Microprocessor and Interfacing 261214

1. Microprocessor and Interfacing261214 Introduction to Microprocessors http://mango.e-cpe.org

2. Microprocessor? Image - PC Perspective. http://pcper.com

3. Micro-controller? PIC 8051, AVR PSoC MSP430

4. Where do they live?

5. Where do they live?

6. System Components CPU RAM I/O Storage

7. System Components CPU CPU RAM Storage I/O

8. Performance 4 MIPSat 20 MHz 76,383 MIPS at 3.2 GHz Ref: http://www.wikipedia.org

9. Power Consumption 0.15 Watts 130 Watts Ref: Microchip, Intel

10. Price 25 - 1,000Baht 1,500 - 35,000Baht Ref: Microchip, Sharkyextreme.com

11. 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 Right tool right job Microcontroller Microprocessor

12. What does the iPhone use?

13. I-Phone 3GS Internals

14. i-Phone4 Circuit

15. i-Phone 4S Circuit

16. Apple iPad2

18. A5 SoC

19. A4,A5 Processor CPU 1 GHz Memory Controller RAM 256/512 MBytes I/O Controller Flash Memory 64 GBytes Graphics Processing (1024x768) Sensor Ports WiFi, Audio Controller A4 Chip

20. Microcontroller (i.e. PIC16F887) CPU 20 MHz RAM 368 Bytes Memory Controller I/O Controller Flash Memory 8 KBytes Graphics Processing Sensor Ports

21. Mixed Design Sometimes called System on a Chip (SoC) MCU MPU

22. A Brief History x86 Processors

23. Main Player Santa Clara, California, USA

24. Rival #1 Sunnyvale, California, USA

25. Rival #2 Taipei, Taiwan

26. Intel 4004 (1971) • 4 Bits • 0.74 MHz • 2,300 Transistors

27. 4004 Application Busicom* 141-PF Calculator

28. Same computing power as the ENIAC = Intel 4004

29. Intel 8086/8088

30. Test Drive I : Runs well on a 8088 machine

32. 80x86

33. The Pentium Era

34. 60MHz 3.8GHz 0.25 um 65 nm

35. Intel’s mistake 1 • Focus too much on Clock Speed

36. Clock Speed Analogy เกียร์ต่ำ 20 Pipeline Stages เกียร์สูง 10 Pipeline Stages

37. How a Pipeline Works

38. 10 Stages vs 20 Stages

39. Intel’s mistake 2 • 64 Bit CPU • Not Backward Compatible

40. AMD’s Successful Athlon Processors • Better Performance per Watts • Backward Compatible 64 Bit System

41. The return of Intel

42. Multicore Era

43. Current CPU Kings AMD FX 8150 8 Cores, 3.6 GHz, 8 MB L2 Cache 32 nm Process, 125Watts US$245 Core™ i7-990X 6 Cores, 3.46 GHz, 12 MB L2 Cache 32 nm Process, 130Watts. US$999

44. AMD + ATI = FusionCPU + GPU + APU (Accelerated PU) + = CPU GPU APU

45. Power per Watt: A new measure for CPU performance Intel ATOM 2-6.5W AMD Bobcat (Fusion) 1-10W VIA Nano 5-25W

46. ATOM Processor’s Silicon

47. Conclusions • ในยุคต้นมุ่งเน้นการเพิ่มความเร็วเป็นหลัก • ปัจจุบันมุ่งไปที่ performance per watt มากขึ้น • เทคโนโลยีการผลิตที่สูงขึ้นทำให้ Multi-core CPU เป็นที่นิยม • ทิศทางใหม่ๆ ของการพัฒนาแบ่งเป็น • การรวมศูนย์อุปกรณ์ต่างๆ ไว้ใน Processor มากขึ้น • เกิดการแตกสาย Processor เพื่อเจาะกลุ่มเป้าหมายต่างๆ มากขึ้น