Vi xử lý: những tìm hiểu cơ bản

Với những tiến bộ của công nghệ hiện đại, vi xử lý ra đời và phát triển nhanh chóng theo thời gian. Những hãng sản xuất tên tuổi lần lượt đưa ra những vi xử lý với thương hiệu riêng của mình. Một số hãng tên tuổi với những sản phẩm hiện được bán rộng rãi như: Intel, Texas Instruments và Garett AiResearch. Đây cũng chính là ba hãng sản xuất đầu tiên cho ra đời những bộ vi xử lý hoàn chỉnh.

Vi xử lý (viết tắt là µP hay uP), đôi khi còn được gọi là bộ vi xử lý, là một linh kiện điện tử máy tính được chế tạo từ các tranzito thu nhỏ tích hợp lên trên một vi mạch tích hợp đơn. Khối xử lý trung tâm (CPU) là một bộ vi xử lý được nhiều người biết đến nhưng ngoài ra nhiều thành phần khác trong máy tính cũng có bộ vi xử lý riêng của nó, ví dụ trên card màn hình chúng ta cũng có một bộ vi xử lý. Trước khi xuất hiện các bộ vi xử lý, các CPU được xây dựng từ các mạch tích hợp cỡ nhỏ riêng biệt, mỗi mạch tích hợp chỉ chứa khoảng vào chục tranzito.

Sự tiến hóa của các bộ vi xử lý một phần nhờ vào việc chạy theo định luật Moore và hiệu suất của nó tăng lên một cách ổn định sau hàng năm. Vi xử lý chính là bộ xử lý trung tâm trong: máy tính (PC, Laptop,…), smartphone, thiết bị nhúng,... và đặc biệt trong công nghiệp ngành điện với bộ điều khiển khả trình PLC và vi điều khiển để ứng dụng điều khiển các dây chuyền, hệ thống tự động,…

Để hiểu hơn về vi xử lý chúng ta sẽ tìm hiểu một vài thông tin chi tiết về CPU
Khái niệm CPU
CPU được gọi là bộ xử lý, bộ xử lý trung tâm, hoặc bộ vi xử lý, CPU viết tắt của Central Processing Unit là bộ xử lý trung tâm của máy tính. Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý các chương trình và dữ kiện. CPU có nhiều kiểu dáng khác nhau. Ở hình thức đơn giản nhất, CPU là một con chip với vài chục chân. Phức tạp hơn, CPU được ráp sẵn trong các bộ mạch với hàng trăm con chip khác. CPU là một mạch xử lý dữ liệu theo chương trình được thiết lập trước. Nó là một mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệu transistor.

Cấu tạo
CPU được cấu tạo bởi 3 thành phần chính:
- Bộ điều khiển: là các vi xử lí có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động xử lí, được điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ hệ thống.
- Bộ số học logic: có chức năng thực hiện lệnh của đơn vị điều khiển và xử lý tín hiệu. Bộ phận này thực hiện các phép tính số học hay các phép tính logic
- Thanh ghi: Thanh ghi này có nhiệm vụ ghi mã lệnh trước khi xử lý và sau đó ghi kết quả đã xử lý.

Cách thức hoạt động
Với ba bước chính theo một quy trình, bao gồm: tìm nạp, giải mã, thực thi.
- Tìm nạp: Khi nhận lệnh, lênh được biểu diễn dưới dạng một chuỗi các số và chuyển tới CPU từ RAM. Mỗi lệnh chỉ là một phần nhỏ của bất kì thao tác nào vì vậy CPU cần biết lệnh nào đến tiếp theo.
- Giải mã: Khi một lệnh được tìm nạp và lưu trữ trong IR, CPU sẽ truyền lệnh tới một mạch gọi là bộ giải mã lệnh. Qua đây chuyển đổi lệnh thành các tín hiệu được chuyển qua phần khác để thực hiện hành động.
- Thực thi: Các lệnh được giải mã được gửi đến bộ phận liên quan của CPU để thực hiện. Các kết quả được ghi vào một CPU register, nơi chúng được tham chiếu bằng các lệnh sau đó.

Mọi thông tin chi tiết xin liên hệ:

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI VÀ KỸ THUẬT MVN
Trụ sở chính Hà Nội: Số 21 Ngõ 50 - Kim Giang - Thanh Xuân - Hà Nội                               
Điện thoại: 024 32161916 - Fax: 02432161918
Email: khuong.ngo@mvn.com.vn; thang.nguyen@mvn.com.vn
Website:  http://mvn.com.vn/