Introduction to Microprocessors & Microcontrollers

Microprocessor? Image - PC Perspective.

Micro-controller? PIC8051, AVRPSoCMSP430

Where do they live?

System Components CPU I/ORAMStorage

System Components CPU I/O RAMStorage CPU

Performance 4 MIPS at 20 MHz 76,383 MIPS at 3.2 GHz Ref:

Power Consumption Ref: Microchip, Intel 130 Watts 0.15 Watts

Price Ref: Microchip, Sharkyextreme.com 1, ,000 Baht ,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 MicrocontrollerMicroprocessor

What does the iPhone use? Image – Apple Inc.

I-Phone Internals Image – Semiconductor insights

Apple iPad

Apple’s A4 Processor

A4 Processor CPU 1 GHz Memory Controller RAM 256 MBytes Flash Memory 64 GBytes Graphics Processing (1024x768) I/O Controller Sensor Ports A4 Chip

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

Mixed Design Sometimes called System on a Chip (SoC) MCUMPU

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™ i7-980X 6 Cores, 3.33 GHz, 12 MB L2 Cache 32 nm Process, 140Watts. US$999 AMD Phenom II X6 1090T 6 Cores, 3.2 GHz, 6 MB L3 Cache 45 nm Process, 125Watts US$295

AMD + ATI + GPU CPU

Power per Watt: A new measure for CPU performance Intel ATOM 2-6.5W AMD Bobcat 1-10W (2011) VIA Nano 5-25W

ATOM Processor’s Silicon

Conclusions ในยุคต้นมุ่งเน้นการเพิ่มความเร็วเป็นหลัก ปัจจุบันมุ่งไปที่ performance per watt มากขึ้น เทคโนโลยีการผลิตที่สูงขึ้นทำให้ Multi-core CPU เป็นที่ นิยม ทิศทางใหม่ๆ ของการพัฒนาแบ่งเป็น  การรวมศูนย์อุปกรณ์ต่างๆ ไว้ใน Processor มากขึ้น  เกิดการแตกสาย Processor เพื่อเจาะกลุ่มเป้าหมาย ต่างๆ มากขึ้น