Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

My new prezi

No description
by

ümran arıkan

on 22 December 2012

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of My new prezi

MİKROİŞLEMCİLER VE ELEMANLARI Buzdolabı,çamaşır makinesi,bulaşık makinesi vb. beyaz eşyaların süreç denetiminde,
Otomobillerde ve diğer araçlarda,denetim ve göstergelerde,
Elektronik ajanda,cep bilgisayarlarında,
Elektronik saatlerde,
Fare,klavye,monitörler ve oyunlarda,
Cep telefonları içinde ses,görüntü giriş birimlerinde. Mikroişlemcilerin Günlük Yaşamda Kullanıldığı Alanlar Mikroişlemcinin Çalışma Şekli Örneğin, Bir Intel Mikroişlemcili bilgisayar Bu kodu anlar,Intel Mimarisinde yazılmış Makine Kodu:1011 0000 0110 0001 Bu kodun kullanıcıların anlaya bileceği daha basit gösterimi ise Çevirme dilinde yazılmış Çevirme Kodu:MOV AX, 61H MİKROBİLGİSAYAR Mikroişlemci, Bellek ve Giriş-Çıkış Elemanlarının bir arada çalışabilecek şekilde tasarlandığı bilgisayar Sistemleridir.
Mikroişlemci (CPU) Kullanan bilgisayar Sistemleridir.
4 bitten başlayarak günümüze kadar 8,16, 32,64 bitlik mikroişlemciler geliştirilmiştir. Yollar (Busses)
Veri Yolları (Data Busses)
Kontrol Yolları (Control Busses)
Adres Yolları (Address Busses)
Mikroişlemci (CPU)
Aritmetik mantık Birimi (ALU)
Kontrol Birimi (CU)
Kaydediciler ve Sayıcılar (Registers And Counters)
Bellek (Memory)
Ana Bellek (RAM)
Sistem Belleği (ROM)
Giriş-Çıkış Birimleri (I/O Port)
Giriş-Çıkış Tampon devreleri (Buffers) Mikrobilgisayar Mimarisi Mikroişlemciden başlayarak, sistemin tüm devre bağlantılarını sağlayan iletkenlerdir.
Bu iletkenler;
Veri Yolları (Data Busses)
Kontrol Yolları (Control Busses)
Adres Yolları (Address Busses) I. YOLLAR (BUSSES) Veri Yolları (Data Busses) Address Yolları (Address Busses) CPU nun kontrol devresinden başlayarak, hem CPU nun kendi içindeki devrelere hemde bilgisayar içersindeki diğer devrelere bir ağ gibi yayılırlar.
Tüm sistemin çalışması kontrol yollarından iletilen saat darbeleri (Clock Pulse) ile yönetilir. Kontrol Yolları (Control Busses) Mikroişlemci bilgisayarda aritmetik ve mantık işlemlerinin yapıldığı ve bunların denetlendiği bir merkezdir.Bilgisayarların beyni olarak kabul edilirler.Mikroişlemci, ana işlem birimindeki kelime boyutunun (word size) 32 bit ten 4 bit e düşürülmesiyle doğmuştur.Mikroişlemcileri ticari olarak ilk üreten firma Amerikan Intel firmasıdır. Mikroişlemciler Mikroişlemcileri Birbirinden Ayıran Özellikler 1. Kelime Uzunluğu
Mikro işlemcinin her saat darbesinde işlem yapabileceği bit sayısına kelime uzunluğu denir. İşlemciler bu süre zarfında komutları yorumlar veya bellekteki veriler üzerinde işlem yapar. İşlenen veriler işlemcinin özelliğine göre 4-bit, 8-bit, 16-bit, 32-bit ve 64-bit uzunluğunda olabilir. Kelime uzunluğu veri yolu uzunluğuna eşittir. İşlemci, her saat darbesinde işleyebildiği kelime uzunlu ile tanımlanır. Intel 8086 işlemcisinin kelime uzunluğu 16-bit olduğu için 16-bitlik mikro işlemci denir. İşlemciler dört, sekiz, on altı, otuz iki ve altmış dört bit olarak sınıflandırılır çeşitli kelime uzunlukları Eğer komutlar veya veriler küçük gruplar hâlinde işlenirse hızda azalma meydana gelir. İşlenen veri sayısının artması aynı sürede yapılan işin miktarını artırmakta ve yapılan işin süresini azaltmaktadır.
16-bitlik bir işlemci ile 16-bitlik iki sayının toplanması, çarpılması veya karşılaştırılması bir adımda yapılırken
8-bitlik işlemcide bu işlem daha fazla adımda gerçekleştirilmektedir. 2. Komut İşleme Hızı

Mikro işlemcilerin çalışması için saat sinyallerine ihtiyaç vardır. İşlemci (CPU) her saat sinyalinde bir sonraki işlem basamağına geçer. İşlemcinin hızını incelerken saat frekansına ve komut çevrim sürelerine bakmak gerekir. Saat frekansı mikro işlemciye dışardan uygulanan ya da işlemcinin içinde bulunan osilatörün frekansıdır. Komut çevrim süresi ise herhangi bir komutun görevini tamamlayabilmesi için geçen süredir. CPU tasarım teknolojisi
Kelime uzunluğu
İşlemci komut kümesi çeşidi
Zamanlama ve kontrol düzeni
Kesme altyordamlarının çeşitleri
Bilgisayar belleğine ve giriş/çıkış aygıtlarına erişim hızı Bir mikro işlemcinin hızını artıran temel unsurlar şöyle sıralanabilir: 3. Adresleme Kapasitesi Bir işlemcinin adresleme kapasitesi, adresleyebileceği veya doğrudan erişebileceği bellek alanının büyüklüğüdür. Bu büyüklük işlemcinin adres hattı sayısına bağlıdır. Bu hattın sayısı tasarlanacak sistemde kullanılabilecek bellek miktarını da belirlemektedir.
Bir firmanın 6800, Zilog Z-80, Intel 8085 ve Mostek 6502 mikro işlemcileri 16 adres hattına sahiptir. 16-bitlik adres hattına sahip bir mikro işlemcinin adres büyüklüğü 216 ile 65536 olacaktır. Bu miktar yaklaşık 64 KB ile ifade edilir. Bir programcının program yazımı sırasında en çok ihtiyaç duyduğu geçici bellek hücreleri kaydedicilerdir. Mikro işlemcilerde kaydediciler, genel amaçlı kaydediciler ve özel amaçlı kaydediciler olmak üzere iki grupta toplanır. Tüm mikro işlemcilerde bu gruplara dâhil edebileceğimiz değişik görevlere atanmış, farklı özellikte, sayıda kaydediciler bulunur. Bu kaydediciler 8, 16, 32 ve 64-bitlik olabilir.
Kaydedicilerin sayısının programcının işinin kolaylaştırmasının yanında programın daha sade ve anlaşılır olmasını da sağlar. Her mikro işlemcinin kendine has yapısı ve kaydedici isimleri vardır. Herhangi bir mikro işlemciyi programlamaya başlamadan önce mutlaka bu kaydedicilerin isimlerinin ve ne tür işlevlere sahip olduklarının iyi bilinmesi gerekir. 4. Kaydedici Sayısı Bir komutun işlenmesi için gerekli verilerin bir bellek bölgesinden alınması veya bir bellek bölgesine konulması ya da bellek–kaydedici veya kaydedici–kaydedici arasında değiştirilmesi için farklı erişim yöntemleri kullanılır. Mikro işlemcinin işleyeceği bilgiye farklı erişim şekilleri, ‘adresleme yöntemleri’ olarak ifade edilir. Kısaca adresi tarif yollarıdır.
Herhangi bir bellek bölgesindeki veriye çok farklı şekillerde erişilebilmek için farklı yolların olması programcıya esneklik sağlar. Mesela, 6800 ve 8085 işlemcilerde yedişer, Z-80 işlemcisinde 10 ve 6502 mikro işlemcisinde 13 adet adresleme modu vardır. 6502 işlemcisinde temelde 51 komuta vardır. Bu komutlar 13 adresleme yoluyla birlikte 150 civarına ulaşmaktadır. Bu da programcının elinde kullanabileceği çok komut demektir. Tüm bu işlemcilerde esasta aynı olan adresleme modları bazılarında uygulamada değişmektedir. 5. Farklı Adresleme Modları Doğrudan adresleme
Dolaylı adresleme
Veri tanımlı adresleme
Kaydedici adresleme
Mutlak adresleme
Göreceli adresleme
İndisli adresleme
Akümülatör ve imalı adresleme Adresleme modlarını meydana getiren bazı adresleme türleri aşağıda sıralanmıştır. Mikro işlemcili sisteme eklenecek devrelerin en azından işlemci hızında çalışması gerekir. Sisteme ilave edilecek bellek entegrelerinin hızları işlemci ile aynı hızda olması tercih edilmelidir. Aynı şekilde sisteme takılan giriş çıkış birimlerinin (Şekil 1.4) hızları ve performansları mikro işlemci ile aynı veya çok yakın olmalıdır. Sisteme takılan birimlerin hızları mikro işlemciye göre düşükse mikro işlemcinin hızı diğer elemanlardaki yavaşlıktan dolayı düşer. 6. İlave Edilecek Devrelerle Uyumluluk Günümüz Mikroişlemcilerinden Bazı Örnekler KAYDEDİCİLER VE SAYICILAR(REGISTERS & COUNTERS)
Kaydediciler ve sayıcılar gerek cpu içersinde gerekse de diğer devreler arasında işlemlerin yapılmasını sağlarlar
Kaydediciler; VERİ ve KOMUTLARI geçici olarak depolarlar.
Sayıcılar; İşlemi yapılacak olan KOMUT ve VERİLERİN adresini belirlerler, işi yapacak komutların adreslerini tutarlar , yapılacak işlemin tekrar sayısını tutarlar. Mikro İşlemciyi Oluşturan Birimler ve
Görevleri İşlem kodu = 000 XOR
İşlem kodu = 001 VE
İşlem kodu = 010 VEYA
İşlem kodu = 011 Toplama İşlem Kodları ALU İŞLEM GRUBU KAYDEDİCİLERİ
KONTROL GRUBU KAYDEDİCİSİ
VERİ - ADRES KAYDEDİCİLERİ VE SAYICILARI
GİRİŞ-ÇIKIŞ TAMPON KAYDEDİCİLERİ TEMEL KAYDEDİCİ VE SAYICILAR Accumulator (Akümülator)
Temporary Register (Geçici Kaydedici)
Status Register (Durum Kaydedicisi) 1 - ALU İŞLEM GRUBU KAYDEDİCİLERİ OPCode Register (Komut Kaydedicisi) 2- KONTROL GRUBU KAYDEDİCİSİ Geçici ve Genel amaçlı kaydediciler
Geçici Kaydediciler
Genel Kaydediciler
Sayıcılar ve Adres Göstericiler
Yığın Gösterici (Stack Pointer)
Program Sayıcı (Program Counter)
Arttırıcı,eksiltici ve adres kilidi
(Increment/Decrement and Adress lutch) 3- VERİ / ADRES KAYDEDİCİ VE SAYICILARI Adres Tampon Kaydedicisi
(Adress Buffer)
Veri Tampon Kaydedicisi
(Data Buffer)
Çoklayıcı
(Multiplexer) 4- GİRİŞ/ÇIKIŞ TAMPON KAYDEDİCİLERİ ARİTMETİK MANTIK BİRİMİ(ALU) ALU’nun İşlemlerde kullandığı temel kaydedicidir.
İlk olarak işleme tabi olacak ilk veriyi, işlem sonrasında ise sonuç bilgisini tutar. AKÜMÜLATÖR Geçiçi kaydedici demektir.
Her CPU’da en az bir tane olmak üzere fazla sayıda Temporary Register bulunur.
İşleme tabi olacak ikinci (Diğer) verileri tutar. TEMPORARY REGISTER Durum yada Bayrak kaydedicisi olarak ta adlandırılır.
Akümülatördeki sonuç değerinin durumu hakkında bilgiyi tutar.
Yani ALU’da gerçekleşen işlemin durumu hakkındaki bilgiyi içerir. STATUS REGISTER 1970 başlarında entegre devre tekniğindeki yeni gelişmeler sonucu daha küçük hacme daha çok transistör , diyot , direnç ve kondansatörün sığdırılması mümkün olmuş ve böylece mikro devre adı verilen LSI teknolojisi ortaya çıkmıştır. Bu teknikle ilk olarak I4004 üretilmiştir.
Üretilen ilk Mikroişlemcidir.
4 bitliktir.
16 pin bacak bağlantısı vardır.
Sadece hesaplama yapabiliyordu.(4 İşlem) Intel 4004 Mikroişlemcisi(I4004) Üretilen İlk Mikroişlemcidir.

16 pin bacak bağlantısı vardır.

4 Bitliktir.

Sadece 4 Matematiksel işlemi yapabilir. I4004 Mikroişlemcisinin “en belirgin özelliği” nedir? I4004 Blok diyagramı YENİ MİKRO İŞLEMCİLER İngiltere merkezli Arms Holdings, 'dünyanın enerji verimliliği en yüksek mikroişlemcisi' diye tanımladığı yeni ürününü tanıttı. Şirket, 'Flycatcher' mimarisi temeline dayanan mikroişlemcinin, internetin daha fazla aygıta yayılmasının yolunu açacağını söylüyor. Enerji dostu mikroişlemci Arms Holdings, 1 milimetreye 1 milimetre boyutundaki yeni işlemcinin tasarımı için her şeye sıfırdan başladıklarını açıkladı. Şirkete göre, yeni mikroişlemciler, 8 yada 16 bit hızdaki daha önceki çiplerden üçte bir oranında daha az enerji harcayacak. Ayrıca, yeni mikroçipin kullanıldığı cihazlar bekleme konumundayken neredeyse hiç enerji tüketmiyor. Arms Holdings'e göre beyaz eşyalardan tıbbî cihazlara, elektrik sayaçlarından ev ve büro aydınlatmasına kadar, pek çok cihaz bu yenilikten yararlanacak. KOMUT ve ÇALIŞMA EVRELERİ Bilgisayarda Verilerin işlenmesini ve işlemlerin yürütülmesini sağlayan kısaltılmış ifadedir.
Örnek;
Assembly’de
ADD(Topla), SUB(Çıkart), JMP(Dallan)

Pascal’da
WRITE(Yazdır), READ(Oku), GOTO(Dallan) Komut Nedir? Lojik seviyeye (1-0) indirgenmek suretiyle (kontrol sinyali), elektrik darbeleri ile bir sonuç üretmektir.
Her dilin kendine ait bir komut kümesi vardır.
Komutlar makine diline çevrildiğinde genelde CPU nun bit genişliği kadar yer tutarlar, fakat genişliğin 2 hatta 3 katı kadar da olabilmektedirler. Komutun İşlevi Komuta ait işlem evreleri 1- Alıp Getirme (Fetch)
2- Decode(Çözme)
3- Yürütme (Execution)
4- Store (Sakla) Komut 2 Kısımdan Oluşur;


OPERATION CODE (OP-CODE):
İşlemci kısımdır, CPU ya ne yapacağını bildirir

OPERAND ADRESİ:
CPU ya İşlemi nerede yapacağını bildirir Komutun Yapısı Yapılan İşleme Göre Komutlar:
Veri transferi
Aritmetik ve Lojik işlem komutları
Kaydırma/ döndürme komutları
Dallanma komutları
Çağrı,dönüş ve tekrar başlama komutları
CPU kontrol komutları
Giriş-Çıkış Komutları
Çalıştırma,sıfırlama ve test komutları
Değişim,blok transferi ve arama komutları
Dillere Göre Komutlar:
Alt Düzey Dil Komutları
Üst Düzey Dil Komutları Komut Türleri Veri Transfer Komutları Aritmetik İşlem Komutları Komutlar veri yolu üzerinden komut kaydediciye,
Buradan Komut çözücüne,
Komut çözücüde zamanlanıp control matrisleyiciye,
Matrisleyici kontrol sinyalini oluşturup diğer devrelere
Gönderir. KONTOL BİRİMİ ÇALIŞMA PRENSİBİ Aritmatik işlem komutları, aritmatik işlemlerin yerine getirilmesi için kullanılan komutlardır.
Bunlar toplama, çıkarma, arttırma, eksilme ve 1 ve 2 tümleyenidir. Bilgisayarın giriş birimlerinden gelen “ön bilgi veya komutların” yada bilgisayar içersinde “işlem görmekte olan veya işlem görmüş olan” bilgilerin ve komutların iletildiği yollardır.
Birbirine paralel izole edilmiş çoklu iletkenlerden yapılmışlardır.
İletken sayısı 4,8,16,32,64 olabilir. Mikroişlemci ile Bellek ve Giriş - Çıkış kapıları arasındaki iletişimin, hangi bellek gözü veya Giriş - Çıkış kapısı ile yapılacağının belirlenmesini sağlayan bağlantı yollarıdır.
Adres yolu iletken sayısı; CPU nun adresleyebileceği bellek kapasitesini yada giriş-çıkış kapısı sayısını belirler.
Örneğin Intel 4004; 24=16 adet bellek gözünü adresleyebiliyordu. Komutların (Instructions), bellekten Sıra ile alınması,
Gelen komutun yorumlanması. (Kodunun çözülmesi)
Komutun gerektirdiği işi yapmak için gerek ALU ya gerekse diğer devrelere kontrol işaretlerinin gönderilmesi
işlemlerini yapar KONTROL BİRİMİ(CONTROL UNIT – CU) ARİTMETİKSEL İŞLEM DEVRELERİ
VE
UYGULANAN KONTOL İŞARETLERİ Bir aritmetiksel İşlem Sırasında Kontrol Biriminin Çalışması Cpu’ yu veri yoluna bağlayan Flip Flop devresidir
CPU dan gelen Yada CPU ya giden komut veya veriler önce MB ye alınır

Bu işlem için Kontrol birimi MB’ ye;
“AC INTO MB” -> “Akümülatörden MB ye aktar”
kontrol işaretini gönderir BELLEK TAMPON KAYDEDİCİSİ
(MEMORY BUFFER REGISTER –MB) Belleğe yazılacak yada bellekten okunacak olan komut veya verilerin bellekteki adresini tutar.
Kontrol devresinden MA ya 2 kontrol sinyali gelir. Bunlar;

“MB INTO MA” -> MB deki veri adresi MA ya
“IC INTO MA” -> IC deki işlem sırası gelen bir sonraki komutun adresi MA ya BELLEK ADRES KAYDEDİCİSİ
(MEMORY ADDRESS REGISTER –MA) İşlem görecek bir sonraki komutun adresini tutar.
Kontrol devresinden IC ya 3 kontrol sinyali gelir. Bunlar;

“RESET IC” -> Komut sayıcıyı sıfırla
“MB INTO IC” -> MB deki başlangıc adresini IC ye al
“INCREMENT IC” -> Bir sonraki komuta geç KOMUT SAYICI(INSTRUCTION COUNTER - IC) Komut, gerekli işlemi yürütmek üzere bellekten bu kaydediciye alınır.
Kontrol devresinden OP ya 1 kontrol sinyali gelir. Bunlar;

“MB INTO OP” -> “MB deki komutu OP ye al” İŞLEM KODU KAYDEDİCİSİ
(OPCODE REGISTER - OP) R flip flopu çalıştığında, belleğe okuma işlemi yapılacağı işareti gönderilir
Bu işlem kontrol devresinin SET-R konumuna getirilmesiyle olur
R flip flopu belleğe gerekli uyarıyı yaptıktan sonra sükunete geçer.
Bu işlem kontrol devresinin CLEAR-R konumuna getirilmesi ile olur OKU FLIP-FLOPU (READ FF-R) W flip flopu çalıştığında, belleğe yazma işlemi yapılacağına dair işaret gönderilir
Bu işlem kontrol devresinin SET-W konumuna getirilmesiyle olur ve MEMORY BUFFER daki kelime ADRES KAYDEDİCİ tarafından Belleğin gösterilen yerine konur.
W flip flopu belleğe yazma işleminden sonra sükunete geçer
Bu işlem kontrol devresinin CLEAR-W konumuna getirilmesi ile olur YAZ FLIP-FLOPU (WRITE FF-W) Kontrol devresinden gelen SET-I sinyali ile komut işleme evresine geçilir

CLEAR-I ile komut işleme durdurulur KOMUT FLIP FLOPU (INSTRUCTION FF-I) Bilgisayar işlem yürütme evresine geçirilir.
Bu işlem SET-E kontrol sinyali ile başlatılır.
CLEAR-E sinyali ile durdurulur UYGULAMA FLIP-FLOPU (EXECUTION FF-E) ÜMRAN ARIKAN
&
SEDA SEZER

DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER
:) :) HAZIRLAYANLAR
Full transcript