タグ付けされた質問 「microprocessor」

マイクロプロセッサは、デジタル信号の形で情報を生成する集積回路です。組み込みシステムを制御するために多くの追加デバイスを組み込んだマイクロコントローラーと混同しないでください。


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256ビットまたは512ビットのマイクロプロセッサがないのはなぜですか?
8ビットマイクロプロセッサでは、そのデータバスは8本のデータラインで構成されています。16ビットマイクロプロセッサでは、そのデータバスは16本のデータラインなどで構成されます。 256ビットマイクロプロセッサも512ビットマイクロプロセッサもないのはなぜですか?データラインの数を単純に増やして256ビットマイクロプロセッサまたは512ビットマイクロプロセッサを作成しないのはなぜですか。 256ビットマイクロプロセッサまたは512ビットマイクロプロセッサの作成を妨げる障害は何ですか?

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CPUは、電源とROMのみで機能し、RAMとして内部キャッシュのみを使用できますか?
オンチップキャッシュRAMを搭載したCPU(Intel i3 / i5 / i7 / Xeonなど)は、外部メモリバンクを接続せずに、それを唯一の機能RAMとして使用できますか? または必要があり、外部RAMがあること、およびキャッシュがアクセスまたは単独で使用することはできませんか? 最近のデスクトップ/サーバーCPUは、多くの場合、1990年代の多くのコンピューターがシステムメモリ全体に搭載していたよりも多くの内部キャッシュRAMを備えているため、単純なコードを実行するのに十分な容量が必要です。 6502などのキャッシュが存在する前のCPUは、内部CPU RAMがアドレスカウンターとアキュムレータ用に数バイトしかなかったため、何もできません。 これは、現代のオペレーティングシステムを実行する問題ではなく、カスタムROMにプログラムされた単純なコードを実行するか、16進入力キーパッドを使用して手入力することです。

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最初のマイクロプロセッサはどのようにプログラムされましたか?
これは、オペレーティングシステムを記述している場合、何を記述しているのかということです。1980年からマイクロプロセッサの基礎の本を読んでいるときにこれを尋ねると、この質問が頭に浮かびました。 最初のマイクロプロセッサチップはどのようにプログラムされましたか? 答えは明らかかもしれませんが、それは私を悩ませています。

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トランジスタが増えると処理能力が増えるのはなぜですか?
ウィキペディアによると、処理能力はムーアの法則と強く関連しています。 http://en.wikipedia.org/wiki/Moore's_law 集積回路に安価に配置できるトランジスタの数は、約2年ごとに2倍になりました。この傾向は半世紀以上にわたって続いており、2015年以降まで停止することはないと思われます。多くのデジタル電子機器の機能は、処理速度、メモリ容量、センサー、さらにはデジタルカメラのピクセルの数とサイズでさえ、ムーアの法則と密接に関連しています。これらはすべて(おおよそ)指数関数的に改善されています。 コンピューターアーキテクチャのバックグラウンドを持っている人として、CPUにトランジスタを追加すると、最終的には命令がほぼ順番に読み取られ/実行されるため、CPUの消費電力が増加する理由がわかりません。誰が私が欠けている部分を説明できますか?

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CPUはどのようにしてサイクルごとに複数の命令を配信できますか?
ウィキペディアの1秒あたりの手順では、i7 3630QMが3.2 GHzの周波数で最大110,000 MIPSを提供すると述べています。(110 / 3.2命令)/ 4コア=コアあたりサイクルあたり〜8.6命令ですか?!単一のコアがサイクルごとに複数の命令を提供するにはどうすればよいですか? 私の理解では、パイプラインはクロックごとに1つの結果のみを配信できるはずです。 これらは私の考えです: 内部周波数は実際には3.2 GHzよりも高い CPUの一部は非同期で、私のような謙虚な人間には理解できない コアごとに複数の同時パイプラインがあります パイプラインは1クロックあたりの結果以上を提供でき、命令はパイプラインステージをスキップでき、複数のプリフェッチャーが対応できます 私は何かが欠けています

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HDLでのCPUの読みやすく教育的な実装
VHDLまたはVerilogでのCPUの読みやすく教育的な実装を推奨できますか?できれば十分に文書化されたもの。 PS私は私が見ることができることを知っていますopencoresが、私は特に人々が実際に見て、面白いと思うものに興味があります。 PS2。不機嫌なタグについては申し訳ありませんが、新しいユーザーとして新しいタグを作成することはできません


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組み込みプログラムが終了するとどうなりますか?
実行が最終returnステートメントに達すると、組み込みプロセッサで何が起こるかすべてがそのままフリーズします。電力消費など、1つの長い永遠のNOPが空にありますか?またはNOPは継続的に実行されますか、それともプロセッサは完全にシャットダウンしますか? 私が尋ねる理由の一部は、実行を終了する前にプロセッサの電源を切る必要があるのか​​、それとも前に電源を切った場合にどのように実行を終了するのか疑問に思っていますか?

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マイクロコントローラーが予期せずリセットする原因は何ですか?
マイクロプロセッサで制御されたシステムで特にイライラするバグの1つは、マイクロプロセッサが予期せずリセットすることです。この種の問題をデバッグするための重要なツールは、考えられる原因のリストです。マイクロコントローラーが予期せずリセットする原因は何ですか?

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マイクロコントローラなどの比較的単純なデバイスがCPUよりもはるかに遅いのはなぜですか?
同じ数のパイプラインステージと同じ製造ノード(たとえば65 nm)と同じ電圧を考えると、単純なデバイスはより複雑なデバイスよりも高速に動作するはずです。また、複数のパイプラインステージを1つにマージすると、ステージの数よりも大きな要因で速度が低下することはありません。 次に、2.8 GHzで14パイプラインステージを実行する5年前のCPUを使用します。ステージをマージするとします。それは200 MHz以下に遅くなります。電圧を上げて、ワードあたりのビット数を減らします。それは実際に物事をスピードアップするでしょう。 そのため、AVLなどの現在製造されている多くのマイクロコントローラーが極度の速度(5 Vで20 MHzなど)で動作する理由を理解できませんが、数年前に製造されたはるかに複雑なCPUは150倍または10倍高速で実行できました1.2 V-ishで、すべてのパイプラインステージを1つにロールする場合。最も粗い封筒の計算によれば、マイクロコントローラは、たとえ時代遅れの境界技術を使用して製造されたとしても、供給される電圧の4分の1で少なくとも10倍速く動作するはずです。 したがって、質問:マイクロコントローラのクロック速度が遅い理由は何ですか?

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シリアルプロトコルの区切り/同期技術
非同期シリアル通信は今日でも電子機器に広く普及しているため、私たちの多くはそのような質問に時々出くわしたと思います。電子デバイスDと、PCシリアル回線(RS-232または同様のもの)で接続され、継続的に情報を交換する必要があるコンピューターを検討してください。すなわち、PCそれぞれコマンドフレームを送信しており、それぞれステータスレポート/テレメトリーフレームで応答しています(レポートはリクエストへの応答として、または独立して送信できます-ここでは実際には関係ありません)。通信フレームには、任意のバイナリデータを含めることができます。通信フレームが固定長パケットであると仮定します。X msDY ms 問題: プロトコルは継続的であるため、受信側は同期を失ったり、進行中の送信フレームの途中で「結合」したりする可能性があるため、フレームの開始(SOF)がどこにあるかはわかりません。Aデータは、SOFに対する相対的な位置に基づいて異なる意味を持ち、受信したデータは破損する可能性があり、永久に破損する可能性があります。 必要なソリューション 短い回復時間でSOFを検出するための信頼性の高い区切り/同期スキーム(つまり、再同期に1フレーム以上かかることはありません)。 私が知っている(そして使用している)既存のテクニック: 1)ヘッダー/チェックサム -事前定義されたバイト値としてのSOF。フレームの最後のチェックサム。 長所:シンプル。 短所:信頼できません。不明な回復時間。 2)バイトスタッフィング: 長所:信頼性が高く高速な回復で、どのハードウェアでも使用可能 短所:固定サイズのフレームベースの通信には適していません 3)9番目のビットマーキング -各バイトに追加ビットを追加します。SOFでマークされたSOF 1とデータバイトには次のマークが付けられ0ます。 長所:信頼性が高く、高速な回復 短所:ハードウェアサポートが必要です。ほとんどのPCハードウェアおよびソフトウェアでは直接サポートされていません。 4)8番目のビットマーキング -上記の一種のエミュレーション。9番目ではなく8番目のビットを使用し、各データワードに7ビットのみを残します。 長所:信頼性の高い高速リカバリは、どのハードウェアでも使用できます。 短所:従来の8ビット表現と7ビット表現の間のエンコード/デコードスキームが必要です。やや無駄だ。 5)タイムアウトベース -定義されたアイドル時間の後に来る最初のバイトとしてSOFを想定します。 長所:データオーバーヘッドなし、シンプル。 短所:それほど信頼できません。Windows PCなどのタイミングの悪いシステムではうまく動作しません。潜在的なスループットのオーバーヘッド。 質問: 問題に対処するために存在する他の可能な技術/解決策は何ですか?上記のリストで簡単に回避できる短所を指摘できますか?システムプロトコルをどのように設計しますか(または設計しますか)?
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プロセッサの製造元であるシリコンウェーハが非常に敏感であるため、労働者が特別なスーツを着ている場合、プロセッサのデリバリはどのように可能ですか?
YouTubeで多くのビデオを見ましたが、人々はプロセッサーをだますし、プロセッサーを冷却するためにより良い液体を適用しました。例:i5&i7 Haswell&Ivy Bridge-完全なチュートリアル-(副方法) しかし、シリコンウェーハはあらゆる種類の粒子に非常に敏感であるため、工場で働く人々が特別な衣装を着ていることもわかりました。 プロセッサをデリッドすると実際に何が起こりますか?

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マイクロコントローラー/マイクロプロセッサーと異なるビットバージョン、違いは何ですか?
一般的なエンジニアリング愛好家として、私は毎日、マイクロコントローラーの世界についてもっと学んでいます。マイクロコントローラのビットバージョンの重要性は、一度理解できませんが。 私はATmega8を数ヶ月使用してきましたが、私の目的にはうまく機能しているようです。クロック速度、メモリ、IOピンの数、通信バスの種類などが、あるマイクロコントローラーを別のマイクロコントローラーと区別する方法を知っています。しかし、たとえば、8ビット対16ビット対32ビットの重要性はよくわかりません。上位ビットバージョンでは、デバイスがより大きな数値を格納できることを理解していますが、これもまた、私の決定にどのように影響しますか?私が製品を設計している場合、仮想シナリオでは、8ビットプロセッサでは単純にできないと判断し、さらに高いものが必要であると判断します。 ATmega8の理論的な32ビット版(他のすべてが同等)が8ビット版より優れていると信じる理由はありますか(そのようなデバイスが可能であれば)? 私はナンセンスを話しているかもしれませんが、それは私の混乱の結果だと思います。

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