Um pouco de história

Sempre que fazemos uma introdução aos microprocessadores ou microcontroladores, procuramos também fazer uma contextualização histórica para que o aluno ou o leitor tenha uma noção clara da revolução que esses dispositivos provocaram no mundo moderno. 

O desenvolvimento do microprocessador na década de 1970 representou o maior marco na história dos sistemas eletrônicos e da computação. Ele permitiu o desenvolvimento de computadores pessoais de baixo custo e gerou o campo dos sistemas embarcados, nos quais um microprocessador, um microcontrolador ou um DSP é usado para controlar um sistema ou um subsistema eletrônico em especial.

A paternidade do microprocessador é ainda debatida até hoje. Em 1971, a Intel introduziu o 4004, que incluía todos os elementos de uma CPU de 4 bits. Nesse mesmo ano a Texas lançou o TMS1802NC.

Esses dois microprocessadores foram, originalmente, orientados para suportar as funções de uma calculadora eletrônica. O TMS1802NC da Texas mostrou-se, no entanto, pouco flexível, já que sua programação era armazenada em uma memória interna, só de leitura (o que significava que a mudança no programa exigia um novo processo de mascaramento do chip).

A Intel, a partir do seu primeiro chip, o 4004, provavelmente, o primeiro do mundo, continuou seus esforços no desenvolvimento de microprocessadores produzindo, em 1972, o 8008 e, em 1974, o 8080 (reconhecidamente o primeiro microprocessador desenvolvido para aplicações de uso geral).

Várias companhias seguiram os passos da Intel. Como por exemplo: a Motorola com o 6800, a Rockwell com o 6502 e a Zilog com o Z80. Para competir com esses novos processadores, a Intel lançou, em 1975, uma versão melhorada do 8080: o 8085.

Como características marcantes desses microprocessadores destacam-se: bus de dados de 8 bits; bus de endereços de 16 bits (capacidade de endereçamento de 2¹⁶); conjunto de instruções com, aproximadamente, 80 instruções (ou um pouco mais); execução sequencial das instruções de um programa (tal característica fazia com que a execução de uma instrução só fosse iniciada quando a anterior tivesse sido completamente concluída).

Nessa mesma época, começaram a ser desenvolvidos os microprocessadores de 16 bits. No entanto, apenas em 1978 surgiu o primeiro deles: o 8086 da Intel. A ele sucederam o 8088 e o 286 da Intel (usados nas linhas de microcomputadores PC, XT e AT da IBM) e os 68000 e 68010 da Motorola (usados na linha de microcomputadores da Apple).

Esses microprocessadores se caracterizam por apresentar: barramento de dados de 16 bits (com exceção do 8088, que tinha um bus de dados de 8 bits); barramento de endereços de 20 e de 24 bits (que lhes davam, respectivamente, a capacidade de endereçamento de 2²⁰ e de 2²⁴ Kbytes de memória); maior e mais complexo conjunto de instruções; modificação da execução sequencial para a técnica de pipeline (a técnica de pipeline é semelhante a uma linha de produção de fábrica. Como cada instrução de um microprocessador passa por diversas fases, cada fase fica sob a responsabilidade ou é canalizada para um bloco funcional específico).

A geração de microprocessadores de 32 bits é iniciada em 1984, pela Motorola, com o lançamento do 68020, num ambiente já notadamente multiusuário e multitarefa (isso significa que o microprocessador já permitia que mais de um usuário utilizasse os seus serviços e cada usuário poderia abrir ou executar várias tarefas ou aplicativos). Pós o 68020 vieram o 68030 da Motorola e o 80386DX da Intel (usado como unidade central da linha de microcomputadores 386DX). Como principais características desses microprocessadores destacam-se: bus de dados de 32 bits; bus de endereços de 32 bits; aumento no número de instruções; capacidade de endereçamento de 4 Gigabytes (2³²) de memória física; estrutura pipelined melhorada (aumento do número de unidades no processo de canalização de etapas a serem executadas).