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因為搞不清楚狀況的人很多(執著表面的年份、新舊),先介紹一款Intel 在2016年所推出的基於x86(1993年推出的Pentium) ISA Compatible CPU的 的Inte lQuark系列 微控制器(MCU): D2000
該MCU內的CPU的類型是1993年推出的Pentium(本來是要被命名為80586) ISA Compatible的CPU,在這款2016年推出的MCU的Intel官方Datasheet內的介紹可見下圖紅框圈起處
- 其內部CPU info :
32 MHz, 32 bit, single core, single thread, Pentium ISA compatible (如果看不懂這是x86的人,請自己google一下,做點功課,或見下圖的Intel官方手冊內容)
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https://static6.arrow.com/aropdfconversion/3675d6354c6d8ac364213bdd827aacc81c93c43d/119736798394079quark-d2000-datasheet.pdf |
- 其內部I/O :
SPI, I2C, GPIO, SPI, Comparators, ADC, PWM, DMA, UART
- Wikipedia的Intel Quark系列介紹:
Intel Quark is a line of 32-bit x86 SoCs and microcontrollers by Intel, designed for small size and low power consumption, and targeted at new markets including wearable devices. The line was introduced at Intel Developer Forum in 2013.
...... However, in 2016 Arduino released the Arduino 101 board[3] that includes an Intel Quark SoC.
https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Quark
- Datasheet
https://static6.arrow.com/aropdfconversion/3675d6354c6d8ac364213bdd827aacc81c93c43d/119736798394079quark-d2000-datasheet.pdf
- Wikipedia的Pentium系列內容介紹:
https://en.wikipedia.org/wiki/Pentium
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執著技術和平台的表面年份數字、或者人云亦云 都沒有必要,重點在於是否合適。
很多事情,尤其是電腦技術領域,真的不見得是越舊的年代的東西就代表完全過時無用,事實上有許多技術概念真的都是通用的,而去了解80x86和其相關系統設計的觀念,也是一樣的。
真實的專業研究之所以有價值,原因也在於此,技術不限於年份數字的這種表象,只要是適用、可解決或改善問題的idea觀念,都極有可能再拿出來被使用。
例如8051已經是40年的老MCU IP,但從台灣一線的IC設計公司公告的職缺內容可看出,至今仍有著需要了解8051的能力的工程師職缺,可參見我的下方PO文 (點選 查看更多)
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先聲明,這篇不是工商服務廣告,單純介紹過去讀過的電腦技術類的好書
這本80x86 IBM PC and Compatible Computers Assembly Language, Design, and Interfacing Volumes I & II , 2002年出版,作者是Muhammad Ali Mazidi和Janice Gillispie Mazidi,出版社為Prentice Hall(Pearson)。
https://www.amazon.com/80X86-IBM-Compatible-Computers-Interfacing/dp/013061775X
中譯版書名為: IBM PC and Compatible Computers Design, and Interfacing - IBM PC系統設計與介面技術(第四版),東華書局出版,譯者為 方志鵬。
這本書涵蓋了很多電腦系統的軟韌硬體基礎觀念內容,在當年(十幾年前,大約19歲的時候)給了我不少啟發。
和 計算機組織/結構課本(科目)的一個不同之處在於,這本書或這類的科目會實際介紹8086/8088/80286/.../Pentium等微處理器IC及一些組合語言程式之外,也會介紹一些關於 介面電子電路 以及許多周邊IC與硬體(如8288 bus controller、8284 clock generator、記憶體介接電路、Programmable I/O的8255、LM34/35溫度Sensor、ADC0848、DAC808、8259中斷控制器、8253 Timer、LCD驅動、步進馬達驅動、 DMA 8237、UART 8250、UART轉RS232電壓位準轉換器、硬碟、鍵盤、印表機、數學運算coprocessor、視訊、以及其它許多IC,包含與微處理器IC之間的各種實際訊號狀態)的內容。
雖然這本書介紹的許多IC的型號比較舊,但是許多基礎原理觀念至今仍是共通的(畢竟電腦技術就是這幾十年來持續演化)。
另外還包含一些支援OS的微處理器的特性基礎,如80386的user/supervisor mode、virtual memory、page table、TLB等觀念,到了高速記憶體介面與存取章節也有各種記憶體的介紹(DRAM、SDRAM、cache memory的存取機制、write through、write back、cache coherence等觀念。後續談到80486時也會介紹到Pipeline;Pentium章節會提到superpipeline、supersclar、Harvard architecture、pipeline hazard、compiler的instruction scheduling、RISC/CISC的特性比較、out-of-order execution、branch prediction;MS-DOS的結構、記憶體管理;PCI、USB bus;BIOS;MS DOS和BIOS的ISR (INT _ _H對應的ISR),涵蓋內容相當廣泛。
許多讀資訊工程系的朋友可能會不太清楚,這門課的名稱通常叫作微處理機與介面設計、微算機原理、介面設計,但現在在學校關於這種科目通常都是拿MCU(微控制器)的開發板來讓學生實驗,而不是像早期真的用微處理機(微處理器,如8086、Z80等)搭配一堆IC的兜成介面的方式來教了。另外,嚴格來說,這門課的範圍比計算機組織的範疇還廣(包含一部分計算機組織的內容),但通常學校只會教到這本書的內容的一小部分。外國的書像是現在介紹的這本比蠻有名,而台灣比較常見的書是台灣科大電子系林銘波老師所出版的一系列微算機原理書籍。
這是一門在本質上很偏向實務和基礎理論觀念並重的課程,許多大學在這方面的教學都很輕忽。此外,這科也並不是研究所指定考科,所以常被忽略,研究所考科通常是計算機組織結構,但是性質和內容仍有不小的差異。
而關於介面硬體電路的方面,是近年來許多國內大學的電資工程系所普遍比較不重視的一環,畢竟現成的硬體用慣了,就容易忽視其存在與重要性。
但其實電腦系統技術絕對不是只有純軟體,若沒有紮實的硬體系統(包含類比式與數位式硬體),軟體哪來的用處呢?就算現在的SoC和MCU的集成度很高,很多週邊硬體都整進去了,但是基礎觀念和介面電路還是少不了啊!
註1: 這裡講的微處理器(微處理機)就真的是傳統所指的 "微處理器"(Microprocessor),例如8086/80286/80386/80486/Pentium IC裏頭就是CPU單元, 而不是微控制器(MCU, Microcontroller)! 並且也不是在指SoC或MCU被稱作的嵌入式微處理器(Embedded Microprocessor)的狀況。
順帶一提,這本書在談到鍵盤的章節,也會介紹到標準IBM PC內的鍵盤內都會有一顆微控制器(MCU),該微控制器內含一顆微處理機(微處理器)、RAM、ROM以及幾個I/O Port,這裡很清楚就可以釐清微處理機和微控制器的差異!
註2: 這本書後續還有續作: The x86 PC: Assembly Language, Design, and Interfacing, 5/e,2009年出版, 作者: Muhammad Ali Mazidi, Janice G. Mazidi, Danny Causey)
https://www.tenlong.com.tw/products/9780135026489
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