[拼音]：danpianshi weichuliqi

[外文]：chip microprocessor

利用大规模和超大规模集成电路技术，在一个微小的硅片上制作的中央处理器。芯片包括中央处理器的主要部分，如控制逻辑电路，指令译码、运算和处理电路等。单片式微处理器用 MOS电路工艺制成。第一个单片式微处理器是美国的intel 4004型4位微处理器，于1971年投产。后又试制出 8位的intel 8008微处理器。而第一个指令系统比较完整、功能较强的 8位单片式微处理器，则是1973年生产的8080。到80年代初已有16位、32位高性能单片式微处理器，性能已接近或超过一些小型计算机。

单片式微处理器8080由寄存器组、算术逻辑部件、时序逻辑电路和指令操作控制部件等组成。外部采用三总线（数据总线、地址总线、控制总线）结构，与存储器、输入输出等接口电路相联接（见图）。由地址总线决定从存储器（或接口电路）的某单元取的指令码（或数据），通过数据总线送到指令操作控制部件（数据送到寄存器组或累加器）。经过译码后，在时序逻辑电路配合下产生一系列控制信号，协调算术逻辑部件、寄存器组和外部电路工作。算术逻辑部件完成加、减和逻辑运算；寄存选择器组存放运算的原始数据和中间结果。

8位和16位单片式微处理器采用 NMOS工艺和HMOS工艺（见N沟道金属-氧化物-半导体集成电路、高性能金属-氧化物-半导体集成电路），速度快，使用单电源5伏，可与晶体管-晶体管逻辑电路(TTL)兼容。肖特基TTL电路用于位片式微处理器。CMOS电路工艺因其特有的优点如功耗少、抗干扰性能好、环境适应范围大等而受到重视。

在NMOS电路工艺中，反相器采用增强型与耗尽型金属-氧化物-半导体集成电路，有利于提高电路速度和减小芯片面积。触发器采用双相时钟(有的是内部产生)准静态电路；寄存器组采用存储器结构；指令操作控制早期采用随机逻辑电路，以节省芯片面积和提高操作速度，后为可编程序的逻辑阵列或微程序只读存储器。这有利于芯片版图的规整，易于修改设计和调试。因MOS电路驱动能力弱，在输出级采用大面积的推挽式驱动器，以驱动外界一个标准TTL逻辑电路负载。

微处理器发展迅速，新产品不断出现。一方面向高性能发展，如采用流水线技术，面向操作系统和高级语言的指令系统，实现软件透明的多重处理，支持浮点运算和提高虚拟地址空间等。用超大规模集成技术在一个芯片上制作几十万个元件（包括MOS晶体管），实现过去用软件完成的工作。工艺上采用小于2微米的沟道，可使门延迟小于200皮秒，芯片主频率提高到12兆赫以上。另一方面，单片式微处理器向低造价、大批量的微控制器发展，即在一个芯片上包括中央处理器（4位、8位、16位）、数据存储器、输入输出接口电路、数-模和模-数转换器、时钟电路、定时器和固化的程序存储器等。