Микропроцессоры и микроконтроллеры Управление простыми электро-механическими устройствами и датчиками (MCS51, PIC,AVR) –Минимальные размеры памяти –Примитивная периферия, –Главное достоинство – дешевизна и простота программирования Смарт-карты(SIM-карты, e-pass) –+Модули безопасности Процессоры ЦОС (DSP) –Ядро адаптированы под алгоритмы ЦОС –Дополнительные акселераторы (кодеки, фурье-процессоры и т.д) –Расширенная периферия –X86 1

Микропроцессоры и микроконтроллеры Процессоры для мобильных телефонов\планшетных ПК –MMU\MPU, поддержка многозадачности –Наличие графического сопроцессора. Процессоры для ПК –x86 !!! –Периферия «за бортом» Процессоры для серверов –Многоядерность –бОльшие размеры кэш-памяти 2

Компоненты современной архитектуры Ядра процессора Память Кэш-память (L1,L2) Аппаратные ускорители –От КИХ - фильтров до аппаратных MPEG-кодеков Устройства работы в реальном времени –Таймеры, счётчики.Часы реального времени Устройства ввода-вывода –UART\USB\I2C\... –DAC\ADC Аудио Видео –PIO – port IN\OUT –Ethernet\Wi-Fi 3

Типы ядер процессоров Типы ядер –RISC (reduced instruction set) ARM7 –CISC (complex instruction set) Intel, AMD –VLIW –SIMD NVIDIA Многоядерные архитектуры –С общей памятью –С раздельной памятью –Псевдо-многоядерность: HyperThreading 4

Со-процессоры Особенности сопроцессоров –Расширяют функциональность основного процессора. –Отдельный набор регистров –Собственный доступ к памяти –Более длинный конвейер –Работают параллельно с основным процессором. Известные типы со-процессоров –Операции с плавающей точкой –SIMD-расширения (обработка векторов) –Крипто-сопроцессоры (операции над 128\256\512-битными числами, операции по модулю N) 5

Оперативная память и кэш Виды памяти –Внутренняя память –Внешняя память –Кэш-память Конвейер запросов к памяти –Время работы инструкции != латентность –Латентность доступа – ключевой аспект оптимизации программ Типы кэш: L1, L2, L3 Кэш L1 делится на кэш данных и кэш команд –Размер кэш и loop unrolling. Технология DMA –«Распараллеливание на уровне периферии» 6

Аппаратные ускорители Доступны через память –Процессору «видны» регистры ускорителей как ячейки памяти Реализуют законченные алгоритмы. Могут представлять собой специализированные ядра с фиксированным «прошитым» ПО. Иногда интегрированы с другой периферией –DAC\ADC + цифровой фильтр. 7