Introduction to Microprocessors &
Microcontrollers
http://mango.e-cpe.org
Microprocessor?
Image - PC Perspective. http://pcper.com
Micro-controller?
PIC 8051, AVR PSoC MSP430
Where do they live?
Where do they live?
System Components
CPU
I/ORAM Storage
System Components
CPU
I/ORAM Storage
CPU
Performance
4 MIPS at 20 MHz
76383, 32MIPS at .
GHzRef: http://www.wikipedia.org
Power Consumption
Ref: Microchip, Intel
130
Watts 015
Watts
Price
Ref: Microchip, Sharkyextreme.com
1 ,500 - 35 ,000 Baht
- 25 1,000 Baht
Right tool right job
Self contained Limited resources Used for a specific job Low power Low cost
Needs Chipsets Large Memory, fast
clock rates More general purpose Requires more power More expensive
Microcontroller Microprocessor
What does the iPhone use?
Image – Apple Inc.
I-Phone Internals
Image – Semiconductor insights
Apple iPad
Apple’s A4 Processor
A4 Processor
CPU1 GHz
Memory Controller
RAM256 MBytes
Flash Memory64 GBytes
GraphicsProcessing
(1024x768)
I/OController
SensorPorts
A4 Chip
Microcontroller (i.e. PIC16F887)
CPU20 MHz
Memory Controller
RAM368 Bytes
Flash Memory8 KBytes
GraphicsProcessing
I/OController
SensorPorts
Mixed DesignSometimes called System on a Chip (SoC)
MCU MPU
A Brief History x86 Processors
Main Player
Santa Clara, California, USA
Rival #1
Sunnyvale, California, USA
Rival #2
Taipei, Taiwan
Intel 4004 (1971)
4 Bits 0.74 MHz 2,300 Transistors
4004 Application
Busicom* 141-PF Calculator
Same computing power as the ENIAC
=
Intel 4004
Intel 8086/8088
Test Drive I : Runs well on a 8088 machine
80x86
The Pentium Era
3.8GHz60MHz
65 nm0.25 um
Intel’s mistake 2
Focus too much on Clock Speed
Intel’s mistake 2
64 Bit CPU Not Backward
Compatible
AMD’s Successful Athlon Processors
Better Performance per Watts
Backward Compatible 64 Bit System
The return of Intel
Multicore Era
Current CPU Kings
Core™ i7-980X6 Cores, 3.33 GHz, 12 MB L2 Cache32 nm Process, 140Watts.US$999
AMD Phenom II X6 1090T6 Cores, 3.2 GHz, 6 MB L3 Cache45 nm Process, 125WattsUS$295
AMD + ATI
+
GPUCPU
Power per Watt: A new measure for CPU performance
Intel ATOM2-6.5W
AMD Bobcat1-10W(2011)
VIA Nano5-25W
ATOM Processor’s Silicon
Conclusions
ในยุ�คต้�นมุ่�งเน�นการเพิ่��มุ่ความุ่เร�วเป็�นหลั�ก ป็�จจ�บั�นมุ่�งไป็ที่�� performance per watt มุ่ากขึ้!"น เที่คโนโลัยุ�การผลั�ต้ที่��สู&งขึ้!"นที่'าให� Multi-core CPU เป็�นที่��
น�ยุมุ่ ที่�ศที่างใหมุ่ๆ ขึ้องการพิ่�ฒนาแบังเป็�น
การรวมุ่ศ&นยุ-อ�ป็กรณ์-ต้างๆ ไว�ใน Processor มุ่ากขึ้!"น เก�ดการแต้กสูายุ Processor เพิ่0�อเจาะกลั�มุ่เป็2าหมุ่ายุ
ต้างๆ มุ่ากขึ้!"น