Mikroişlemciler Nedir?

Mikroişlemci(CPU-Central Processing Unit); temel anlamda verileri birimler arasında iletmek, işlemek, kullanılan verileri geçici ya da kalıcı olarak saklamak gibi işlemlerin yönetim ve denetimini yapan merkezi işlem birimidir. Tümleşik yapıda olan birçok çevresel etkeni denetleyen, milyonlarca işlemi saniye ile ifade edilecek kadar kısa sürede gerçekleştirebilen elektronik bir aygıttır. CPU içerisinde ALU, Register, kontrol birimi gibi çeşitli alanlar vardır.

CPU, hafıza biriminden okuduğu komutları çözerek yapılacak işlemi belirler. İşlemlerin çoğu CPU içerisinde bulunan Aritmetik Mantık Birimi (ALU-Aritmetic Logic Unit) aracılığıyla gerçekleştirilir. CPU’ların veri alış verişi gibi işlemleri gerçekleştirirken geçici olarak kullandıkları kaydedicilere Register denir. Mikroişlemci içerisinde bulunan kontrol birimi ise veri transferinin kontrolünü yapar ve verileri denetler. Böylelikle herhangi bir çatışma söz konusu olmaz. Veri yolları çok şeritli otobana benzetilebilir. Şerit sayısının artması tek seferde yapılacak işlem kapasitesini arttırdığından hız konusunda da artış sağlayacaktır. Zaman içerisinde gelişme göstererek 4, 8, 16, 32, 64-bit şeklinde, çeşitli veri yollarına sahip mikroişlemciler üretilmiştir.

 

Mikroişlemciler Nasıl Çalışır?

Bir mikroişlemcinin çalışma şekli şu sıralamayla açıklanabilir:

-CPU çeşitli işlem kabiliyetleri olsa da ne yapması gerektiğini, atacağı adımları bilmemektedir. Bu adımları bilmesi için yapacağı işlemlerin her aşamasını anlatan bir program yazmak gerekmektedir.

-Yazılan program ROM belleğe kaydedilir.

-İşlemci, ilk kez enerji verildiğinde adres hatları aracılığıyla ROM belleğin ilgili alanına giderek ne yapması gerektiğini sorar. Yazılan kodları teker teker ROM bellekten okuyarak verilen komutları sırasıyla yerine getirir. Bu işlemleri yaparken dış dünya ile irtibat sağlayabilmesi için (Veri alış verişi) Giriş-Çıkış portları kullanılır.

RAM bellek ise işlemcinin çalışması sırasında verileri geçici olarak kaydedeceği alandır.

Mikroişlemciler işlevselliği bakımından çok karmaşık bir yapıya sahiptir. İçerisine adeta büyük bir şehir yerleştirilmiştir. Veri yollarından hafızaya ulaşmak için kullanılan adres yollarına, aritmetik işlem birimi olan işlemcinin merkezine, yığın ve genel kaydedicilere kadar milyonlarca transistörden imal edilen devasa bir yapıdır. Saniyede yaptığı işlem sayısı ve çekirdek içerisindeki hareketliliğiyle mühendislik harikası bir sistemdir.

svg2raster

 

Şekilde Intel firmasının üretmiş olduğu 8-bitlik mikroişlemcinin mimari yapısı görülmektedir.

Bir mikroişlemcinin çalıştırılabilmesi için çevre birimlere ihtiyaç vardır.  Bilgisayar teknolojisi de mikroişlemcilerle ortaya konulmuştur. Mikroişlemcinin çevresel birimleriyle oluşturduğu yapıya en yakın örnek bilgisayarlardır. Örneğin; ROM bellek, günümüzde Bios ve Harddisk olarak karşılık bulmaktadır. İlk üretildiği yıllarda üzerine bir kez bilgi kaydedildikten sonra tekrar silip yazmak mümkün olmamaktaydı(PROM). Ancak daha sonraları Ultraviyole ışıkla silinebilen(EPROM), Elektrik enerjisiyle silinebilen(EEPROM) ve yakın zamanda ise üzerine yazılabilen FLASH ROM’lar üretilmiştir. RAM ise bilgisayarlarımızda kullanılan RAM’lerle aynıdır. RAM, CPU’nun bazı işlemleri yaparken yaz-boz tahtası olarak kullandığı bir hafıza alanıdır. Giriş/Çıkış portları ise bilgisayarın dış dünya ile bağlantı noktalarıdır. Örnek olarak monitör, yazıcı, klavye, mouse sayılabilir. Yani bir CPU bu saydığımız çevre birimlerle gerekli bağlantılar kurularak kullanılabilir. Basit tasarımlar yapmak istendiğinde bile çevresel ünitelerin kullanılması zorunludur. Bu durum çok fazla entegre kullanıldığından devrenin karmaşıklaşmasına ve maliyetin artmasına neden olmaktadır.Şekil 1’de Intel firmasının üretmiş olduğu 8-bitlik mikroişlemcinin mimari yapısı görülmektedir.

 

 

Mikrodenetleyiciler Nedir?

Kısaca Arduino…

Arduino Programlamaya Nasıl Başlanır?

Arduino Nedir?

Arduino İçin Algoritma

Mikroişlemciler Nedir?” için 2 yorum

Bir Cevap Yazın

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

%d blogcu bunu beğendi: