[Micro Process] 01. 마이크로프로세서 소개
2011. 3. 28. 15:01ㆍMicro Process
1. 마이크로프로세서 소개
1) 개요
▪ 마이크로프로세서는 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)를 단일 IC 칩에 집적시켜 만든 반도체 소자로서,
연산, 제어 및 기억 등의 처리기능을 갖는다.
▪ 마이크로프로세서는 1971년 인텔(Intel)사에 의해 세계 최초로 만들어졌으며, MPU(MicroProcessor
Unit)라고도 부른다.
▪ 마이크로프로세서중에서도 1개의 칩내에 CPU 기능은 물론 일정한 용량의 메모리와 입출력 인터
페이스 회로를 내장한 것을 특별히 마이크로컨트롤러(Micro Controller)라고 부른다.
▪ 마이크로컨트롤러는 MCU(MicroComputer Unit)로도 부른다.
▪ 마이크로컨트롤러는 기기제어용으로 많이 사용한다.
▪ 마이크로컨트롤러는 1개의 소자만으로 컴퓨터 기능을 수행하므로 원칩 마이크로컴퓨터(one- chip
microcomputer)라고도 부른다.
▪ 마이크로프로세서는 가정에서 사용하는 일반 가전제품에서부터, 사무용 기기, 그리고 공정제어 분
야, 군사용 무기에 사용되고 있다.
2) 마이크로프로세서의 역사
▪ 1971년 인텔에서 최초로 4비트를 처리할 수 있는 4004를 발표.
▪ 인텔에서 8비트 처리가 가능한 마이크로프로세서 8080을 발표한 이후로 대중적으로 사용됨.
▪ 1970년대 후반 16비트 마이크로프로세서가 등장.
인텔사의 8086, 모토롤라사의 68000 마이크로프로세서.
IBM PC와 매킨토시 마이크로컴퓨터에 채용됨.
▪ 인텔사는 32비트 마이크로프로세서인 80386, 80486을 발표.
모토롤라사는 32비트 마이크로프로세서인 68030, 68040을 발표.
▪ 현재는 64비트 마이크로프로세서가 널리 사용되고 있으며, 점점 더 소형화, 점점 더 고속화 되고
있음.
3) 마이크로프로세서의 사용에 따른 장점
▪ 소형경량화 된다.
시스템이 마이크로프로세서와 소수의 외부소자들로 간단히 구성되므로 크기와 무게가 현저히 줄
어들고 소비전력도 적어진다.
▪ 가격이 싸진다.
시스템이 단순화됨에 따라 부품비, 제작비, 개발비가 감소되고 개발기간도 단축된다.
▪ 신뢰성이 향상된다.
시스템이 단순화 되어 부품수가 적어지고 신뢰도가 높은 소자를 사용하므로 고장률이 감소하며
유지보수가 용이해진다.
▪ 융통성이 커진다.
하드웨어에 의존하는 부분을 소프트웨어로 처리할 수 있게 되므로 기능의 변경이나 확장에 보다
유연하게 대응할 수 있다.
2. 기억장치
1) RAM (Random Access Memory)
▪ 프로그램 실행중에 프로세서가 읽고 쓰는 데이터 혹은 명령을 보관하기 위해 사용하는 메모리이다.
▪ 휘발성이 있어 전원을 제거하면 내용이 사라진다.
2) ROM (Read Only Memory)
▪ 읽을 수만 있는 메모리로서, 변경하지 않는 프로그램을 보관하는데 사용한다.
▪ 전원을 제거하더라도 내용은 남아있다.
3. 마이크로프로세서의 외부구조
① 어드레스 버스
▪ 마이크로프로세서가 외부의 메모리나 입출력기기의 번지를 지정할 때 사용하는 단방향 버스.
▪ 어드레스 버스의 신호선의 수는 최대 사용가능한 메모리의 용량을 결정한다.
② 데이터 버스
▪ 마이크로프로세서에서 메모리 또는 출력장치로 데이터를 출력하거나, 반대로 메모리나 입력장치로
부터 데이터를 입력할 때 사용되는 데이터의 전송로로 사용하는 양방향 버스.
③ 제어버스
▪ 마이크로프로세서가 현재 수행중인 작업의 종류나 상태를 외부의 메모리나 입출력 기기에게 알려
주는 출력신호와 외부에서 마이크로프로세서에게 어떤 동작을 취하도록 요구하는 입력신호등으로
구성되는 단방향 버스.
4. 마이크로프로세서의 내부 구조
1) 연산부(ALU)
▪ 산술연산 및 논리연산을 수행하는 회로이다.
▪ 가산기와 곱셈기가 주요 구성요소이다.
2) 제어부
▪ 마이크로프로세서의 제어기능을 수행하는 회로이다.
▪ 명령을 주기억장치에서 인출하여 해독하고 이를 실행하기 위한 제어신호를 발생한다.
3) 레지스터부
▪ 메모리 기능을 수행한다.
▪ 범용 레지스터는 프로그래머가 데이터 보관용으로 사용한다.
▪ 시스템 레지스터는 마이크로프로세서가 내부의 특정한 용도로 사용한다.
학습정리
1. 마이크로프로세서 정의
- 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)를 단일 IC칩에 집적시켜 만든 반도체 소자.
- 연산, 제어 및 기억 등의 처리기능
2. 마이크로프로세서의 사용에 따른 장점
- 소형경량화 된다.
- 가격이 싸진다.
- 신뢰성이 향상된다.
- 융통성이 커진다.
3. 기억장치
- RAM : 읽고 쓸 수 있는 메모리. 휘발성이 있다.
- ROM : 읽기만 할 수 있는 메모리.
4. 마이크로프로세서의 외부구조
- 어드레스 버스
- 데이터 버스
- 제어버스
5. 마이크로프로세서의 내부 구조
- 연산부(ALU)
- 제어부
- 레지스터부
1) 개요
▪ 마이크로프로세서는 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)를 단일 IC 칩에 집적시켜 만든 반도체 소자로서,
연산, 제어 및 기억 등의 처리기능을 갖는다.
▪ 마이크로프로세서는 1971년 인텔(Intel)사에 의해 세계 최초로 만들어졌으며, MPU(MicroProcessor
Unit)라고도 부른다.
▪ 마이크로프로세서중에서도 1개의 칩내에 CPU 기능은 물론 일정한 용량의 메모리와 입출력 인터
페이스 회로를 내장한 것을 특별히 마이크로컨트롤러(Micro Controller)라고 부른다.
▪ 마이크로컨트롤러는 MCU(MicroComputer Unit)로도 부른다.
▪ 마이크로컨트롤러는 기기제어용으로 많이 사용한다.
▪ 마이크로컨트롤러는 1개의 소자만으로 컴퓨터 기능을 수행하므로 원칩 마이크로컴퓨터(one- chip
microcomputer)라고도 부른다.
▪ 마이크로프로세서는 가정에서 사용하는 일반 가전제품에서부터, 사무용 기기, 그리고 공정제어 분
야, 군사용 무기에 사용되고 있다.
2) 마이크로프로세서의 역사
▪ 1971년 인텔에서 최초로 4비트를 처리할 수 있는 4004를 발표.
▪ 인텔에서 8비트 처리가 가능한 마이크로프로세서 8080을 발표한 이후로 대중적으로 사용됨.
▪ 1970년대 후반 16비트 마이크로프로세서가 등장.
인텔사의 8086, 모토롤라사의 68000 마이크로프로세서.
IBM PC와 매킨토시 마이크로컴퓨터에 채용됨.
▪ 인텔사는 32비트 마이크로프로세서인 80386, 80486을 발표.
모토롤라사는 32비트 마이크로프로세서인 68030, 68040을 발표.
▪ 현재는 64비트 마이크로프로세서가 널리 사용되고 있으며, 점점 더 소형화, 점점 더 고속화 되고
있음.
3) 마이크로프로세서의 사용에 따른 장점
▪ 소형경량화 된다.
시스템이 마이크로프로세서와 소수의 외부소자들로 간단히 구성되므로 크기와 무게가 현저히 줄
어들고 소비전력도 적어진다.
▪ 가격이 싸진다.
시스템이 단순화됨에 따라 부품비, 제작비, 개발비가 감소되고 개발기간도 단축된다.
▪ 신뢰성이 향상된다.
시스템이 단순화 되어 부품수가 적어지고 신뢰도가 높은 소자를 사용하므로 고장률이 감소하며
유지보수가 용이해진다.
▪ 융통성이 커진다.
하드웨어에 의존하는 부분을 소프트웨어로 처리할 수 있게 되므로 기능의 변경이나 확장에 보다
유연하게 대응할 수 있다.
2. 기억장치
1) RAM (Random Access Memory)
▪ 프로그램 실행중에 프로세서가 읽고 쓰는 데이터 혹은 명령을 보관하기 위해 사용하는 메모리이다.
▪ 휘발성이 있어 전원을 제거하면 내용이 사라진다.
2) ROM (Read Only Memory)
▪ 읽을 수만 있는 메모리로서, 변경하지 않는 프로그램을 보관하는데 사용한다.
▪ 전원을 제거하더라도 내용은 남아있다.
3. 마이크로프로세서의 외부구조
① 어드레스 버스
▪ 마이크로프로세서가 외부의 메모리나 입출력기기의 번지를 지정할 때 사용하는 단방향 버스.
▪ 어드레스 버스의 신호선의 수는 최대 사용가능한 메모리의 용량을 결정한다.
② 데이터 버스
▪ 마이크로프로세서에서 메모리 또는 출력장치로 데이터를 출력하거나, 반대로 메모리나 입력장치로
부터 데이터를 입력할 때 사용되는 데이터의 전송로로 사용하는 양방향 버스.
③ 제어버스
▪ 마이크로프로세서가 현재 수행중인 작업의 종류나 상태를 외부의 메모리나 입출력 기기에게 알려
주는 출력신호와 외부에서 마이크로프로세서에게 어떤 동작을 취하도록 요구하는 입력신호등으로
구성되는 단방향 버스.
4. 마이크로프로세서의 내부 구조
1) 연산부(ALU)
▪ 산술연산 및 논리연산을 수행하는 회로이다.
▪ 가산기와 곱셈기가 주요 구성요소이다.
2) 제어부
▪ 마이크로프로세서의 제어기능을 수행하는 회로이다.
▪ 명령을 주기억장치에서 인출하여 해독하고 이를 실행하기 위한 제어신호를 발생한다.
3) 레지스터부
▪ 메모리 기능을 수행한다.
▪ 범용 레지스터는 프로그래머가 데이터 보관용으로 사용한다.
▪ 시스템 레지스터는 마이크로프로세서가 내부의 특정한 용도로 사용한다.
학습정리
1. 마이크로프로세서 정의
- 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)를 단일 IC칩에 집적시켜 만든 반도체 소자.
- 연산, 제어 및 기억 등의 처리기능
2. 마이크로프로세서의 사용에 따른 장점
- 소형경량화 된다.
- 가격이 싸진다.
- 신뢰성이 향상된다.
- 융통성이 커진다.
3. 기억장치
- RAM : 읽고 쓸 수 있는 메모리. 휘발성이 있다.
- ROM : 읽기만 할 수 있는 메모리.
4. 마이크로프로세서의 외부구조
- 어드레스 버스
- 데이터 버스
- 제어버스
5. 마이크로프로세서의 내부 구조
- 연산부(ALU)
- 제어부
- 레지스터부