కోప్రాసెసర్: ఆర్కిటెక్చర్, వర్కింగ్, రకాలు & దాని అప్లికేషన్స్

a లో మైక్రోప్రాసెసర్ chip, CPU కోర్ వర్క్‌ను ఆఫ్‌లోడ్ చేయడానికి ప్రత్యేక టాస్క్‌లు మరియు నంబర్‌లపై ఆపరేషన్‌లను సాధించడానికి కొత్త సర్క్యూట్రీ జోడించబడింది, తద్వారా CPU చాలా వేగంగా పని చేస్తుంది. గ్రాఫికల్ డిస్‌ప్లే ప్రాసెసింగ్ & విస్తృత అంకగణిత గణనల వంటి ప్రత్యేక పనులను సాధించడానికి కంప్యూటర్‌లలో కోప్రాసెసర్ వంటి సప్లిమెంటరీ ప్రాసెసర్ ప్రధానంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ ప్రాసెసర్ CPUతో పోల్చితే అటువంటి పనులను చాలా సమర్ధవంతంగా నిర్వహించడానికి రూపొందించబడింది, తద్వారా మొత్తం కంప్యూటర్ వేగాన్ని పెంచవచ్చు. ఈ వ్యాసం a యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది కోప్రాసెసర్ -ఆర్కిటెక్చర్, పని & దాని అప్లికేషన్లు.

కోప్రాసెసర్ అంటే ఏమిటి?

CPU వంటి కంప్యూటర్ యొక్క ప్రధాన ప్రాసెసర్‌తో పక్కపక్కనే పనిచేసే ప్రాసెసర్‌ను కోప్రాసెసర్ అంటారు. ఈ ప్రాసెసర్‌ని సప్లిమెంటరీ కంప్యూటర్ ప్రాసెసర్ అని కూడా అంటారు. ఈ ప్రాసెసర్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా, స్క్రీన్‌పై ప్రదర్శించబడే గ్రాఫిక్‌లు, సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్, స్ట్రింగ్ ప్రాసెసింగ్, ఫ్లోటింగ్-పాయింట్ అర్థమెటిక్, ఇన్‌పుట్-అవుట్‌పుట్ ఇంటర్‌ఫేసింగ్ మొదలైన కొన్ని క్లిష్టమైన గణిత గణనలను నిర్వహించవచ్చు.

కోప్రాసెసర్ ఆర్కిటెక్చర్

8087 ఆర్కిటెక్చర్ వంటి కోప్రాసెసర్ క్రింద చూపబడింది. సాధారణంగా, ఈ కో-ప్రాసెసర్ మైక్రోప్రాసెసర్‌తో సమాంతరంగా పనిచేస్తుంది. ఈ కోప్రాసెసర్‌ను ఇంటెల్ అభివృద్ధి చేసింది మరియు 16-బిట్ 8086 ఫ్యామిలీ మైక్రోప్రాసెసర్‌లతో ఉపయోగించబడింది. ప్రాసెసర్ మైక్రోప్రాసెసర్‌తో కలిపి పనిచేసినప్పుడు, గణన భాగం ప్రాసెసర్ ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది & ఇది వివిధ ఇతర కార్యకలాపాలను అమలు చేయడానికి వనరులను ఉపయోగించుకోవడానికి CPUని అనుమతిస్తుంది.

కింది బొమ్మ 8087 కోప్రాసెసర్ నిర్మాణాన్ని సూచిస్తుంది. ఈ ఆర్కిటెక్చర్ కంట్రోల్ యూనిట్ మరియు న్యూమరిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ యూనిట్ వంటి రెండు ప్రధాన యూనిట్లను కలిగి ఉంటుంది, దీనిని NEU అని కూడా పిలుస్తారు.

కంట్రోల్ యూనిట్‌లో, డేటా బఫర్, కంట్రోల్ & స్టేటస్ వర్డ్ రిజిస్టర్, షేర్డ్ ఆపరాండ్ క్యూ, మినహాయింపు పాయింటర్ మరియు అడ్రసింగ్ & బస్ ట్రాకింగ్ యూనిట్ వంటి వివిధ యూనిట్లు ఉన్నాయి. న్యూమరిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ యూనిట్ లేదా NEU ప్రధానంగా మైక్రోకోడ్ కంట్రోల్ యూనిట్, రిజిస్టర్ స్టాక్, ప్రోగ్రామబుల్ షిఫ్టర్, తాత్కాలికంగా ఉంటాయి నమోదు చేస్తుంది , అంకగణిత మాడ్యూల్, ఎక్స్‌పోనెంట్ మాడ్యూల్ & షేర్డ్ ఆపరాండ్ క్యూ.

కోప్రాసెసర్‌లోని కంట్రోల్ యూనిట్ అనేది న్యూమరిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ యూనిట్ బాధ్యత వహించే సూచనల అమలు (IE)ని నియంత్రించడం. ఎక్కువగా, న్యూమరిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ యూనిట్ యొక్క మైక్రోకోడ్ కంట్రోల్ యూనిట్ (CU) కోప్రాసెసర్ కంట్రోల్ యూనిట్ నుండి సంఖ్యా సూచనలను పొందుతుంది. ఈ కోప్రాసెసర్ 80 బిట్‌ల పూర్తి 8-రిజిస్టర్‌లను కలిగి ఉంది మరియు వీటిలో ప్రతి ఒక్కటి LIFO స్టాక్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది. రిజిస్టర్ స్టాక్‌లో కో-ప్రాసెసర్ సూచనలు సంభవించే ఆపరేండ్‌లు ఉన్నాయి.

ఇప్పటికే ఉన్న స్టాక్ 3-బిట్ SP (స్టాక్ పాయింటర్) ద్వారా సూచించబడుతుంది, ఇది 8 స్టాక్ రిజిస్టర్‌లను చూపించడానికి బైనరీ విలువలను 000 - 111 వరకు కలిగి ఉంటుంది. ఇది LIFO మోడ్‌లో వృత్తాకార స్టాక్ మార్గంలో పని చేస్తుంది. కానీ, రీసెట్ చర్య జరిగిన తర్వాత, బైనరీ విలువ '000' ద్వారా పాయింటర్‌ని ప్రారంభించవచ్చు.

కో-ప్రాసెసర్ విధులు దశాంశ సంఖ్యలు, వాస్తవ సంఖ్యలు & బైనరీ పూర్ణాంకాలు ప్యాక్ చేయబడిన సంఖ్యా డేటా మూడు వర్గీకరణలు. బైనరీ పూర్ణాంకాలు మూడు రకాలు 16-బిట్ పద పూర్ణాంకం, 32-బిట్ షార్ట్ పూర్ణాంకం & 64-బిట్ లాంగ్ పూర్ణాంకం. 80-బిట్ BCD ఫార్మాట్ ప్యాక్ చేయబడిన దశాంశ సంఖ్యలను సూచిస్తుంది, అయితే వాస్తవ సంఖ్యలు 3 రకాలు; 32-బిట్ షార్ట్ రియల్, 64-బిట్ లాంగ్ రియల్ మరియు 80-బిట్ టెంపరరీ రియల్.

కోప్రాసెసర్‌లోని సంఖ్యా డేటాను బదిలీ చేయడానికి a 16-బిట్ ఎక్స్‌పోనెంట్ బస్సు లేదా 64-బిట్ మాంటిస్సా బస్సు ఉపయోగించబడుతుంది . కోప్రాసెసర్‌లో 16-బిట్ కంట్రోల్ వర్డ్ & 16-బిట్ స్టేటస్ వర్డ్ ఉన్నాయి.

నియంత్రణ పదం నియంత్రణ రిజిస్టర్‌లో వ్రాయబడింది & ఇది కోప్రాసెసర్ ప్రారంభంలో నియంత్రణ పదాన్ని మెమరీ స్థానంలో వ్రాసే విధంగా జరుగుతుంది. ఆ తర్వాత, కొప్రాసెసర్ మెమొరీ లొకేషన్‌ని ఉపయోగించి కంట్రోల్ వర్డ్‌ని చదివి కంట్రోల్ రిజిస్టర్‌లో నిల్వ చేస్తుంది.

అదేవిధంగా, స్టేటస్ వర్డ్ ప్రాసెసర్ స్టేటస్ రిజిస్టర్‌లోని డేటాను మెమరీ ఉన్న ప్రదేశానికి పంపే విధంగా చదవబడుతుంది. ఇంకా, ఈ కోప్రాసెసర్ మెమరీ యొక్క నిర్దిష్ట స్థానం నుండి స్థితి రిజిస్టర్‌ను చదువుతుంది. కాబట్టి దీని అర్థం, ప్రాసెసర్ & మైక్రోప్రాసెసర్ ప్రధాన మెమరీ ద్వారా ఒకదానితో ఒకటి సంభాషించుకుంటాయి.

కోప్రాసెసర్ ఎలా పని చేస్తుంది?

కోప్రాసెసర్ ప్రధానంగా 8086 & 8088 ప్రాసెసర్‌లతో పనిచేయడానికి రూపొందించబడింది. నిర్దిష్ట CPU టాస్క్‌లను ఆఫ్‌లోడ్ చేయడం ద్వారా సిస్టమ్ మరింత శక్తివంతంగా అమలు చేయడంలో సహాయపడేందుకు కోప్రాసెసర్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ ప్రాసెసర్ మైక్రోప్రాసెసర్‌తో కలిపి పనిచేసిన తర్వాత, ప్రోగ్రామ్‌ను వ్రాస్తున్నప్పుడు మైక్రోప్రాసెసర్ మరియు కోప్రాసెసర్ రెండింటి యొక్క సూచనలు ఏకీకృతం చేయబడతాయి. అసెంబ్లీ భాషా ప్రోగ్రామ్‌లోని సూచనల ప్రారంభంలో కోప్రాసెసర్ సూచనలను సూచించే 'F' ఉంటుంది, అయితే 'F' ప్రిఫిక్స్ లేని సూచనలు మైక్రోప్రాసెసర్ సూచనలను చూపుతాయి.

మొదట, మైక్రోప్రాసెసర్ ద్వారా మెమొరీ ఉన్న ప్రదేశం నుండి సూచనలు పొందబడతాయి మరియు వాటిని క్యూలో సీక్వెన్షియల్‌గా లోడ్ చేస్తుంది, అదే సమయంలో, 8087 కోప్రాసెసర్ సూచనలను ఇన్‌సైడ్ క్యూలో కూడా చదువుతుంది & నిల్వ చేస్తుంది. కాబట్టి దీని అర్థం, ప్రతి ఒక్క సూచనను కోప్రాసెసర్ & ప్రాసెసర్ రెండింటి ద్వారా చదవవచ్చు, అయితే అమలు సమయంలో, కోప్రాసెసర్ & మైక్రోప్రాసెసర్ రెండూ వాటి నిర్దిష్ట సూచనల అమలును అమలు చేయగలవు. దీని అర్థం, ఆ సూచన చదవబడింది & డీకోడ్ చేయబడింది. మైక్రోప్రాసెసర్ కోప్రాసెసర్ ఇన్‌స్ట్రర్ ఉందని తనిఖీ చేస్తే, ఆ సూచన నో-ఆపరేషన్‌గా పరిగణించబడుతుంది. అదేవిధంగా, మైక్రోప్రాసెసర్ యొక్క ఏదైనా సూచనల ద్వారా ఈ కో-ప్రాసెసర్ చేరుకుంటే, అది నో-ఆపరేషన్‌గా పరిగణించబడుతుంది.

కోప్రాసెసర్ రకాలు

క్రింది తయారీదారుల ఆధారంగా వివిధ కోప్రాసెసర్లు అందుబాటులో ఉన్నాయి.

ఇంటెల్ 8087 కోప్రాసెసర్

ఇంటెల్ 8087 అనేది ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన కో-ప్రాసెసర్, ఇది ఫ్లోటింగ్ పాయింట్ & పూర్ణాంక విలువలను కలిగి ఉన్న గణిత గణనలను నిర్వహించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. కొన్నిసార్లు, దీనిని న్యూమరిక్ డేటా ప్రాసెసర్ & మ్యాథ్ ప్రాసెసర్ అని కూడా అంటారు. ఇది ఇంటెల్ 80188, 8086, 80186 & 8088 ప్రాసెసర్‌ల కోసం న్యూమరిక్ కో-ప్రాసెసర్. 8087 కోప్రాసెసర్ ఎనిమిది 80-బిట్ సాధారణ రిజిస్టర్‌లను కలిగి ఉంటుంది, ఇవి స్టాక్‌గా అమలు చేయబడతాయి. కాబట్టి, అన్ని ఫ్లోటింగ్ పాయింట్ కార్యకలాపాలు స్టాక్ నుండి & బాహ్య మెమరీ నుండి డేటాతో నిర్వహించబడతాయి.

Intel 8087 కో-ప్రాసెసర్ కేవలం BCD, పూర్ణాంకం, సింగిల్ & డబుల్ ప్రెసిషన్ ఫ్లోటింగ్ పాయింట్ నంబర్‌లు & ఎక్స్‌టెండెడ్ ప్రెసిషన్ ఫ్లోటింగ్ పాయింట్ నంబర్‌లకు మద్దతు ఇస్తుంది. 8087 ప్రాసెసర్ మెమరీ నుండి డేటాను లోడ్ చేసిన తర్వాత, అది ఖచ్చితత్వ సంఖ్యను విస్తరించడానికి అంతర్గతంగా మారుతుంది & అన్ని గణనలు ఈ సంఖ్య ద్వారా నిర్వహించబడతాయి.

కాబట్టి 64-బిట్ పూర్ణాంకం - 32-బిట్/16-బిట్ పూర్ణాంకం నుండి డబుల్-ప్రెసిషన్ నంబర్ నుండి సింగిల్-ప్రెసిషన్ నంబర్‌కు మారడం వల్ల ఎటువంటి గణనీయమైన బూస్ట్ పనితీరును అందించదు. 8087 కోప్రాసెసర్‌లను ఇంటెల్ తయారు చేయడమే కాకుండా AMD, Cyrix & IBM కూడా ఈ కోప్రాసెసర్‌లను తయారు చేస్తున్నాయి.

మోటరోలా 68881

Motorola 68881 అనేది ఒక కోప్రాసెసర్, ఇది ప్రధానంగా Motorola 68K యొక్క 2వ తరంతో ఉపయోగించబడుతుంది మైక్రోప్రాసెసర్లు Motorola 68030 & 68020 వంటివి. సిద్ధాంతపరంగా, ఈ కోప్రాసెసర్ మునుపటి 68000 లేదా 68010 CPUలతో పరిధీయ పరికరంగా ఉపయోగించబడింది.

Motorola 68881 కో-ప్రాసెసర్ కేవలం మెమరీ-మ్యాప్ చేయబడిన పరికరం వలె పనిచేస్తుంది. ప్రధాన CPU కో-ప్రాసెసర్ సూచనలను లోడ్ చేసిన తర్వాత, అది CPU యొక్క చిరునామా స్థలంలో మ్యాప్ చేయబడిన CIR (కో-ప్రాసెసర్ ఇంటర్‌ఫేస్ రిజిస్టర్‌లు)కి సూచన కోడ్‌ను వ్రాస్తుంది మరియు ఆ తర్వాత, ఇది ప్రతిస్పందనను చదువుతుంది. CIR రిజిస్టర్లలో ఒకదాని నుండి సహ-ప్రాసెసర్.

Motorola 68881/68882 కోప్రాసెసర్‌లు IBM RT PC వర్క్‌స్టేషన్‌లు, Sun Microsystems Sun-3 వర్క్‌స్టేషన్‌లు, NeXT కంప్యూటర్, Apple Computer Macintosh II ఫ్యామిలీ, Amiga 3000, Sharp X68000, కన్వర్జెంట్ Framarie, STE. ఈ ప్రాసెసర్‌లు 68000కి మెమరీ-మ్యాప్ చేయబడిన పరికరం వంటి కొన్ని థర్డ్-పార్టీ అటారీ & అమిగా ఉత్పత్తులలో కూడా ఉపయోగించబడతాయి.

ఆపిల్ మోషన్ కోప్రాసెసర్లు

Apple యొక్క M-సిరీస్ కోప్రాసెసర్‌లను మోషన్ కోప్రాసెసర్‌లుగా పిలుస్తారు, వీటిని Apple మొబైల్ పరికరాలలో ఉపయోగిస్తారు. మొదటి కోప్రాసెసర్ 2013లో రూపొందించబడింది, ఇది ఇన్‌కార్పొరేటెడ్ గైరోస్కోప్‌లు, యాక్సిలరోమీటర్లు మరియు కంపాస్‌ల నుండి సెన్సార్ డేటాను సేకరించడానికి & ప్రధాన CPUని ఉపయోగించి సేకరించిన సెన్సార్ డేటాను ఆఫ్‌లోడ్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

M-సిరీస్ Apple కోప్రాసెసర్‌లు పరికరం నిద్రలో ఉన్నప్పటికీ సెన్సార్ యొక్క డేటాను ప్రాసెస్ చేసి నిల్వ చేస్తాయి మరియు పరికరం మళ్లీ పవర్ అప్ అయిన తర్వాత అప్లికేషన్‌లు డేటాను పునరుద్ధరించగలవు. కాబట్టి ఇది పరికరం నుండి తీసుకోబడిన శక్తిని తగ్గిస్తుంది మరియు బ్యాటరీ యొక్క జీవితాన్ని ఆదా చేస్తుంది.

ప్రాసెసర్ మరియు కోప్రాసెసర్ మధ్య వ్యత్యాసం

ప్రాసెసర్ & కోప్రాసెసర్ మధ్య వ్యత్యాసం క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటుంది.

ప్రయోజనాలు

కోప్రాసెసర్ యొక్క ప్రయోజనాలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• కోర్ CPUతో పోలిస్తే కో-ప్రాసెసర్ మరింత ప్రత్యేకమైన పనులను వేగంగా నిర్వహిస్తుంది
• ఈ ప్రాసెసర్లు ఉపయోగించడానికి సులభమైనవి మరియు అత్యంత ప్రజాదరణ పొందినవి.
• ఇది CPU నుండి ప్రత్యేక ప్రాసెసింగ్ పనులను తీసుకోవడం ద్వారా మైక్రోప్రాసెసర్ యొక్క ఒత్తిడిని తగ్గిస్తుంది, తద్వారా ఇది అధిక వేగంతో నడుస్తుంది.
• ఇన్‌స్ట్రక్షన్ సెట్‌ను విస్తరించడం ద్వారా లేదా కాన్ఫిగరేషన్ రిజిస్టర్‌లను అందించడం ద్వారా CPU ప్రాసెసింగ్ ఫీచర్‌లను విస్తరించడంలో ఈ ప్రాసెసర్ సహాయపడుతుంది.

ప్రతికూలతలు

కోప్రాసెసర్ల యొక్క ప్రతికూలతలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• మెమరీ నుండి సూచనలను తిరిగి పొందడం, సూచనలను నేరుగా అమలు చేయడం, మెమరీని నిర్వహించడం, I/O ఆపరేషన్లు చేయడంలో కోప్రాసెసర్ సామర్థ్యం లేదు.
• ఇది కోప్రాసెసర్ సూచనలను తిరిగి పొందేందుకు మరియు కోప్రాసెసర్‌కు సంబంధం లేని అన్ని ఇతర కార్యకలాపాలను చూసుకోవడానికి ప్రధాన ప్రాసెసర్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది.
• ఇది సిస్టమ్ యొక్క ప్రధాన ప్రాసెసర్ కాదు.
• ప్రధాన మైక్రోప్రాసెసర్ లేకుండా కోప్రాసెసర్ పనిచేయదు.

అప్లికేషన్లు

కోప్రాసెసర్ల అప్లికేషన్లు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• గ్రాఫికల్ డిస్‌ప్లే ప్రాసెసింగ్ లేదా సంక్లిష్టమైన గణిత గణనల వంటి కొన్ని ప్రత్యేకమైన పనులను నిర్వహించడానికి సహ-ప్రాసెసర్ ఉపయోగించబడుతుంది.
• కంప్యూటర్ యొక్క CPUపై భారాన్ని తగ్గించడానికి సహ-ప్రాసెసర్ ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఈ ప్రాసెసర్ కంప్యూటర్ యొక్క CPUతో పక్కపక్కనే పనిచేస్తుంది.
• మూలాలు, లాగరిథమ్‌లు, త్రికోణమితి విధులు మొదలైన ప్రధాన ప్రాసెసర్‌తో పోలిస్తే ఈ ప్రాసెసర్ అధిక-స్థాయి గణిత కార్యకలాపాలను చాలా వేగంగా నిర్వహిస్తుంది.
• కోప్రాసెసర్ ప్రాథమిక ప్రాసెసర్ యొక్క విధులను పెంచుతుంది.
• కోప్రాసెసర్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్, ఫ్లోటింగ్-పాయింట్ అర్థమెటిక్, స్ట్రింగ్ ప్రాసెసింగ్, గ్రాఫిక్స్, పెరిఫెరల్ పరికరాల ద్వారా I/O ఇంటర్‌ఫేసింగ్, క్రిప్టోగ్రఫీ మొదలైన వివిధ కార్యకలాపాలను నిర్వహిస్తుంది.
• ఈ ప్రాసెసర్‌లు మదర్‌బోర్డుకు కనెక్ట్ చేయబడిన మునుపటి డెస్క్‌టాప్ కంప్యూటర్‌లలో స్టాండ్-ఏలోన్ చిప్‌లు.
• మొత్తం పనితీరును పెంచడానికి ఒక కోప్రాసెసర్ CPU టాస్క్‌లను నిర్వహిస్తుంది.

అందువలన, ఇది కోప్రాసెసర్ యొక్క అవలోకనం - పని మరియు దాని అప్లికేషన్లు. ఈ ప్రాసెసర్‌ని మ్యాథ్ ప్రాసెసర్ అని కూడా అంటారు. కోర్ CPUతో పోలిస్తే కోప్రాసెసర్ చాలా వేగంగా వివిధ పనులను చేస్తుంది. అందువలన, కంప్యూటర్ సిస్టమ్ యొక్క మొత్తం వేగం పెరుగుతుంది. ఈ ప్రాసెసర్‌ను ARM ప్రాసెసర్‌కు జోడించవచ్చు. ఇది జోడించబడిన తర్వాత మేము కోర్ CPU యొక్క సూచనల సెట్‌ను పెంచాలి లేదా ప్రాసెసింగ్ శక్తిని పెంచడానికి కాన్ఫిగర్ చేయగల రిజిస్టర్‌లను చేర్చాలి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, మైక్రోప్రాసెసర్ అంటే ఏమిటి?