विकास के कई दशकों में, माइक्रोप्रोसेसर अत्यधिक विशिष्ट क्षेत्रों में अनुप्रयोग की वस्तु से व्यापक शोषण के उत्पाद तक एक लंबा सफर तय कर चुका है। आज, किसी न किसी रूप में, इन उपकरणों, नियंत्रकों के साथ, उत्पादन के लगभग किसी भी क्षेत्र में उपयोग किया जाता है। एक व्यापक अर्थ में, माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी नियंत्रण और स्वचालन प्रक्रिया प्रदान करती है, लेकिन इस दिशा में, कृत्रिम बुद्धि के संकेतों की उपस्थिति तक, उच्च तकनीक वाले उपकरणों के विकास के लिए नए क्षेत्रों का गठन और अनुमोदन किया जा रहा है।
माइक्रोप्रोसेसरों की सामान्य समझ
कुछ प्रक्रियाओं को प्रबंधित या नियंत्रित करने के लिए वास्तविक तकनीकी आधार पर उपयुक्त सॉफ़्टवेयर समर्थन की आवश्यकता होती है। इस क्षमता में, मूल मैट्रिक्स क्रिस्टल पर चिप्स का एक या एक सेट कार्य करता है। व्यावहारिक जरूरतों के लिए, चिप-सेट मॉड्यूल लगभग हमेशा उपयोग किए जाते हैं, यानी चिपसेट जो एक सामान्य बिजली प्रणाली से जुड़े होते हैं,सिग्नल, सूचना प्रसंस्करण प्रारूप, और इसी तरह। वैज्ञानिक व्याख्या में, जैसा कि माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी की सैद्धांतिक नींव में उल्लेख किया गया है, ऐसे उपकरण एक एन्कोडेड रूप में ऑपरेंड और कमांड को संग्रहीत करने के लिए एक जगह (मुख्य मेमोरी) हैं। प्रत्यक्ष नियंत्रण उच्च स्तर पर लागू किया जाता है, लेकिन माइक्रोप्रोसेसर एकीकृत सर्किट के माध्यम से भी। इसके लिए नियंत्रकों का उपयोग किया जाता है।
केवल माइक्रो कंप्यूटर या माइक्रोप्रोसेसर वाले माइक्रो कंप्यूटर के संबंध में नियंत्रकों के बारे में बात कर सकते हैं। वास्तव में, यह एक कार्यशील तकनीक है, जो सिद्धांत रूप में किसी दिए गए एल्गोरिथम के ढांचे के भीतर कुछ ऑपरेशन या कमांड करने में सक्षम है। जैसा कि एस एन लिवेंट्सोव द्वारा माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी पर पाठ्यपुस्तक में उल्लेख किया गया है, एक माइक्रोकंट्रोलर को उपकरण नियंत्रण के हिस्से के रूप में तार्किक संचालन करने पर केंद्रित कंप्यूटर के रूप में समझा जाना चाहिए। यह उन्हीं योजनाओं पर आधारित है, लेकिन सीमित कंप्यूटिंग संसाधन के साथ। माइक्रोकंट्रोलर का कार्य काफी हद तक जटिल सर्किट के बिना जिम्मेदार, लेकिन सरल प्रक्रियाओं को लागू करना है। हालाँकि, ऐसे उपकरणों को तकनीकी रूप से आदिम भी नहीं कहा जा सकता है, क्योंकि आधुनिक उद्योगों में माइक्रोकंट्रोलर एक ही समय में सैकड़ों और यहां तक \u200b\u200bकि हजारों संचालन को नियंत्रित कर सकते हैं, उनके निष्पादन के अप्रत्यक्ष मापदंडों को ध्यान में रखते हुए। सामान्य तौर पर, माइक्रोकंट्रोलर की तार्किक संरचना को शक्ति, बहुमुखी प्रतिभा और विश्वसनीयता को ध्यान में रखकर बनाया गया है।
वास्तुकला
माइक्रोप्रोसेसर उपकरणों के डेवलपर्स एक सेट के साथ काम कर रहे हैंकार्यात्मक घटक, जो अंततः एक एकल कार्यशील परिसर का निर्माण करते हैं। यहां तक कि एक साधारण माइक्रो कंप्यूटर मॉडल कई तत्वों के उपयोग के लिए प्रदान करता है जो मशीन को सौंपे गए कार्यों की पूर्ति सुनिश्चित करते हैं। इन घटकों के बीच बातचीत का तरीका, साथ ही इनपुट और आउटपुट सिग्नल के साथ संचार के साधन, काफी हद तक माइक्रोप्रोसेसर की वास्तुकला को निर्धारित करते हैं। वास्तुकला की अवधारणा के लिए, इसे विभिन्न परिभाषाओं में व्यक्त किया गया है। यह तकनीकी, भौतिक और परिचालन मापदंडों का एक सेट हो सकता है, जिसमें मेमोरी रजिस्टरों की संख्या, बिट गहराई, गति आदि शामिल हैं। लेकिन, माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी की सैद्धांतिक नींव के अनुसार, इस मामले में वास्तुकला को हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर स्टफिंग के परस्पर संचालन की प्रक्रिया में कार्यान्वित कार्यों के तार्किक संगठन के रूप में समझा जाना चाहिए। अधिक विशेष रूप से, माइक्रोप्रोसेसर आर्किटेक्चर निम्नलिखित को दर्शाता है:
- एक माइक्रोप्रोसेसर बनाने वाले भौतिक तत्वों का समूह, साथ ही इसके कार्यात्मक ब्लॉकों के बीच संबंध।
- सूचना प्रदान करने के प्रारूप और तरीके।
- आगे उपयोग के लिए मापदंडों के साथ उपयोग के लिए उपलब्ध संरचना मॉड्यूल तक पहुंचने के लिए चैनल।
- संचालन जो एक विशेष माइक्रोप्रोसेसर कर सकता है।
- नियंत्रण कमांड की विशेषताएं जो डिवाइस उत्पन्न या प्राप्त करता है।
- बाहर से सिग्नल पर प्रतिक्रिया।
बाहरी इंटरफेस
माइक्रोप्रोसेसर को के लिए एक पृथक प्रणाली के रूप में शायद ही कभी देखा जाता हैस्थिर प्रारूप में एक-शब्द कमांड निष्पादित करना। ऐसे उपकरण हैं जो किसी दिए गए योजना के अनुसार एक सिग्नल को संसाधित करते हैं, लेकिन अक्सर माइक्रोप्रोसेसर तकनीक उन स्रोतों से बड़ी संख्या में संचार लिंक के साथ काम करती है जो संसाधित आदेशों के संदर्भ में स्वयं रैखिक नहीं होते हैं। तीसरे पक्ष के उपकरण और डेटा स्रोतों के साथ बातचीत को व्यवस्थित करने के लिए, विशेष कनेक्शन प्रारूप प्रदान किए जाते हैं - इंटरफेस। लेकिन पहले आपको यह निर्धारित करने की आवश्यकता है कि वास्तव में किसके साथ संवाद किया जा रहा है। एक नियम के रूप में, नियंत्रित डिवाइस इस क्षमता में कार्य करते हैं, अर्थात, माइक्रोप्रोसेसर से उन्हें एक कमांड भेजा जाता है, और फीडबैक मोड में, कार्यकारी निकाय की स्थिति पर डेटा प्राप्त किया जा सकता है।
बाहरी इंटरफेस के लिए, वे न केवल एक निश्चित कार्यकारी तंत्र की बातचीत की संभावना के लिए, बल्कि नियंत्रण परिसर की संरचना में इसके एकीकरण के लिए भी काम करते हैं। जटिल कंप्यूटर और माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी के संबंध में, यह हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर टूल का एक पूरा सेट हो सकता है जो नियंत्रक से निकटता से संबंधित है। इसके अलावा, माइक्रोकंट्रोलर अक्सर माइक्रोप्रोसेसरों और बाहरी उपकरणों के बीच संचार प्रदान करने के कार्यों के साथ प्रसंस्करण और आदेश जारी करने के कार्यों को जोड़ते हैं।
माइक्रोप्रोसेसर विनिर्देश
माइक्रोप्रोसेसर उपकरणों की मुख्य विशेषताओं में निम्नलिखित शामिल हैं:
- घड़ी की आवृत्ति। वह समयावधि जिसके दौरान कंप्यूटर घटकों को स्विच किया जाता है।
- चौड़ाई। बाइनरी के एक साथ प्रसंस्करण के लिए अधिकतम संभव संख्याअंक।
- वास्तुकला। प्लेसमेंट कॉन्फ़िगरेशन और माइक्रोप्रोसेसर के काम करने वाले तत्वों की बातचीत के तरीके।
परिचालन प्रक्रिया की प्रकृति को मुख्य के साथ नियमितता के मानदंड से भी आंका जा सकता है। पहले मामले में, हम इस बारे में बात कर रहे हैं कि हम कंप्यूटर माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी की एक विशेष इकाई में नियमित दोहराव के सिद्धांत को कैसे लागू करते हैं। दूसरे शब्दों में, लिंक और कार्य आइटम का सशर्त प्रतिशत क्या है जो एक दूसरे की नकल करते हैं। समान डेटा प्रोसेसिंग सिस्टम के भीतर स्कीमा संगठन की संरचना में सामान्य रूप से नियमितता लागू की जा सकती है।
बैकबोन सिस्टम के आंतरिक मॉड्यूल के बीच डेटा एक्सचेंज की विधि को इंगित करता है, लिंक के क्रम की प्रकृति को भी प्रभावित करता है। रीढ़ की हड्डी और नियमितता के सिद्धांतों को मिलाकर, एक निश्चित मानक के लिए एकीकृत माइक्रोप्रोसेसर बनाने की रणनीति विकसित करना संभव है। इस दृष्टिकोण में इंटरफेस के माध्यम से बातचीत के संदर्भ में विभिन्न स्तरों पर संचार संगठन को सुविधाजनक बनाने का लाभ है। दूसरी ओर, मानकीकरण प्रणाली की क्षमताओं का विस्तार करने और बाहरी भार के प्रति इसके प्रतिरोध को बढ़ाने की अनुमति नहीं देता है।
माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी में मेमोरी
अर्धचालकों से बने विशेष भंडारण उपकरणों की मदद से सूचनाओं के भंडारण की व्यवस्था की जाती है। यह आंतरिक मेमोरी पर लागू होता है, लेकिन बाहरी ऑप्टिकल और चुंबकीय मीडिया का भी उपयोग किया जा सकता है। साथ ही, अर्धचालक पदार्थों पर आधारित डेटा भंडारण तत्वों को एकीकृत परिपथों के रूप में दर्शाया जा सकता है, जोमाइक्रोप्रोसेसर में शामिल है। इस तरह की मेमोरी सेल्स का उपयोग न केवल प्रोग्राम को स्टोर करने के लिए किया जाता है, बल्कि कंट्रोलर के साथ सेंट्रल प्रोसेसर की मेमोरी की सर्विसिंग के लिए भी किया जाता है।
अगर हम भंडारण उपकरणों के संरचनात्मक आधार पर गहराई से विचार करें, तो धातु, डाइलेक्ट्रिक और सिलिकॉन सेमीकंडक्टर से बने सर्किट सामने आएंगे। धातु, ऑक्साइड और अर्धचालक घटकों का उपयोग डाइलेक्ट्रिक्स के रूप में किया जाता है। स्टोरेज डिवाइस के एकीकरण का स्तर हार्डवेयर के लक्ष्यों और विशेषताओं द्वारा निर्धारित किया जाता है। वीडियो मेमोरी फ़ंक्शन के प्रावधान के साथ डिजिटल माइक्रोप्रोसेसर तकनीक में, विश्वसनीय एकीकरण और विद्युत मापदंडों के अनुपालन के लिए सार्वभौमिक आवश्यकताओं में शोर उन्मुक्ति, स्थिरता, गति आदि को भी जोड़ा जाता है। प्रदर्शन मानदंड और एकीकरण बहुमुखी प्रतिभा के मामले में द्विध्रुवी डिजिटल माइक्रोक्रिकिट्स इष्टतम समाधान हैं, जो वर्तमान कार्यों के आधार पर ट्रिगर, प्रोसेसर या इन्वर्टर के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है।
कार्य
कार्यों की श्रेणी काफी हद तक उन कार्यों पर आधारित होती है जिन्हें माइक्रोप्रोसेसर एक विशेष प्रक्रिया के भीतर हल करेगा। सामान्यीकृत संस्करण में कार्यों के सार्वभौमिक सेट को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:
- डेटा पढ़ना।
- डेटा प्रोसेसिंग।
- आंतरिक मेमोरी, मॉड्यूल या बाहरी कनेक्टेड डिवाइस के साथ सूचनाओं का आदान-प्रदान।
- रिकॉर्ड डेटा।
- डेटा इनपुट और आउटपुट।
उपरोक्त में से प्रत्येक का अर्थसंचालन उस समग्र प्रणाली के संदर्भ से निर्धारित होता है जिसमें डिवाइस का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, अंकगणितीय-तार्किक संचालन के ढांचे के भीतर, इलेक्ट्रॉनिक और माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी, इनपुट जानकारी को संसाधित करने के परिणामस्वरूप, नई जानकारी प्रस्तुत कर सकती है, जो बदले में, एक या दूसरे कमांड सिग्नल का कारण बन जाएगी। यह आंतरिक कार्यक्षमता पर भी ध्यान देने योग्य है, जिसके कारण स्वयं प्रोसेसर के ऑपरेटिंग पैरामीटर, नियंत्रक, बिजली की आपूर्ति, एक्चुएटर्स और नियंत्रण प्रणाली के भीतर काम करने वाले अन्य मॉड्यूल विनियमित होते हैं।
डिवाइस निर्माता
माइक्रोप्रोसेसर उपकरणों के निर्माण की उत्पत्ति इंटेल इंजीनियर थे जिन्होंने MCS-51 प्लेटफॉर्म पर आधारित 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर की एक पूरी लाइन जारी की, जो आज भी कुछ क्षेत्रों में उपयोग की जाती हैं। इसके अलावा, कई अन्य निर्माताओं ने नई पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स और माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी के विकास के हिस्से के रूप में अपनी परियोजनाओं के लिए x51 परिवार का उपयोग किया, जिनमें से प्रतिनिधि एकल-चिप कंप्यूटर K1816BE51 जैसे घरेलू विकास हैं।
अधिक जटिल प्रोसेसर के सेगमेंट में प्रवेश करने के बाद, इंटेल ने एनालॉग डिवाइस और एटमेल सहित अन्य कंपनियों के लिए माइक्रोकंट्रोलर को रास्ता दिया। ज़िलोग, माइक्रोचिप, एनईसी और अन्य माइक्रोप्रोसेसर आर्किटेक्चर पर एक मौलिक रूप से नया रूप प्रदान करते हैं। आज, माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी के विकास के संदर्भ में, x51, AVR और PIC लाइनों को सबसे सफल माना जा सकता है। अगर हम विकास के रुझान की बात करें, तो इन दिनों सबसे पहलेआंतरिक नियंत्रण कार्यों, कॉम्पैक्टनेस और कम बिजली की खपत की सीमा के विस्तार के लिए जगह को आवश्यकताओं से बदल दिया गया है। दूसरे शब्दों में, माइक्रोकंट्रोलर रखरखाव के मामले में छोटे और स्मार्ट होते जा रहे हैं, लेकिन साथ ही साथ उनकी शक्ति क्षमता को भी बढ़ा रहे हैं।
माइक्रोप्रोसेसर आधारित उपकरणों का रखरखाव
विनियमों के अनुसार, माइक्रोप्रोसेसर सिस्टम को एक इलेक्ट्रीशियन के नेतृत्व में श्रमिकों की टीमों द्वारा सेवित किया जाता है। इस क्षेत्र में मुख्य रखरखाव कार्यों में निम्नलिखित शामिल हैं:
- सिस्टम संचालन की प्रक्रिया में विफलताओं को ठीक करना और उल्लंघन के कारणों को निर्धारित करने के लिए उनका विश्लेषण।
- असाइन किए गए शेड्यूल्ड रखरखाव के माध्यम से डिवाइस और घटक विफलताओं को रोकें।
- डिवाइस की विफलताओं को क्षतिग्रस्त भागों की मरम्मत करके या उन्हें सेवा योग्य समान भागों के साथ बदलकर मरम्मत करें।
- सिस्टम घटकों की समय पर मरम्मत का उत्पादन।
माइक्रोप्रोसेसर तकनीक का प्रत्यक्ष रखरखाव जटिल या मामूली हो सकता है। पहले मामले में, उनकी श्रम तीव्रता और जटिलता के स्तर की परवाह किए बिना, तकनीकी संचालन की एक सूची संयुक्त है। छोटे पैमाने के दृष्टिकोण के साथ, प्रत्येक ऑपरेशन के वैयक्तिकरण पर जोर दिया जाता है, अर्थात, तकनीकी मानचित्र के अनुसार संगठन के दृष्टिकोण से अलग-अलग प्रारूप में व्यक्तिगत मरम्मत या रखरखाव की कार्रवाई की जाती है। इस पद्धति के नुकसान उच्च वर्कफ़्लो लागत से जुड़े हैं, जो कि बड़े पैमाने पर सिस्टम के भीतर आर्थिक रूप से उचित नहीं हो सकते हैं। दूसरी ओर, छोटे पैमाने की सेवाउपकरण के लिए तकनीकी सहायता की गुणवत्ता में सुधार करता है, व्यक्तिगत घटकों के साथ-साथ इसके आगे विफल होने के जोखिम को कम करता है।
माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी का उपयोग
उद्योग, घरेलू और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में माइक्रोप्रोसेसरों के व्यापक परिचय से पहले, कम और कम बाधाएं हैं। यह फिर से इन उपकरणों के अनुकूलन, उनकी लागत में कमी और स्वचालन तत्वों की बढ़ती आवश्यकता के कारण है। इन उपकरणों के कुछ सबसे सामान्य उपयोगों में शामिल हैं:
- उद्योग। माइक्रोप्रोसेसरों का उपयोग कार्य प्रबंधन, मशीन समन्वय, नियंत्रण प्रणाली और उत्पादन प्रदर्शन संग्रह में किया जाता है।
- व्यापार। इस क्षेत्र में, माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी का संचालन न केवल कम्प्यूटेशनल संचालन के साथ जुड़ा हुआ है, बल्कि माल, स्टॉक और सूचना प्रवाह के प्रबंधन में रसद मॉडल के रखरखाव के साथ भी जुड़ा हुआ है।
- सुरक्षा व्यवस्था। आधुनिक सुरक्षा और अलार्म परिसरों में इलेक्ट्रॉनिक्स स्वचालन और बुद्धिमान नियंत्रण के लिए उच्च आवश्यकताओं को निर्धारित करता है, जो हमें नई पीढ़ी के माइक्रोप्रोसेसर प्रदान करने की अनुमति देता है।
- संचार। बेशक, संचार प्रौद्योगिकियां मल्टीप्लेक्सर्स, रिमोट टर्मिनलों और स्विचिंग सर्किट की सेवा करने वाले प्रोग्राम करने योग्य नियंत्रकों के बिना नहीं कर सकतीं।
निष्कर्ष में कुछ शब्द
उपभोक्ताओं का एक व्यापक दर्शक आज भी पूरी तरह से कल्पना नहीं कर सकतामाइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी की क्षमता, लेकिन निर्माता अभी भी खड़े नहीं हैं और पहले से ही इन उत्पादों के विकास के लिए आशाजनक दिशाओं पर विचार कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, कंप्यूटर उद्योग नियम अभी भी अच्छी तरह से बनाए रखा गया है, जिसके अनुसार हर दो साल में प्रोसेसर सर्किट में ट्रांजिस्टर की संख्या कम हो जाएगी। लेकिन आधुनिक माइक्रोप्रोसेसर न केवल संरचनात्मक अनुकूलन का दावा कर सकते हैं। विशेषज्ञ नई सर्किटरी के संगठन के संदर्भ में कई नवाचारों की भी भविष्यवाणी करते हैं, जो प्रोसेसर के विकास के लिए तकनीकी दृष्टिकोण की सुविधा प्रदान करेंगे और उनकी आधार लागत को कम करेंगे।
