Leí sobre diferentes partes del microprocesador como ALU, registros, etc., todas las diferentes partes digitales. ¿Hay partes analógicas dentro del procesador?
Leí sobre diferentes partes del microprocesador como ALU, registros, etc., todas las diferentes partes digitales. ¿Hay partes analógicas dentro del procesador?
Esta es una pregunta compleja, porque lo que realmente hace que una parte sea "digital" puede tener múltiples definiciones.
Fundamentalmente, la realidad es analógica (al menos en las escalas en las que opera la mayoría de los microprocesadores). Por lo tanto, puede presentar un argumento coherente de que en realidad no hay microprocesadores digitales . "Digital" es un mecanismo teórico para simplificar la expresión de sistemas analógicos donde los voltajes analógicos en ellos están (tanto como sea posible) restringidos a dos estados, cada uno de los cuales representa un valor booleano.
Esta simplificación hace que sea mucho más fácil para nuestros pequeños cerebros humanos contemplar sistemas complejos, y mucho más fácil para las personas escribir software para evaluar el comportamiento de dichos sistemas complejos.
Sin embargo, si está preguntando si algún componente dentro de la mayoría de los microprocesadores opera fuera esta vista simplificada, la respuesta es generalmente no.
Básicamente, en este punto, la pregunta es más, suponiendo que esté preguntando si los componentes dentro de una MCU operan fuera de la simplificación digital, la pregunta se convierte en "¿Cómo define un microprocesador"? Fundamentalmente, el * CPU core (de casi todos los microprocesadores es puramente digital).
Sin embargo, muchos, muchos microprocesadores integran periféricos en la matriz como los mencionados anteriormente que son dispositivos muy "analógicos", por lo que debe preguntar si está definiendo todo el circuito integrado como el "microprocesador", o simplemente el núcleo de procesamiento real, que puede ser solo una pequeña parte del dado IC del procesador real.
Tengo chips de microprocesadores antiguos de ingeniería inversa y hay algunas cosas que son más analógicas que digitales. Por ejemplo, muchos chips (por ejemplo, Z-80 ) implementan registro de almacenamiento con un par de inversores conectados en un bucle. Para escribir un nuevo valor en el bit, un transistor más grande "supera" al transistor inversor más pequeño, forzando el valor deseado en el bit. No solo son los 1 y los 0, sino las corrientes relativas que importan aquí.
La lectura de un valor de registro puede ser más analógica que digital. Por ejemplo, el 8085 utiliza un amplificador diferencial moderadamente complejo para leer los valores de registro.
Otro circuito analógico en algunos procesadores es el generador de polarización de sustrato, básicamente una bomba de carga para generar el voltaje de sustrato deseado sin requerir otro suministro.
El microprocesador 8008 tiene un circuito de reinicio en el chip que detecta el encendido. Este circuito es analógico, utilizando una caída de diodo para establecer los umbrales de voltaje. (La mayoría de los procesadores tienen un pin de reinicio, pero los pines eran escasos en el 8008 porque Intel insistió en un paquete de 18 pines).
Los pestillos de transistor de paso son muy comunes en los microprocesadores. Este tipo de pestillo depende de la carga almacenada en la capacidad de una compuerta desconectada. Puedes considerarlo como digital, pero es más analógico que las puertas normales.
La distinción entre analógico y digital se convierte en un problema cuando estás simulando un chip. Si puede simular todo digitalmente, es más fácil, pero para algunos chips necesita una simulación más basada en la física que realiza un seguimiento de la cantidad de carga que se mueve en lugar de solo 1 y 0. Un ejemplo es cuando un circuito tiene transistores de diferentes tamaños y usted necesita determinar el "ganador".
Un ejemplo moderno de circuitos analógicos en un microprocesador es hardware al azar de Intel generación de números . Este circuito utiliza un pestillo metaestable para generar bits a partir del ruido térmico. (Los bits resultantes son genuinamente aleatorios, no pseudoaleatorios). Un circuito de polarización analógico garantiza la metastabilidad.
¿El microprocesador es completamente digital?
depende de su definición de "digital": cualquier señal digital está representada en forma analógica.
tradicionalmente, no le prestamos mucha atención, ya que tiene implicaciones prácticas limitadas.
¿Hay partes analógicas dentro del procesador?
Sí. Hay circuitos de entrada analógica; Hay comparadores analógicos; son opamps Hay pgas, hay fuentes de corriente programables; hay adc, y son dac, para enumerar algunos.
Como se mencionó anteriormente, virtualmente todos los microprocesadores contemporáneos y otros circuitos integrados "digitales" brindan a los usuarios una abstracción digital. Los diseñadores de chips cuentan con un diseño automatizado y basado en herramientas en el nivel de transferencia de registros. Pero en última instancia, el diseño se reduce no solo a los circuitos analógicos (por ejemplo, un transistor y un condensador) sino a la física. Los circuitos muy densos diferencian entre un "1" y un "0" esencialmente contando los electrones.
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