[拼音]：danpianshi weichuliqi

[外文]：chip microprocessor

利用大規模和超大規模集成電路技術，在一個微小的硅片上制作的中央處理器。芯片包括中央處理器的主要部分，如控制邏輯電路，指令譯碼、運算和處理電路等。單片式微處理器用 MOS電路工藝制成。第一個單片式微處理器是美國的intel 4004型4位微處理器，于1971年投產。后又試制出 8位的intel 8008微處理器。而第一個指令系統比較完整、功能較強的 8位單片式微處理器，則是1973年生產的8080。到80年代初已有16位、32位高性能單片式微處理器，性能已接近或超過一些小型計算機。

單片式微處理器8080由寄存器組、算術邏輯部件、時序邏輯電路和指令操作控制部件等組成。外部采用三總線（數據總線、地址總線、控制總線）結構，與存儲器、輸入輸出等接口電路相聯接（見圖）。由地址總線決定從存儲器（或接口電路）的某單元取的指令碼（或數據），通過數據總線送到指令操作控制部件（數據送到寄存器組或累加器）。經過譯碼后，在時序邏輯電路配合下產生一系列控制信號，協調算術邏輯部件、寄存器組和外部電路工作。算術邏輯部件完成加、減和邏輯運算；寄存選擇器組存放運算的原始數據和中間結果。

8位和16位單片式微處理器采用 NMOS工藝和HMOS工藝（見N溝道金屬-氧化物-半導體集成電路、高性能金屬-氧化物-半導體集成電路），速度快，使用單電源5伏，可與晶體管-晶體管邏輯電路(TTL)兼容。肖特基TTL電路用于位片式微處理器。CMOS電路工藝因其特有的優點如功耗少、抗干擾性能好、環境適應范圍大等而受到重視。

在NMOS電路工藝中，反相器采用增強型與耗盡型金屬-氧化物-半導體集成電路，有利于提高電路速度和減小芯片面積。觸發器采用雙相時鐘(有的是內部產生)準靜態電路；寄存器組采用存儲器結構；指令操作控制早期采用隨機邏輯電路，以節省芯片面積和提高操作速度，后為可編程序的邏輯陣列或微程序只讀存儲器。這有利于芯片版圖的規整，易于修改設計和調試。因MOS電路驅動能力弱，在輸出級采用大面積的推挽式驅動器，以驅動外界一個標準TTL邏輯電路負載。

微處理器發展迅速，新產品不斷出現。一方面向高性能發展，如采用流水線技術，面向操作系統和高級語言的指令系統，實現軟件透明的多重處理，支持浮點運算和提高虛擬地址空間等。用超大規模集成技術在一個芯片上制作幾十萬個元件（包括MOS晶體管），實現過去用軟件完成的工作。工藝上采用小于2微米的溝道，可使門延遲小于200皮秒，芯片主頻率提高到12兆赫以上。另一方面，單片式微處理器向低造價、大批量的微控制器發展，即在一個芯片上包括中央處理器（4位、8位、16位）、數據存儲器、輸入輸出接口電路、數-模和模-數轉換器、時鐘電路、定時器和固化的程序存儲器等。

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文章名稱：《單片式微處理器》

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