Entegre Devre: Diğer adıyla IC (Integrated Circuits), mikrodevre, mikroçip, silikon çip, veya çip. İnce bir tabaka halindeki yarıiletken materyal üzerinde oluşturulmuş olan minyatür elektronik devredir. Genellikle yarıiletken ve pasif devre elemanlarından oluşur.
Mikroişlemci: Merkezi işlemci ünitesi (CPU) fonksiyonlarını tek bir entegre devre üzerinde toplayan programlanabilir sayısal elektronik bileşen olarak adlandırılır. 8-bit, 16-bit, 32-bit, ve 64-bit mikroişlemci: Tek bir seferde işlenebilen bit sayısını ifade eder. Programların çalıştırılabilmesi için harici bir hafızaya ihtiyaç duyabilir.
Mikrobilgisayar: CPU olarak bir mikroişlemci kullanan bir bilgisayar.
Mikrodenetleyici (veya MCU): Bir çipin üzerindeki bilgisayar. Kendine yetebilirlik ve maliyet düşüklüğüne önem veren bir mikroişlemci. Mikrodenetleyici ile mikroişlemci arasındaki tek fark: Mikroişlemcide sadece ALU, kontrol ünitesi ve register’lar bulunur. Mikrodenetleyicide ise ROM, RAM, harici üniteler (zamanlayıcı, Girdi/Çıktı portları ve benzeri) bulunur.
Mikroişlemci tabanlı bilgisayar sistemi
Mikroişlemci Temel Birimleri
Giriş / Çıkış (Input / Output) : Sayısal, analog ve özel fonksiyonlardan oluşur ve mikroişlemcinin dış dünya ile haberleşmesini sağlar.
Hafıza : RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM veya bunların herhangi bir birleşimi olabilir. Bu birim, program ve veri depolamak için kullanılır.
Osilatör : Veri ve komutların CPU ‘ya alınmasında, yürütülmesinde, kayıt edilmesinde, sonuçların hesaplanmasında ve çıktıların ilgili birimlere gönderilmesinde gerekli olan saat darbelerini üretmektir.
Zamanlama ve Denetim Birimi: Bu kısım sitemin tüm işleyişinden ve işlemin zamanında yapılmasından sorumlu olan birimdir. Bu birim bellekte program bölümünde bulunan komut kodunun alınıp getirilmesi, kodunun çözülmesi, ALU tarafından işlenip, sonucun alınıp belleğe yüklenmesi için gerekli olan denetim sinyalleri üretir.
İletişim yolları: Mikroişlemci mimarisine girmese de işlemciyle ayrılmaz bir parça oluşturan iletişim yolları kendi aralarında üçe ayrılır.
- Adres yolu (Address Bus);
- Veri yolu (Data Bus);
- Kontrol yolu
- Mikroişlemci
Mikroişlemciye aynı zamanda Merkezi İşlem Ünitesi (Central Processing Unit – CPU) de denilir. CPU, bilgisayar sistemini kontrol eden elemandır. CPU hafızayı ve girdi/çıktıları bus denilen bağlantılar sayesinde kontrol eder.
Bus: Girdi/çıktı veya hafıza ünitesini seçer, farklı bileşenler arasındaki veri akışlarını gerçekleştirir.
Hafıza ve Girdi/Çıktı üniteleri, hafızada bulunan ve mikroişlemci tarafından çalıştırılan komutlar sayesinde kontrol edilir.
Mikroişlemcinin üç temel işlevi bulunur:
- Kendisi ile hafıza ve girdi/çıktı sistemleri arasındaki veri akışını kontrol eder.
- Temel aritmetik ve mantık operasyonlarını gerçekleştirir.
- Temel karar mekanizmaları ile program akışını kontrol eder.
CPU, ALU (Aritmetik Mantık Ünitesi Arithmetic Logic Unit), registerlar ve kontrol ünitesi olmak üzere üç bileşenden oluşur.
ALU: Aritmetik ve mantık operasyonlarını gerçekleştirir. Ana hafızadan ve/veya registerlardan verileri alır ve sonuçların bu ünitelere yazılmasını sağlar. Mikroişlemci, bir sayının sıfır mı, pozitif mi vb. durumlarını kontrol eder. Bu durumları da göz önüne alarak oluşturulan program akışı sayesinde, sistem ile ilgili temel kararlar verilmesine olanak tanır.
Register: CPU’nun ikili sayıları hızlı okumaları ve yazmaları için özelleşmiş bölgeler. Veri veya adres değerlerini tutabilirler. Sayıları ve tipleri, CPU dizaynına bağlıdır. CPU ve girdi/çıktı alt sistemi tarafından kullanılabilirler. Flip-floplardan oluşan birimlerdir. Kaydediciler genel amaçlı ve özel amaçlı olmak üzere iki grupta incelenmektedir. Genel amaçlı registerlar grubuna A, B,C ve D registerları girer. Özel amaçlı registerlara örnek olarak ise; PC (Program Counter, Program Sayacı), anlık icra edilen komutun adresi bu kaydedicide tutulur. Örnek olarak SP (Stack Pointer- Yığın İşaretçisi) ve Flags (Bayraklar) verilebilir.
Kontrol Ünitesi: Mikroişlemcinin çalışmasını kontrol eden merkezi ünite.
Aşağıdaki işlemleri sırası ile gerçekleştirir:
- Fetch: Makine dili komutlarını hafızadan okur
- Decode: Komutları tanımlar
- Execute: Komutların karşılanmasını sağlar
Gerekli verileri registerlardan veya hafızadan alır. Gerekli işlemlerin yapılmasını sağlar.Sonuçları registerlara veya hafızaya yazar.
Hafıza: Aynı büyüklükteki (genellikle byte) verilerin tutulduğu sayısal bölgeler. Genellikle ardışık byte’lar word (2 byte) ve double word (4 byte) oluşturur. Hafızadaki her satırın ayrı bir adresi bulunur. 16-bit adres, 65,636 (64K) hafıza satırının tanımlanmasına olanak tanır. Hafızadan veri transferi read (okuma) operasyonudur. Hafızaya veri transferi write (yazma) operasyonudur.
Bus: Bilgisayar sisteminde bileşenleri bağlayan kablolar grubudur. Mikroişlemci, hafıza ve girdi/çıktı üniteleri arasındaki adres, veri ve kontrol bilgilerini transfer eder. Bazı cihazlar aynı ortak yolu kullanabilirler. Ancak bir zaman diliminde sadece bir tanesi veri yolunu kullanıyor olabilir.
- Address bus: CPU tarafından, halihazırdaki komutun gereksinim duyduğu okuma ve yazma operasyonlarının hangi adres ile ilişkili olduğu bilgisini iletmede kullanılır.
Data bus: Mikrobilgisayarın farklı parçaları arasındaki veri akışlarında kullanılır.
Data bus width (bit olarak): Mikrobilgisayar sistemindeki verilerin büyüklüğünü tanımlar.
Control bus: Mikrobilgisayar içerisindeki olayların kontrolünde ve senkronizasyonunda kullanılan sinyallerin iletiminde kullanılır.
Bir yanıt yazın