يُطلق على الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة أيضًا اسم الشريحة الواحدة متحكم. إنها ليست شريحة تكمل وظيفة منطقية معينة ، ولكنها تدمج نظام كمبيوتر على شريحة. إنه يعادل جهاز كمبيوتر مصغر. مقارنة بجهاز الكمبيوتر ، فإن الكمبيوتر الصغير أحادي الشريحة يفتقر فقط إلى معدات الإدخال / الإخراج. باختصار: الشريحة تتحول إلى كمبيوتر. يوفر حجمها الصغير وخفة وزنها وسعرها المنخفض ظروفًا ملائمة للتعلم والتطبيق والتطوير. في الوقت نفسه ، يعد تعلم استخدام كمبيوتر صغير أحادي الشريحة هو الخيار الأفضل لفهم مبدأ وهيكل الكمبيوتر.
كانت مجالات تطبيقات الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة واسعة جدًا ، مثل العدادات الذكية والتحكم الصناعي في الوقت الفعلي ومعدات الاتصالات وأنظمة الملاحة والأجهزة المنزلية وما إلى ذلك.
منذ 1990s التكنلوجيا تم تطوير حاسوب صغير ذو شريحة واحدة. مع تقدم العصر وتطور العلوم و التكنلوجيا، التطبيق العملي لذلك التكنلوجيا لقد نضجت يومًا بعد يوم، وقد تم استخدام الحواسيب الصغيرة ذات الشريحة الواحدة على نطاق واسع في مختلف المجالات. في الوقت الحاضر، يولي الناس المزيد والمزيد من الاهتمام لتطوير وتطبيق الحواسيب الصغيرة ذات الشريحة الواحدة في مجال الذكاء إلكتروني تكنولوجيا. لقد دخل تطوير الحواسيب الصغيرة ذات الشريحة الواحدة إلى عصر جديد. سواء كان ذلك قياسًا تلقائيًا أو ممارسة أداة ذكية، يمكنك رؤية شكل تكنولوجيا الشريحة الواحدة. في عملية التنمية الصناعية الحالية، إلكترونيات الصناعة تنتمي إلى صناعة جديدة. يستخدم الناس بنجاح إلكتروني تكنولوجيا المعلومات في الإنتاج الصناعي ، والتي تسمح بدمج تكنولوجيا المعلومات الإلكترونية وتكنولوجيا الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة ، مما يحسن بشكل فعال تأثير تطبيق الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة. بصفته فرعًا من فروع تكنولوجيا الكمبيوتر ، فإن تطبيق تكنولوجيا الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة في مجال المنتجات الإلكترونية يثري وظائف المنتجات الإلكترونية ، ويوفر طريقة جديدة لتطوير وتطبيق المعدات الإلكترونية الذكية ، ويحقق ابتكار وتطوير الأجهزة الإلكترونية الذكية معدات .
يُطلق على الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة أيضًا وحدة تحكم دقيقة متجانسة ، والتي تنتمي إلى نوع من شرائح الدوائر المتكاملة. تشتمل الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة بشكل أساسي على وحدة المعالجة المركزية ، وذاكرة القراءة فقط للقراءة فقط ، وذاكرة الوصول العشوائي لذاكرة الوصول العشوائي ، وما إلى ذلك. يسمح نظام الحصول على البيانات المتنوع والتحكم فيها للحاسوب الصغير أحادي الشريحة بإكمال العمليات المعقدة المختلفة ، سواء كان ذلك للتحكم في رموز التشغيل أو المشكلة تعليمات التشغيل للنظام. اكتمل بواسطة متحكم دقيق. يمكن ملاحظة أن الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة يمكن تطبيقها بالكامل في المعدات الإلكترونية الذكية بفضل تقنية معالجة البيانات القوية ووظيفة الحساب. ببساطة ، الحاسوب المصغر أحادي الرقاقة عبارة عن شريحة تشكل نظامًا. من خلال تطبيق تقنية الدوائر المتكاملة ، يتم دمج حساب البيانات وقدرات المعالجة في الشريحة لتحقيق معالجة بيانات عالية السرعة.
تركيب اساسي
وحدة حسابية
تتكون الوحدة الحسابية من الحساب مكونات- الوحدة الحسابية والمنطقية (ALU) ، المجمعات والسجلات. وظيفة ALU هي إجراء عمليات حسابية أو منطقية على البيانات الواردة. مصدر الإدخال عبارة عن بيانات 8 بت ، والتي تأتي من المجمع وسجل البيانات على التوالي. يمكن لـ ALU إكمال عمليات مثل الإضافة والطرح و AND و OR ومقارنة حجم هاتين البيانات ، وأخيراً تخزين النتيجة في المجمع.
الآلة الحاسبة لها وظيفتان:
(1) إجراء عمليات حسابية مختلفة.
(2) إجراء عمليات منطقية مختلفة وإجراء اختبارات منطقية ، مثل اختبار القيمة الصفرية أو مقارنة قيمتين.
يتم توجيه جميع العمليات التي تقوم بها الوحدة الحسابية بواسطة إشارات التحكم المرسلة بواسطة وحدة التحكم ، وتنتج العملية الحسابية نتيجة عملية ، وتنتج العملية المنطقية حكمًا.
مراقب
تتكون وحدة التحكم من عداد البرنامج ، وسجل التعليمات ، وفك تشفير التعليمات ، ومولد التوقيت ، ووحدة التحكم في التشغيل. إنها "هيئة اتخاذ القرار" التي تصدر الأوامر ، أي تنسق وتوجه تشغيل نظام الحواسيب الصغيرة بالكامل. وظائفها الرئيسية هي:
(1) خذ تعليمات من الذاكرة وأشر إلى مكان التعليمات التالية في الذاكرة.
(2) فك الشفرة واختبار التعليمات ، وإنشاء إشارات التحكم في التشغيل المقابلة لتسهيل تنفيذ الإجراءات المحددة.
(3) القيادة والتحكم في اتجاه تدفق البيانات بين وحدة المعالجة المركزية والذاكرة وأجهزة الإدخال والإخراج.
يربط المعالج الدقيق وحدة ALU والعداد والتسجيل والتحكم من خلال الناقل الداخلي ، ويتصل بالذاكرة الخارجية ودائرة واجهة الإدخال / الإخراج عبر الناقل الخارجي. يسمى الناقل الخارجي أيضًا ناقل النظام ، والذي ينقسم إلى ناقل البيانات DB وناقل العنوان AB وناقل التحكم CB. من خلال دائرة واجهة الإدخال والإخراج ، تحقق من الاتصال بالأجهزة الطرفية المختلفة.
السجل الرئيسي
(1) المجمع أ
المجمع A هو السجل الأكثر استخدامًا في المعالج الدقيق. لها وظائف مزدوجة في العمليات الحسابية والمنطقية: قبل العملية ، يتم استخدامها لحفظ المعامل ؛ بعد العملية ، يتم استخدامه لحفظ نتيجة المجموع أو الفرق أو العملية المنطقية.
(2) سجل البيانات د
سجل البيانات هو وحدة تخزين مؤقتة ترسل (تكتب) أو تجلب (تقرأ) البيانات إلى الذاكرة وأجهزة الإدخال / الإخراج من خلال ناقل البيانات. يمكنه حفظ التعليمات التي يتم فك تشفيرها ، ويمكنه أيضًا حفظ بايت البيانات الذي يتم إرساله إلى الذاكرة للتخزين ، وما إلى ذلك.
(3) سجل التعليمات IR ومعرف وحدة فك ترميز التعليمات
تتضمن التعليمات أكواد التشغيل والمعاملات.
يتم استخدام سجل التعليمات لحفظ التعليمات الجاري تنفيذها حاليًا. عند تنفيذ التعليمات ، يتم جلبها أولاً من الذاكرة إلى سجل البيانات ، ثم نقلها إلى سجل التعليمات. عندما ينفذ النظام تعليمات معينة ، يجب فك شفرة العملية لتحديد العملية المطلوبة ، ويكون مفكك تشفير التعليمات مسؤولاً عن هذا العمل. من بينها ، إخراج حقل كود التشغيل في سجل التعليمات هو إدخال وحدة فك ترميز التعليمات.
(4) برنامج عداد الكمبيوتر
يتم استخدام الكمبيوتر الشخصي لتحديد عنوان التعليمات التالية لضمان إمكانية تنفيذ البرنامج بشكل مستمر ، لذلك يطلق عليه عادة عداد عنوان التعليمات. قبل أن يبدأ البرنامج في التنفيذ ، يجب إرسال عنوان وحدة الذاكرة للتعليمات الأولى للبرنامج (أي العنوان الأول للبرنامج) إلى جهاز الكمبيوتر بحيث يشير دائمًا إلى عنوان التعليمات التالية التي سيتم تنفيذها .
(5) سجل العنوان AR
يتم استخدام سجل العنوان لحفظ عنوان وحدة الذاكرة أو جهاز الإدخال / الإخراج الذي تريد وحدة المعالجة المركزية الحالية الوصول إليه. نظرًا للاختلاف في السرعة بين الذاكرة ووحدة المعالجة المركزية ، يجب استخدام سجلات العناوين للحفاظ على معلومات العنوان حتى تكتمل عملية قراءة / كتابة الذاكرة.
من الواضح ، عندما تخزن وحدة المعالجة المركزية البيانات في الذاكرة ، تصل وحدة المعالجة المركزية إلى البيانات من الذاكرة الداخلية ، وتقرأ وحدة المعالجة المركزية التعليمات من الذاكرة ، ويتم استخدام جميع سجلات العناوين وسجلات البيانات. وبالمثل ، إذا تم عرض عنوان الجهاز الطرفي كوحدة عنوان ذاكرة ، فعندما تتبادل وحدة المعالجة المركزية والجهاز المحيطي المعلومات ، يلزم أيضًا تسجيل العنوان وسجل البيانات.
ميزات الأجهزة
(1) حجم الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة صغير نسبيًا ، وتستخدم الشريحة الداخلية كنظام كمبيوتر. هيكلها بسيط ، لكن الوظيفة مثالية ، وهي مريحة جدًا للاستخدام ، ويمكن أن تكون نموذجية.
(2) يتمتع الحاسب المصغر أحادي الشريحة بدرجة عالية من التكامل والموثوقية القوية. حتى إذا كان الكمبيوتر المصغر أحادي الشريحة يعمل لفترة طويلة ، فلن يكون هناك عطل.
(3) المنخفض الجهد االكهربى واستهلاك الطاقة المنخفض لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة أحادية الشريحة هي الخيار الأول في حياة الناس اليومية ، مما يوفر الراحة للإنتاج والبحث والتطوير.
(4) يتمتع الحاسب المصغر أحادي الشريحة بقدرات قوية على معالجة البيانات والحوسبة ، ويمكن استخدامه في بيئات مختلفة ، ولديه قدرات تحكم قوية