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グルー・ロジック

索引 グルー・ロジック

電子工学における グルー・ロジック (glue logic) とは、複数の集積回路を相互に接続する際に、外付けする論理回路である。 初期のマイクロプロセッサである6502やZ80を中心としたシステムを構成する場合、CPUに加えて、ROM、RAM、IOデバイスを接続するが、ROMやRAMが複数ある場合には、それをアドレス空間に適切に割り当てるために、アドレスデコーダを外付けする必要がある。これが、グルー・ロジックの例である。また、複数のデバイスを接続したバスをマイクロプロセッサが直接駆動できない場合には、間にバスドライバを挿入して駆動力を増幅する。このドライバや、ドライバを制御する回路もグルー・ロジックに含める。 初期のシステムにおいてグルー・ロジックはTTLなどの標準ロジックICを組み合わせて構成されたが、パーソナルコンピュータでは、やがて専用のチップセットに置き換えられた。また個別のシステムではCPLDやFPGAに置き換え、そこに所定の論理を設定して用いる。 一方で、たとえばi8085ファミリでは、i8085(CPU)、i8155(RAM,IO,TIMER)、i8355(ROM,IO)またはi8755(EP-ROM,IO)の3チップのみで最小システムを構成する場合には、他に論理回路を要求せず、グルー・ロジックを用いない。 近年は、SoCで全ての論理回路を集積したデバイスも製作される。この場合には、外付けの回路は不要である。 Category:電子工学.

19 関係: マイクロプロセッサチップセットパーソナルコンピュータアドレス空間システム入出力ポートCPLDCPU論理回路電子工学電気回路集積回路FPGAIntel 8085MOS 6502Random Access MemoryRead only memoryZ80汎用ロジックIC

マイクロプロセッサ

マイクロプロセッサ(Microprocessor)とは、コンピュータなどに搭載される、プロセッサを集積回路で実装したものである。 マイクロプロセッサは小型・低価格で大量生産が容易であり、コンピュータのCPUの他、ビデオカード上のGPUなどにも使われている。また用途により入出力などの周辺回路やメモリを内蔵するものもあり、一つのLSIでコンピュータシステムとして動作するものを特にワンチップマイコンと呼ぶ。マイクロプロセッサは一つのLSIチップで機能を完結したものが多いが、複数のLSIから構成されるものもある(チップセットもしくはビットスライスを参照)。 「CPU」、「プロセッサ」、「マイクロプロセッサ」、「MPU」は、ほぼ同義語として使われる場合も多い。本来は「プロセッサ」は処理装置の総称、「CPU」はシステム上で中心的なプロセッサ、「マイクロプロセッサ」および「MPU(Micro-processing unit)」はマイクロチップに実装されたプロセッサである。本項では、主にCPU用のマイクロプロセッサについて述べる。 当初のコンピュータにおいて、CPUは真空管やトランジスタなどの単独素子を大量に使用して構成されたり、集積回路が開発されてからも、たくさんの集積回路の組み合わせとして構成されてきた。製造技術の発達、設計ルールの微細化が進むにつれてチップ上に集積できる素子の数が増え、一つの大規模集積回路にCPU機能を納めることが出来るようになった。汎用のマイクロプロセッサとして最初のものは、1971年にインテルが開発したIntel 4004である。このマイクロプロセッサは当初電卓用に開発された、性能が非常に限られたものであったが、生産や利用が大幅に容易となったため大量に使われるようになり、その後に性能は著しく向上し、価格も低下していった。この過程でパーソナルコンピュータやRISCプロセッサも誕生した。ムーアの法則に従い、集積される素子数は増加し続けている。現在ではマイクロプロセッサは、大きなメインフレームから小さな携帯電話や家電まで、さまざまなコンピュータや情報機器に搭載されている。.

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チップセット

チップセットに用いられるLSI例 チップセット(Chipset)とは、原義では、ある機能を実現するのに、複数の集積回路(IC)を組み合わせて機能を実現する構成の場合、それら一連の関連のある複数の集積回路のことをチップセットと呼ぶ。 PC/AT互換機(に類似したパーソナルコンピュータ)CPUの外部バスと、メモリや周辺機器を接続する標準バスとのバスブリッジなどの、旧来は単機能のICを複数組み合わせて(こちらが原義のチップセット)実現されていた機能を、1個ないし少数の大規模集積回路(LSI)に集積したものを指して、チップセットと呼ぶことが多い。 2010年前後には、RFなどの高機能LSIとバスコントローラ、さらにマイクロコントローラ(に、さらに周辺を集積したSoC)などが連携し、スマートフォン等、ビジネスになる製品をワンストップで実装できる「ターンキー」システムとして設計されたLSIのセットを指しても「チップセット」という語が使われるようになっている。 本項では主として、前述のパーソナルコンピュータにおけるチップセットについて説明する。.

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パーソナルコンピュータ

パーソナルコンピュータ(personal computer)とは、個人によって占有されて使用されるコンピュータのことである。 略称はパソコン日本独自の略語である。(著書『インターネットの秘密』より)またはPC(ピーシー)ただし「PC」という略称は、特にPC/AT互換機を指す場合もある。「Mac対PC」のような用法。。.

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アドレス空間

情報処理において、アドレス空間 (Address Space) とは、メモリアドレスが意味を成すコンテキストを定義したもの。あるいは、一連のメモリアドレスによってアクセス可能なメモリ空間を意味する。 メモリアドレスはコンピュータのメモリ内の物理的位置を識別するものであり、住所とある意味で類似している。アドレスはデータが格納されている位置を指すが、それはちょうど人間の住所がその人の居住地を指すのと同じである。人間の住所とのアナロジーで言えば、「アドレス空間」とは、町や市や国といったある範囲の地域に対応すると考えることができる。2つのアドレスが数値的に同じでも、それぞれ異なるアドレス空間内のアドレスであれば、異なる位置を指していると言える。これは2つの市に「××町○丁目△-□」という住所が存在したとき、それらが別の場所を指すのと同じことである。 アドレス空間の例:.

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システム

テム(system)は、相互に影響を及ぼしあう要素から構成される、まとまりや仕組みの全体。一般性の高い概念であるため、文脈に応じて系、体系、制度、方式、機構、組織といった多種の言葉に該当する。系 (自然科学) の記事も参照。 それ自身がシステムでありながら同時に他のシステムの一部でもあるようなものをサブシステムという。.

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入出力ポート

入出力ポート(にゅうしゅつりょくポート、Input/Output Port)は、コンピュータ等の情報機器において、装置の外部に接続する機器との情報の入出力に使用するインタフェースの端子(ポート)である。以下、略語としてI/Oポート(アイオーポート)を用いる。.

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CPLD

CPLD (Complex Programmable Logic Device)とは、プログラマブルロジックデバイスの一種で、PALとFPGAの中間の集積度を持ち、これら両方のアーキテクチャの特徴を持っている。CPLD で作られるブロックはマクロセルであり、これには加法標準形での表現とより特殊な論理的操作が実装されている。 PALと共通する特徴は以下のようである。.

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CPU

Intel Core 2 Duo E6600) CPU(シーピーユー、Central Processing Unit)、中央処理装置(ちゅうおうしょりそうち)は、コンピュータにおける中心的な処理装置(プロセッサ)。 「CPU」と「プロセッサ」と「マイクロプロセッサ」という語は、ほぼ同義語として使われる場合も多いが、厳密には以下に述べるように若干の範囲の違いがある。大規模集積回路(LSI)の発達により1個ないしごく少数のチップに全機能が集積されたマイクロプロセッサが誕生する以前は、多数の(小規模)集積回路(さらにそれ以前はディスクリート)から成る巨大な電子回路がプロセッサであり、CPUであった。大型汎用機を指す「メインフレーム」という語は、もともとは多数の架(フレーム)から成る大型汎用機システムにおいてCPUの収まる主要部(メイン)、という所から来ている。また、パーソナルコンピュータ全体をシステムとして見た時、例えば電源部が制御用に内蔵するワンチップマイコン(マイクロコントローラ)は、システム全体として見た場合には「CPU」ではない。.

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論理回路

論理回路(ろんりかいろ、logic circuit)は、論理演算を行う電気回路及び電子回路である。真理値の「真」と「偽」、あるいは二進法の「0」と「1」を、電圧の正負や高低、電流の方向や多少、位相の差異、パルスなどの時間の長短、などで表現し、論理素子などで論理演算を実装する。電圧の高低で表現する場合それぞれを「」「」等という。基本的な演算を実装する論理ゲートがあり、それらを組み合わせて複雑な動作をする回路を構成する。状態を持たない組み合わせ回路と状態を持つ順序回路に分けられる。論理演算の結果には、「真」、「偽」の他に「不定」がある。ラッチ回路のdon't care, フリップフロップ回路の禁止が相当する。 ここでの論理は離散(digital)であるためディジタル回路を用いる。論理演算を行うアナログ回路、「アナログ論理」を扱う回路(どちらも「アナログ論理回路」)もある。 多値論理回路も量子コンピュータで注目されている。 電気(電子)的でないもの(たとえば流体素子や光コンピューティングを参照)もある。 以下では離散なデジタル回路を扱う。.

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電子工学

電子工学(でんしこうがく、Electronics、エレクトロニクス)は、電気工学の一部ないし隣接分野で、電気をマクロ的に扱うのではなく、またそのエネルギー的な側面よりも信号などの応用に関して、電子の(特に量子的な)働きを活用する工学である。なお、電気工学の意の英語 electrical engineering に対し、エレクトロニクス(electronics)という語には、明確に「工学」という表現が表面には無い。.

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電気回路

電気回路(でんきかいろ、electric(al) circuit)は、抵抗器(抵抗)、インダクタ、コンデンサ、スイッチなどの電気的素子が電気伝導体でつながった電流のループ(回路)である。 電気回路は、電流の流れのための閉ループを持っていて、2つ以上の電気的素子が接続されている。 「回路」の語義的にはループになっているものだけであり、また電流は基本的にはその性質として、ループになっていなければ流れないものであるが、アンテナやアースのように開放端になっている部分も通例として含めている。対象が電子工学的(弱電)であるものは電子回路と言う。 例外的な分野の例ではあるが、主に数ギガヘルツの電磁波(電波)を伝播させる給電線である導波管をコンポーネント単位で、加工・細工するなどして、中空の導波管内を伝播する電磁波に直接作用させる形で構成した電気回路を立体回路と言う。これらは、基本的にループを構成せず、電気伝導体を介さない上記の電気回路の概念とは少し異なるものだが、電気回路の延長線上としてマイクロ波などの高周波領域であつかわれている。 導波管は金属の管であり、加工により通常の電気回路にあるような電気的素子である容量性(コンデンサ)、誘導性(インダクタ)、短絡(ショート)、抵抗減衰、分岐などを高周波領域で実現することが出来る。 これらは衛星通信やマイクロ波加熱、プラズマ生成など用途に応じて高出力(電力)で、かつ高周波の無線電波分野で用いられ、立体回路が構成される導波管は主に中空の方形導波管が多い。.

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集積回路

SOPパッケージに封入された標準ロジックICの例 集積回路(しゅうせきかいろ、integrated circuit, IC)は、主としてシリコン単結晶などによる「半導体チップ」の表面および内部に、不純物の拡散による半導体トランジスタとして動作する構造や、アルミ蒸着とエッチングによる配線などで、複雑な機能を果たす電子回路の多数の素子が作り込まれている電子部品である。多くの場合、複数の端子を持つ比較的小型のパッケージに封入され、内部で端子からチップに配線されモールドされた状態で、部品・製品となっている。.

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FPGA

Altera Stratix IV GX FPGA FPGA(field-programmable gate array)は、製造後に購入者や設計者が構成を設定できる集積回路であり、広義にはPLD(プログラマブルロジックデバイス)の一種である。現場でプログラム可能なゲートアレイであることから、このように呼ばれている。.

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Intel 8085

Intel 8085 NEC μPD8085AC Intel 8085(インテル 8085、i8085)は、アメリカの半導体製造会社、インテルによって開発された8ビットのマイクロプロセッサ (CPU) である。Intel 8080の改良・高集積版として1976年に発表された。型番の最後の5は、単一電源の5Vに由来する。.

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MOS 6502

MOS 6502はアメリカのモステクノロジーが1975年に発表した8ビット MPU (CPU) である。 1977年に発売されたApple II に搭載されて一躍有名になり、その後PET 2001(1977年1月発表、10月発売)、CBM3032、VIC-1001等、主にコモドール社の製品で採用されていた。日本ではパソコン用のCPUとしてはそれほど普及しなかったが、互換CPUがファミリーコンピュータやPCエンジンに採用されている。 モステクノロジー 6502 マイクロプロセッ.

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Random Access Memory

RAMの種類。上からDIP、SIPP、SIMM 30ピン、SIMM 72ピン、DIMM (SDRAM)、DIMM(DDR-SDRAM) Random access memory(ランダムアクセスメモリ、RAM、ラム)とは、コンピュータで使用するメモリの一分類である。本来は、格納されたデータに任意の順序でアクセスできる(ランダムアクセス)メモリといった意味で、かなりの粗粒度で「端から順番に」からしかデータを読み書きできない「シーケンシャルアクセスメモリ」と対比した意味を持つ語であった。しかし本来の意味からズレて、ROM(読み出し専用メモリ)に対して、任意に書き込みできるメモリの意で使われていることが専らである。.

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Read only memory

Read only memory(リードオンリーメモリ、ROM: ロム)は、記録されている情報を読み出すことのみ可能なメモリである。読み出し専用メモリともいう。.

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Z80

Z80 CPU(1993年第45週製造品) Z80 は、米国ザイログによって製造された 8ビット・マイクロプロセッサーである。1976年に発表され、1980年代の中頃までは、パーソナルコンピューターのCPUとしてなど、幅広い用途に使用された。以後も周辺デバイスを集積した製品が出されるなど、現在でも組み込み用途など、目に見えないところで多用されている。.

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汎用ロジックIC

汎用ロジックIC(はんようロジックアイシー)とは、様々な論理回路に共通して必要とされる個々の機能を1つの小型パッケージにまとめた小規模な集積回路である。 ANDゲート、ORゲート、NOTゲート、NANDゲート、NORゲート、ExORゲートといったゲート回路や、フリップフロップ、カウンタ、レジスタ、シフトレジスタ、ラッチ、エンコーダ/デコーダ、マルチプレクサ/デマルチプレクサ、加算器、コンパレータといった簡単な論理機能ブロックなどのデジタル回路が主体であるが、そういった論理回路だけでなく、バッファやインバータといった論理というよりは駆動電流を増強するアンプの役割をする回路も含まれている。 また、場合によっては、電気的なスイッチであるアナログスイッチや、アナログマルチプレクサ、発振器あるいは位相同期回路(PLL)など、ほとんどロジック(論理)と呼べないアナログ回路に属するものも含める場合もある。.

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