشته باشد، از آنتن کارت می توان ارتباط را برقرار کرد.
شاید این سوال پیش آید که چرا از کارتهای هوشمند )کارتهای حافظه دار( به جای کارتهای مغناطیسی استفاده می شود؟
پاسخ این است که ذخیره سازی اطلاعات در کارتهای هوشمند و میکروپروسسور دارهزار مرتبه بیشتر ازکارتهای مغناطیسی است . مزیت دیگر اینکه این کارتها از سرعت ذخیره سازی بالا ومکانیسم های ایمنی قویتری برخوردارند.
میکروپروسسور درکنترل فرکانس :
520B یک دستگاه فرکانس متوسط است که بوسیله میکروپروسسور کنترل می شود، دارای نمایشگر LCD یا (Liquid Crystal Display و دو خروجی می باشد.
کنترل های تاچ سوییچ و نمایشگر LCD این امکان را به استفاده کننده می دهد که با سرعت و دقت پارامترها را انتخاب کرده و بر روی نمایشگر LCD به وضوح مشاهده نماید. تراپیست به سرعت با کنترل ها آشنا شده و از سهولت استفاده در درمانهای کلینیکی لذت خواهد برد.
خصوصیات منحصر به فرد :
520B مانند هر دستگاه اینترفرنشیال می تواند به صورت دو الکترودی، چهار الکترودی، چهار الکترودی با سیستم وکتوراسکن مورد استفاده قرار گیردوآن به خاطر کنترل آن به وسیکه ی میکروپروسسور است. اما آنچه این دستگاه را متمایز می سازد جریان های کاملاً اختصاصی است.
میکرو پروسسور در دستگاههای کارت خوان :
این سیستم با استفاده از کارت-بلیت هوشمند بدون تماس قادر به ثبت اعتبار مالى و دیگر اطلاعات دارنده کارت مى‌باشد. و موارد استفاده ی آنها در این مکانهایی است .
• مترو،• اتوبوسرانى،• عوارض اتوبان
• تعاونى فرهنگیان،• تسهیلات رفاهى و بُن کارمندى
• مراکز تفریحى و باشگاههاى ورزشى
• شناسنامه پزشکى بیمار
• سلف سرویس دانشگاهها و ادارات
• پارکینگها
• کارت تلفن،• پارکومتر،• جایگاههاى سوختگیرى
مشخصات سخت‌افزاری دستگاه:
• میکروپروسسور: 16 بیت
• پردازنده رمزنگار کمکى
• ارتقاء خودکار نرم‌• افزارى با فلاش بایوس (منحصر بفرد در ایران)
• حافظه: 512Kb اصلى و 512Kb براى Bios
• بازسازى هوشمند اطلاعات کارت
• سازگارى ساختار کارت با استاندارد بین‌• المللى
• ذخیره‌• سازى دوگانه اطلاعات براى بازیافت اضطرارى
• رابط: RS232, RS422 و مودم ‏(RS485 بنا به سفارش)
• پورت چاپگر
• مجهز به UPS داخلى جهت کار هنگام قطع برق
• باترى پشتیبان براى نگهدارى اطلاعات
• 2 رله براى کنترل چراغ سبز و قرمز (و آژیر)
• نمایشگر با کیفیت‌• FSTN داراى لامپ‌• پس‌• زمینه‌•
• امکانات جانبی: اتصال به راه‌• بند،• نمایشگر بزرگ بیرونى،• صفحه‌• کلید بیرونى
مشخصات کارت:
• چیپ MIFARE
• ابعاد: ISO 7816
• حافظه: 1024 بایت ‎(*8 BIT) EEPROM
• عمر خدماتى چیپ: 100000 بار نوشتن،• 10 سال حفظ اطلاعات
منبع:
microtak
www.microom.co.sr

اینم یه دیده دیگه از ریز پردازنده ها

ريزپردازنده پتانسيل هاي لازم براي انجام محاسبات و عمليات مورد نظر يك رايانه را فراهم مي سازد. در واقع ريزپردازنده از لحاظ فيزيكي يك تراشه است. اولين ريزپردازنده در سال ۱۹۷۱ با نام Intel ۴۰۰۴ به بازار عرضه شد. اين ريزپردازنده قدرت زيادي نداشت و تنها قادر به انجام عمليات جمع و تفريق ۴ بيتي بود. تنها نكته مثبت اين پردازنده استفاده از يك تراشه بود، زيرا تا قبل از آن از چندين تراشه براي توليد رايانه استفاده مي شد. اولين نوع ريزپردازنده كه بر روي كامپيوتر خانگي نصب شد. ۸۰۸۰ بود. اين پردازنده ۸ بيتي بود و بر روي يك تراشه قرار داشت و در سال ۱۹۷۴ به بازار عرضه گرديد. پس از آن پردازنده اي كه تحول عظيمي در دنياي رايانه بوجود آورد ۸۰۸۸ بود. اين پردازنده در سال ۱۹۷۹ توسط شركت IBM طراحي و در سال ۱۹۸۲ عرضه گرديد. بدين صورت توليد ريزپردازنده ها توسط شركت هاي توليدكننده به سرعت رشد يافت و به مدل هاي ۸۰۲۸۶، ۸۰۳۸۶، ۸۰۴۸۶، پنتيوم ۲، پنتيوم ۳، پنتيوم ۴ منتهي شد.
اين پردازنده ها توسط شركت intel و ساير شركت ها طراحي و به بازار عرضه شد. طبيعتاً پنتيوم هاي ۴ جديد در مقايسه با پردازنده ۸۰۸۸ بسيار قوي تر مي باشند زيرا كه از نظر سرعت به ميزان ۵۰۰۰ بار عمليات را سريعتر انجام مي دهند. جديدترين پردازنده ها اگر چه سريعتر هستند گران تر هم مي باشند. كارآيي رايانه ها بوسيله پردازنده آن شناخته مي شود. ولي اين كيفيت فقط سرعت پروسسور را نشان مي دهد نه كارآيي كل رايانه را. به طور مثال اگر يك رايانه در حال اجراي چند نرم افزار حجيم و سنگين است و پروسسور پنتيوم ۴ آن ۲۴۰۰ كيگاهرتز است، ممكن است اطلاعات را خيلي سريع پردازش كند. اما اين سرعت بستگي به هاردديسك نيز دارد. يعني اين كه پروسسور جهت انتقال اطلاعات زمان زيادي را در انتظار مي گذراند.
پروسسورهاي امروزي ساخت شركت Intel، پنتيوم ۴ و سلرون هستند. پروسسورها با سرعت هاي مختلفي برحسب گيگاهرتز (معادل يك ميليارد هرتز با يك ميليارد سيكل در ثانيه است) براي پنتيوم ۴ از ۴/۱ گيگاهرتز تا ۵۳/۲ متغير است و براي پروسسور سرعت از ۸۵/۰ گيگاهرتز تا ۸/۱ گيگاهرتز است. يك سلرون همه كارهايي را كه يك پنتيوم ۴ انجام مي دهد را مي تواند انجام دهد اما نه به آن سرعت.
پردازنده دو عمل مهم انجام مي دهد:
۱- كنترل تمام محاسبات و عمليات
۲- كنترل قسمت هاي مختلف
پردازنده در رايانه هاي شخصي به شكل يك قطعه نسبتاً تخت و كوچك به اندازه ۸ يا ۱۰ سانتي متر مربع كه نوعي ماده، مانند پلاستيك يا سراميك روي آن را پوشانده است تشكيل شده در واقع فرآيند بوجود آمدن اين مغز الكترونيكي به اين گونه مي باشد كه از سيليكان به علت خصوصيات خاصي كه دارد جهت ايجاد تراشه استفاده مي شود. بدين گونه كه آن را به صورت ورقه هاي بسيار نازك و ظريف برش مي دهند و اين تراشه ها را در درون مخلوطي از گاز حرارت مي دهند تا گازها با آنها تركيب شوند و بدين صورت طبق اين فرآيند شيميايي سيليكان كه از جنس ماسه مي باشد به فلز و بلور تبديل مي شود كه امكان ضبط و پردازش اطلاعات را در بردارد. اين قطعه كار ميليونها ترانزيستور را انجام مي دهد.
پردازنده وظايف اصلي زير را براي رايانه انجام مي دهد:
۱- دريافت داده ها از دستگاه هاي ورودي
۲- انجام عمليات و محاسبات و كنترل و نظارت بر آنها
۳- ارسال نتايج عمليات با دستگاه هاي خروجي
پردازنده مانند قلب رايانه است و از طريق كابلهاي موجود با واحدهاي ديگر مرتبط مي شوند.
در واقع از نظر فني عملكرد پردازنده با دو ويژگي تعيين مي شود:
۱- طول كليد- تعداد بيت هايي كه يك پردازنده در هر لحظه پردازش مي كند و طول اين كلمات معمولاً ۴ و ۸ و ۱۶ و ۳۲ و يا ۶۴ بيتي مي باشد.
۲- تعداد ضربان الكترونيكي كه در يك ثانيه توليد شده است و با واحد مگاهرتز سنجيده مي شود.
محل قرارگيري پردازنده ها بر روي مادربرد مي باشد. بنابراين بايستي هماهنگي لازم بين مادربرد و پردازنده وجود داشته باشد. اين هماهنگي باعث بالا رفتن عمليات رايانه مي شود. در غير اين صورت نتيجه خوبي بدست نمي آيد.
نكته: بر روي پردازنده حروف و ارقامي ديده مي شود كه در واقع نشان دهنده شماره سريال ها ،سرعت، ولتاژ، مدل، نسل و نام سازنده آن مي باشد. با توجه به نوع دستورالعمل ها يك ريزپردازنده با استفاده از واحد منطبق و حساب خود (ALU) قادر به انجام عمليات محاسباتي مانند جمع و تفريق و ضرب و تقسيم است. البته پردازنده هاي جديد اختصاصي براي انجام عمليات مربوط به اعداد اعشاري نيز مي باشند. ريزپردازنده قادر به انتقال داده ها از يك محل حافظه به محل ديگر مي باشند و مي توانند تصميم گيري نمايند و از يك محل به محل ديگر پرش داشته باشد تا دستورالعمل هاي مربوط به تصميم اتخاذ شده را انجام دهد.