Микроконтроллеры и микропроцессоры: Микроконтроллер и микропроцессор — в чём разница?

Содержание

Микроконтроллер и микропроцессор — в чём разница?

В составе разных электронных устройств часто встречаются как микроконтроллеры, так и микропроцессоры. Оба этих компонента берут из памяти команды и по ним выполняют логические и арифметические операции, работая при этом с устройствами ввода/вывода и прочей периферией. Так в чём тогда разница?

Микроконтроллер

Микроконтроллер — (далее МК) это микросхема, предназначенная для программного управления электронными схемами. МК выполняется на одном кристалле. На нём расположено как вычислительное устройство, так и ПЗУ и ОЗУ. Кроме этого, в составе МК чаще всего находятся порты ввода/вывода, таймеры, АЦП, последовательные и параллельные интерфейсы. В некоторых даже можно заметить Wi-Fi-/Bluetooth-модуль и даже поддержку NFC.

Первый патент на микроконтроллер был выдан в 1971 году компании Texas Instruments. Инженеры этой компании предложили размещать на кристалле не только процессор, но и память с устройствами ввода/вывода.

Структурная схема микроконтроллера

Несмотря на то, что всё необходимое для работы микроконтроллера в нём уже есть, иногда они используются в паре с внешними периферийными устройствами. К примеру, когда внутренней ПЗУ не хватает (или она попросту отсутствует), подключают внешнюю. Именно так сделали с микроконтроллерами серии ESP. У ESP8266 встроенной памяти нет вообще, а у ESP32 есть незначительные 448 КБ. Поэтому к ним в корпус (точнее под радиатор) помещается flash-память ёмкостью 1–16 МБ.

Тогда почему бы не сделать какой-нибудь портативный компьютер на основе микроконтроллера? Дело в том, что вычислительной мощности у МК чаще всего достаточно мало. Её хватает на управление например, системой полива, микроволновкой или же каким-нибудь станком.

Например, одна из мощных плат платформы Arduino — Due. Она находится под управлением 32-битного AVR-микроконтроллера AT91SAM3X8E. Его тактовая частота 84 МГц. Постоянной памяти тут 512 КБ, а оперативной — 96 КБ. МК имеет 54 цифровых GPIO (12 из которых с поддержкой ШИМ), 12 аналоговых входов и 2 аналоговых выхода (ЦАП). Тут так же присутствуют различные интерфейсы, такие как UART, SPI, I2C.

Не смотря на такие незначительные характеристики, микроконтроллеры очень популярны. Они используются там, где не требуется большой вычислительной мощности — робототехника, контроллеры теплиц, бытовая техника.

Микропроцессор

С микропроцессором (далее МП) дела обстоят немного иначе. Он содержит в себе арифметико-логическое устройство, блок синхронизации и управления, запоминающие устройство, регистры и шину. То есть МП содержит в себе только то, что непосредственно понадобится для выполнения арифметический и логических операций. Все остальные комплектующие (ОЗУ, ПЗУ, устройства ввода/вывода, интерфейсы) нужно подключать извне.

Структурная схема микропроцессорного устройства

Первые микропроцессоры появились тоже в начале 70-х. Самым популярным на тот момент считался 4004. Это микропроцессор, разработанный компанией Intel и представленный 15 ноября 1971 года. Он имел внушающие на тот период характеристики:

  • 2300 транзисторов;
  • тактовая частота — 740 кГц;
  • разрядность регистров и шины — 4 бита;
  • техпроцесс — 10 мкм;
  • площадь кристалла: — 12 мм².

К слову, 4004 был выполнен в обычном DIP-16 корпусе. Этот МП является самой популярной микросхемой для коллекционирования. Некоторые экземпляры продаются по 400 $ за штуку. Менее раритетные стоят около 250 $.

Уже через пару лет 8-битные МП позволили создавать первые бытовые микрокомпьютеры.

Естественно, тут преимуществом является то, что к МП можно на выбор подключать разную периферию с разными характеристиками (что не во всех случаях можно на МК). Второе основное отличие микропроцессора от микроконтроллера в том, что МП имеют больше вычислительной мощности. Их не имеет смысла ставить в микроволновки и «умные» лампочки. Микропроцессоры применяют там, где вычислительная мощность МК уже не справляется — игровые приставки, сложные вычислительные устройства и приборы, гаджеты.

Получается, чтобы обеспечить работоспособность микропроцессора, нужно подключить ему хотя бы минимальный набор периферии. Минусы:

  1. Размер — если в случае МК всё уже находится в одном корпусе, то минимальный набор элементов для работы МП занимает больше места.
  2. Цена — обычно, вся «сборка» комплектующих для МП выходит гораздо дороже «голых» микроконтроллеров.

Плюсы:

  1. Производительность — микропроцессоры обладают большей производительностью, чем микроконтроллеры.
  2. Выбор — в случае МП у вас есть возможность подобрать комплектующие. Это позволит поставить более подходящую под ваши цели периферию.

Применение

Микроконтроллер обладает явной простотой: требуется меньше аппаратного обеспечения, с ним легче работать на программном уровне, да и стоимость начинается с копеек. Но эта простота касается и производительности. Как говорилось выше, микроконтроллер не способен обеспечить высокую производительность наравне с микропроцессорами. Микропроцессоры хоть и требуют внешней коммутации «железа» и относительно МК сложны в работе, но они уже спокойно могут применяться в более сложных устройствах.

Однако иногда в сети появляются умельцы, которые впихивают в микроконтроллер ESP32 DOOM и даже эмулятор NES-игр.

13

Чем микроконтроллер отличается от микропроцессора

Давайте разберемся, чем же на самом деле отличаются и в чем сходство этих двух типов цифровых радиоэлектронных устройств.

И микропроцессор и микроконтроллер предназначены для выполнения некоторых операций — они извлекают команды из памяти и выполняют эти инструкции (представляющие собой арифметические или логические операции) и результат используется для обслуживания выходных устройств. И микроконтроллер и микропроцессор способны непрерывно производить выборку команд из памяти и выполнять эти инструкции, пока на устройство подается питание. Инструкции представляют из себя наборы битов. Эти инструкции всегда извлекаются из места их хранения, которое называется памятью.

 

Что такое микропроцессор

Микропроцессор (в ангоязычной литературе MPU — Micro Processor Unit) содержит функционал компьютерного центрального процессора, или ЦП (CPU — Central Processing Unit) на одном полупроводниковом кристалле (ИМС — интегральная микросхема или на западный манер — Integrated Circuit).

Графический процессор NVIDIA

По своей сути — это микрокомпьютер, который используется для выполнения арифметических и логических операций, управления системами, хранения данных и прочих.

Микропроцессор обрабатывает данные, поступающие с входных периферийных устройств и передает обработанные данные на выходные периферийные устройства.

Существует четыре основных типа процессоров, различающихся своей архитектурой.

Микропроцессоры с полным набором команд (Complex Instruction Set Computer, CISC-архитектура). Характеризуются нефиксированным значением длины команды, кодированием арифметических действий одной командой, небольшим числом регистров, выполняющих строго определённые функции. Примером такого типа процессоров служит семейство x86.

Микропроцессоры с сокращенным набором команд (Reduced Instruction Set Computer, RISC-архитектура). Обладают, как правило, повышенным быстродействием за счёт упрощения инструкций, что позволяет упростить процесс декодирования и, соответственно, сократить время их выполнения. Большинство графических процессоров разрабатываются, используя этот тип архитектуры.

Микропроцессоры с минимальным набором команд (Minimal Instruction Set Computer, MISC-архитектура). В отличие от RISC-архитектуры, в них используются длинные командные слова, что позволяет выполнять достаточно сложные действия за один цикл работы устройства. Формирование длинных «командных слов» стало возможным благодаря увеличению разрядности микропроцессорных устройств.

В суперскалярных процессорах (Superscalar Processors) используются несколько декодеров команд, которые загружают работой множество исполнительных блоков. Планирование исполнения потока команд происходит динамически и осуществляется самим вычислительным ядром. Примером процессора с таким типом архитектуры является, например Cortex A8.

Отдельно хочу выделить микропроцессоры специального назначения (ASIC — Application Specific Integrated Circuit). Как следует из названия, предназначены для решения конкретной задачи. В отличие от микропроцессоров общего назначения, применяются в конкретном устройстве и выполняют определенные функции, характерные только для данного устройства. Специализация на выполнении узкого класса функций приводит к увеличению скорости работы устройства и, как правило, позволяет снизить стоимость такой интегральной схемы. Примерами таких микропроцессоров может быть микросхема, разработанная исключительно для управления мобильным телефоном, микросхемы аппаратного кодирования и декодирования аудио- и видеосигналов — так называемые цифровые сигнальные процессоры (Digital Signal Processing, DSP multiprocessors). Могут быть реализованы в виде ПЛИС (программируемая логическая интегральная схема). При разработке таких процессоров для описания их функциональности используют языки описания аппаратных устройств (HDL — Hardware Description Language), такие как Verilog и VHDL.

 Системы на основе микропроцессоров строят примерно следующим образом.

Система, основанная на микропроцессоре

Как видно, микропроцессор в этой системе имеет множество вспомогательных устройств , таких как постоянное запоминающее устройство, оперативная память, последовательный интерфейс, таймер, порты ввода/вывода и т. д. Все эти устройства обмениваются командами и данными с микропроцессором через системную шину. Все вспомогательные устройства в микропроцессорной системе являются внешними. Системная шина, в свою очередь, состоит из адресной шины, шины данных и шины управления.

Теперь, давайте, рассмотрим микроконтроллер.

 

Что такое микроконтроллер

Ниже представлена блок-схема микроконтроллера. Какого же его основное отличие от микропроцессора? Все опорные устройства, такие как постоянное запоминающее устройство, оперативная память, таймер, последовательный интерфейс, порты ввода/вывода являются встроенными. Поэтому не возникает необходимости создавать интерфейсы с этими вспомогательными устройствами, и это экономит много времени для разработчика системы.

Внутреннее устройство микроконтроллера

Микроконтроллер не что иное, как микропроцессорная система со всеми опорными устройствами, интегрированными в одном чипе.  Если вы хотите  создать устройство, взаимодействующее с внешней памятью или блоком ЦАП/АЦП, вам нужно только подключить соответствующий источник питания постоянного напряжения, цепь сброса и кристалл кварца (источник тактовой частоты). Их просто проблематично интегрировать в полупроводниковый кристалл.

Ядро микроконтроллера (центральный процессор), как правило строится на основе RISC-архитектуры.

Программа, записанная в память микроконтроллера может быть защищена от возможности ее последующего чтения/записи, что обеспечивает защиту от ее несанкционированного использования.

 

Сравниваем микроконтроллер и микропроцессор

 Микропроцессор Микроконтроллер
ИспользованиеКомпьютерные системыВстраиваемые системы
УстройствоСодержит центральный процессор, регистры общего назначения, указатели стека, счетчики программы, таймер и цепи прерыванийCодержит схему микропроцессора и имеет встроенные ПЗУ, ОЗУ, устройства ввода/вывода, таймеры и счетчики.
Память данныхИмеет много инструкций для перемещения данных между памятью и процессором.Имеет одну-две инструкции для перемещения данных между памятью и процессором.
Электрические цепиВысокая сложностьДостаточно простые
ЗатратыСтоимость всей системы увеличиваетсяНизкая стоимость системы
Число регистровИмеет меньшее количество регистров, операции в основном производятся в памяти.Имеет большее число регистров, поэтому проще писать программы
Запоминающее устройствоОсновано на архитектуре фон Неймана. Программа и данные хранятся в том же модуле памяти.Основано на Гарвардской архитектуре. Программы и данные хранятся в разных модулях памяти.
Время доступаВремя доступа к памяти и устройствам ввода/вывода больше.Меньшее время доступа для встроенной памяти и устройств ввода/вывода.
ЖелезоТребует большее количество аппаратного обеспечения.Требует меньшее количество аппаратного обеспечения.
 

Еще по этой теме

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

Микропроцессор против Микроконтроллера | 15 ценных различий для изучения

МИКРОПРОЦЕССОРМИКРОКОНТРОЛЁРА
В одной интегральной схеме микропроцессор включает функции центрального процессора (ЦП). Это в основном мозг микроконтроллера. Микропроцессор — это вычислительный движок в одной микросхеме. Невозможно выполнять какие-либо вычисления без микропроцессора.Проще говоря, микроконтроллер — это, по сути, компьютер, который выпускается в различных комплектациях и размерах. Рассмотрим пример персонального компьютера, который может выполнять несколько задач или одновременно запускать различные программы, так что вы можете слушать музыку, одновременно набирая текстовый процессор.
Микропроцессор — это программируемое устройство, которое принимает некоторые входные данные, выполняет некоторые логические и арифметические операции над ним и производит некоторый желаемый вывод.Микроконтроллер — это компьютер, который обычно предназначен для одной задачи. Как и любой другой компьютер, микроконтроллер имеет центральный процессор, который позволяет ему выполнять все вычисления и логические операции в фоновом режиме.
Микропроцессор примет инструкции на машинном языке, выполнит их и затем выдаст команду процессору, что он должен делать. Микропроцессор выполняет три следующих действия:

Он выполняет такие операции, как сложение, вычитание, умножение, деление и логические операции с помощью арифметико-логического блока (АЛУ).

Данные в нем могут перемещаться из одного места в другое.

Регистр счетчика программ хранит ссылку на следующую инструкцию. Микропроцессор будет перепрыгивать из одного места в другое и таким образом принимать решение после каждого прыжка.

Он имеет память, используемую микроконтроллером для хранения программ, относящихся к одной единственной задаче, которой он посвящен. Наиболее важным компонентом в микроконтроллере являются часы, так как они определяют, насколько быстро будет работать микроконтроллер, что может повлиять на определенные аспекты ваших приложений, такие как разрешение, отклик, энергопотребление и т. Д.
Он использует архитектуру фон Неймана, в которой данные и программы присутствуют в одном и том же модуле памяти.Микроконтроллер использует архитектуру Гарварда, где данные и программы хранятся в отдельном модуле памяти.
Это чип, в который встроен только процессор / процессор. Требуется внешняя память и компоненты ввода / вывода.Микроконтроллер поставляется с внутренней памятью и периферийными устройствами или компонентами ввода-вывода и внешним процессором
Он имеет большую цепь из-за внешних компонентов ввода / вывода, прикрепленных снаружиИз-за внутренней памяти и компонентов ввода / вывода микроконтроллер имеет небольшой размер схемы.
Микропроцессоры неэффективны, когда дело доходит до их использования в компактных системахМикроконтроллер, однако, является эффективным методом, так как он может использоваться в компактных системах.
Стоимость системы высокаСтоимость системы низкая
Внешние компоненты потребляют много энергии, что увеличивает уровень энергопотребления, что приводит к высокой потребляемой мощности. Это делает его менее подходящим для устройств, работающих от аккумуляторов, которые легко разряжаются.Чем меньше количество внешних компонентов, тем меньше общая потребляемая мощность, что делает его более подходящим для устройств, потребляющих накопленную мощность, таких как батареи.
Когда дело доходит до энергосбережения, большинство микропроцессоров недостаточно эффективны, чтобы самостоятельно экономить электроэнергию, поскольку у них нет таких функцийКогда дело доходит до энергосбережения, большинство микроконтроллеров достаточно эффективны для экономии энергии, поскольку они имеют множество функций или режимов энергосбережения, таких как режим ожидания или режим энергосбережения. Результатом является снижение потребления большей мощности, чем обычно.
Каждая инструкция в микропроцессоре требует внешней операции из-за внешней памяти и компонентов ввода / вывода. Это делает его относительно медленнее, чем микропроцессорКаждая инструкция в микроконтроллере требует внутренней операции из-за внутренней памяти и компонентов ввода / вывода. Это делает это сравнительно быстрее.
Большинство операций в микропроцессоре основаны на памяти, так как число регистров в микропроцессоре меньшеБольшинство программ в микроконтроллере легче писать и кодировать, так как количество регистров в микроконтроллере намного больше, чем в микропроцессоре
Микропроцессор содержит много инструкций, состоящих из нескольких шагов, таких как декодирование, выборка, выполнение, сохранение и т. Д.Микроконтроллеры имеют ЦП с ПЗУ фиксированного размера и ОЗУ и все другие необходимые периферийные компоненты, благодаря которым он также называется миникомпьютером.
Многие производители оборудования выпускают микропроцессоры, такие как — микросхемы, Motorola, Philips и др.Микропроцессор, такой как процессор серии Intel Pentium, Core 2 Duo, двухъядерный, Intel i3, i5, i7 и т. Д.
Примерами использования могут быть персональные компьютеры.Пример использования может быть во встроенной системе, такой как стиральная машина, телевизор и т. Д.

Электроника НТБ — научно-технический журнал — Электроника НТБ

Для организации законченной микропроцессорной системы (например, для сетевых приложений, рис.1) процессору необходимы как минимум еще три внешних микросхемы — энергонезависимая память, системная оперативная память и Ethernet-трансивер физического уровня. При выполнении всей системы на одном кристалле, т.е. при создании системы на одном кристалле (рис.2) разработчик получает целый ряд технических и экономических достоинств: экономится место на печатной плате, улучшается динамика работы схемы, отпадает необходимость согласовывать работу различных модулей, сокращается число и удешевляется общая стоимость применяемых компонентов. Чтобы проанализировать, насколько возможно создание системы на одном кристалле, рассмотрим основные микропроцессорные/микроконтроллерные платформы, реализующие эту концепцию (см. таблицу).

Микропроцессор HyNet32XS/S компании Hyperstone
Компания Hyperstone, разработчик микросхем без собственных производственных мощностей, предлагает широкую номенклатуру 32-бит микропроцессоров и микроконтроллеров класса «система на кристалле», выполненных на базе RISC/DSP-архитектуры E1-32X.
Благодаря объединению возможностей RISC- и DSP-процессоров компании удалось добиться увеличения производительности не за счет повышения тактовой частоты, а благодаря применению АЛУ для выполнения обычных RISC-команд и команд цифровой обработки сигнала. Процессоры выполняют команды прозрачно для пользователя с высокой степенью параллелизма, совместно используя набор регистров. Программы для микропроцессоров с архитектурой E1-32X, в сравнении с программами большинства RISC-процессоров, занимают более чем вдвое меньший объем памяти. Большая часть команд выполняется за один тактовый цикл. Микросхемы семейства предназначены для промышленных установок автоматизации, строительной техники, средств безопасности, систем «интеллектуального» дома, причем применение этих микросхем позволяет обойтись без дополнительных DSP-устройств.

32-бит микропроцессоры серии HyNet32XS на базе E1-32XR-ядра сочетают эксплуатационную гибкость с большим числом встроенных функций и интерфейсов, необходимых для сетевых решений (рис.

3). Производительность микросхем серии — 220 MIPS и до 880 MOPS, тактовая частота — 220 МГц. Максимальная мощность, потребляемая микросхемой при работе в неблагоприятных условиях, не превышает 1,7 Вт.

Микропроцессор IP3K компании Ubicom
Микропроцессоры семейства IP3000 — революционная платформа, предложенная компанией Ubicom и отвечающая требованиям стандартов быстродействующих средств передачи данных и многофункциональных беспроводных устройств. Так, первая микросхема 32-бит микропроцессора IP3023-250 может использоваться в высокопроизводительных сетевых устройствах или оборудовании инфраструктур беспроводных сетей стандартов 802.11a/b/g (маршрутизаторах, мостах и приёмопередатчиках беспроводной сети). Как утверждают разработчики, микропроцессоры IP3023 по производительности в три раза превосходят сравнимые по составу системы на кристалле на базе ARM- и MIPS-ядер, а сопоставимые с ними по быстродействию процессоры намного дороже.

Микропроцессоры IP3000 имеют так называемую многопотоковую архитектуру ввода/вывода программного обеспечения (Multithreaded Architecture for Software I/O — MASI), специализированную для применения в сетевом беспроводном оборудовании. В микросхеме заложены такие возможности, как восьмипотоковый режим работы без издержек переключения контекста, характерных для обычных микропроцессоров (рис.4). Предусмотрен также режим пересылки команд между блоками памяти, что обеспечивает непосредственную полноскоростную обработку пакетов данных, хранимых в схемной памяти. Это, в свою очередь, позволяет обойтись без кэш-памяти и тем самым не только снизить стоимость процессора, но и избежать потери быстродействия из-за промаха кэша. В результате микропроцессор IP3023 обеспечивает скорость передачи, характерную для проводных систем. При этом он занимает лишь четверть площади кристалла обычных процессоров и позволяет на 90% сократить объем внешней памяти, требуемой для поддержки устройств с традиционной архитектурой и универсальной операционной системой.
Процессор IP3023 может работать как восемь отдельных устройств на частоте до 250 МГц с шагом 3,9 МГц. Ввод программного обеспечения может поддерживать до шести потоков. Архитектура микропроцессоров семейства позволяет интегрировать множество функций на кристалле как аппаратными, так и только программными средствами, в том числе поддержку интерфейсов 10/100 MII, 10Base-T Ethernet MAC/PHY, USB, GPSI, Utopia, PCMCIA, IDE, PCM Highway и CardBus/Mini PCI-интерфейса, присущего средствам мобильной связи стандартов 802. 11a/g. Микропроцессор содержит ряд ключевых аппаратных блоков поддержки решений, необходимых для сетевой инфраструктуры, в том числе генератор случайных чисел, содействующий надежной реализации протоколов шифрования/защиты системы, а также устройство умножения с накоплением с фиксированной точкой, поддерживающее реализацию речевых/аудиокодеков и других задач обработки сигнала.

Микропроцессор NS9750 компании NetSilicon
Компания NetSilicon известна отмеченным наградой семейством NET+ARM-микросхем, обеспечивающих для встроенных сетевых приложений решения на базе системы на кристалле. Благодаря формированию полнофункциональной системы на кристалле, включающей средства поддержки Ethernet-трансивера физического уровня и систем отображения информации, наличию устойчивой к ошибкам периферии и свободных средств обработки для приложений с самыми высокими требованиями к производительности стоимость микросхем семейства достаточно низка. А поскольку разработчик аппаратуры приобретает полностью интегрированное и испытанное решение, риски, связанные с созданием новых систем, сокращаются.
Микропроцессор NS9750 — самый мощный в семействе систем на кристалле NET+ARM. Он выполнен на базе ARM 9 ядра — ARM926EJ-S — с такими расширениями, как блок управления памятью (MMU), сигнальный процессор, Java-ускоритель, кэши программ и данных объемом 8К и 4 Кбайт, соответственно (рис.5). Тактовая частота его составляет 200 МГц, частота системных шин и шин памяти — 100 МГц, периферийных шин — 50 МГц. В микросхему входит также гибкий встроенный ЖКИ-контроллер, поддерживающий цветной ЖК-индикатор с ТПТ-схемой адресации, воспроизводящий 16 106 цветов, или цветной ЖК-дисплей на базе матрицы пассивных суперскрученных нематических элементов, воспроизводящий до 3375 цветов. Для приложений, требующих подключения к беспроводным локальным сетям, внешним системам памяти или датчикам, устройствам формирования изображения, сканерам предусмотрены PCI/CardBus- и USB-порты. Четыре многофункциональных последовательных порта, I2C-порт и параллельный порт стандарта IEEE 1284 обеспечивают бесшовное подключение разнообразных внешних периферийных устройств.
Микропроцессор изготовлен по бессвинцовой 0,13-мкм КМОП-технологии и отвечает требованиям закона, ограничивающего применение опасных для здоровья веществ (Restriction of Hazardous Substances — RoHS).

Микроконтроллер S3C2510A компании Samsung
Микроконтроллер S3C2510A предоставляет высокопроизводительные решения для таких систем, как маршрутизаторы сети SOHO, Интернет-шлюзы, точки доступа беспроводных локальных сетей и т.п. Микросхема построена на базе 16/32-бит ARM940T RISC-ядра, входящего в ARM9 Thumb-семейство процессоров класса «система на кристалле». Ядро микроконтроллера выполняет как 32-бит ARM, так и 16-бит Thumb команды, что позволяет пользователю выбирать между получением высокой производительности или высокой плотности кода. Кроме того, в микросхеме используется перспективная микроконтроллерная шинная архитектура (Advanced Microcontroller Bus Architecture — AMBA). Выполнен микроконтроллер по 0,18-мкм КМОП-технологии.

Микроконтроллер AT91RM9200 компании Atmel
Выпущенный в начале 2003 года микроконтроллер AT91RM9200 представляет собой систему на кристалле, построенную на основе Thumb-процессора ARM920T. Он содержит богатый набор системных, прикладных периферийных устройств и стандартных интерфейсов. Предназначен для применений, требующих высокой производительности при минимальных значениях потребляемой мощности и стоимости: хост-процессоров средств управления, систем подключения GPS-приемников и поддержки GPRS-связи, промышленных автоматизированных комплексов, медицинского оборудования и кассовых терминалов. Быстродействующее внутриконтроллерное СОЗУ и внешний шинный интерфейс (External Bus Interface — EBI) обеспечивают бесшовное подключение к внешним схемам памяти и периферийным устройствам, требуемым для конкретного приложения. А встроенный интерфейс CompactFlash T позволяет добавлять к микросхеме модули системы беспроводной связи. Сложный блок управления питанием обеспечивает набор тактовых частот вплоть до низких (32 кГц) и позволяет уменьшать напряжение питания «простаивающих» периферийных устройств, благодаря чему потребляемая мощность при любых режимах работы минимальна. Микроконтроллер может быть использован как стандартное изделие и, тем самым, способствовать сокращению стоимости проектирования и сроков выхода разрабатываемого на его основе устройства на рынок или как платформа для разработки заказных микросхем типа ASSP и ASIC.

Семейство микропроцессоров MCF5235 компании Freescale Semiconductor
Представленный в 2004 году 16/32-бит микропроцессор MCF5235 компании Freescale Semiconductor (бывший сектор полупроводниковых изделий фирмы Motorola) объединяет популярное RISC-ядро ColdFire версии 2 с 16/32-канальным блоком улучшенного времени обработки (enhanced Time Processing Unit — eTPU), блоком управления доступом к 10/100 Ethernet и другими периферийными устройствами связи (рис.6). Производительность микропроцессора, составляющая 144 MIPS (в соответствии с тестом Dhrystone) на частоте 150 МГц, делает его пригодным для применения в сетевых системах и сложных комплексах реального времени, таких как промышленное оборудование управления, технологические установки и роботы. Кроме того, микросхемы MCF5235 предоставляют пользователям микропроцессоров МС68332 простой способ достижения более высокой производительности и поддержки сетевых решений благодаря применению нового поколения микросхем с улучшенными характеристиками и сопоставимой с предыдущим поколением ценой.

Микроконтроллер ТС1130 (TriCore) компании Infineon
Впервые представленный в начале 2004 года на выставке «Встроенный мир» (Embedded World Show) в Нюрнберге, 32-бит микроконтроллер ТС1130 представлял собой первую освоенную в массовом производстве микросхему с TriCore архитектурой, способную работать с полнофункциональной ОС Linux. Микроконтроллер рассчитан на применение в программируемых логических системах управления, высокопроизводительных электроприводах, промышленных средствах связи (ключах, сетевых концентраторах, маршрутизаторах) и бытовой аппаратуре (телевизионных абонентских приставках). Помимо отмеченной наградой TriCore-архитектуры, объединяющей RICS-, CISC- и DSP функциональные элементы на одном кристалле, в микросхему входят мощный MMU-блок, блок арифметики с плавающей запятой и специализированные для конкретного применения периферийные устройства (рис.7). Благодаря внутрисхемным 10/100 Ethernet контроллеру, четырем CAN-интерфейсам и USB-модулю микросхема TC1130 позволяет перейти от специализированных архитектур интерфейсов и средств связи промышленных систем к стандартным вариантам, принятым в компьютерной технологии. Это, в свою очередь, облегчает подключение систем управления и сетевого оборудования к производственным линиям и управление ими в реальном времени. Микроконтроллер работает на тактовой частоте 150 МГц, его производительность составляет 200 MIPS.

Микропроцессор ADM5120 компании Infineon-ADMtek
Микросхема ADM5120 — высокопроизводительный и гибкий шлюзовой контроллер класса «система на кристалле», созданный тайваньской фирмой-разработчиком микросхем без собственных производственных мощностей ADMtek, которая в начале 2004 года была приобретена компанией Infineon Technologies с целью выхода последней на рынок домашних шлюзовых систем. В микросхеме, выполненной по 0,18-мкм КМОП-технологии, ядро MIPS32 4Kc процессора объединено с шестипортовым коммутатором, 10/100 Ethernet физическим уровнем, USB 1.1-хостом, PCI-шиной, UART, SDRAM и Flash-интерфейсами. Кроме того, в схему входят блоки flash-памяти NAND и NOR-типов.
Микропроцессор позволяет реализовывать функции SOHO/SME шлюзового контроллера, функции преобразования сетевых адресов, сервера принтера, контроллера одно/многодиапазонной WLAN-точки доступа, шлюзового контроллера виртуальной частной сети. Микросхема обеспечивает совместное пользование домашними/офисными широкополосными средствами — проводными/беспроводными компьютерами, аппаратурой развлечений, принтерами и другими «умными» устройствами.

НЕСКОЛЬКО СЛОВ О ПРОГРАММНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ

Программное обеспечение для системы на кристалле играет такую же важную роль, как и аппаратная платформа. И поэтому рассматривая современные системы на кристалле, нельзя не указать следующее используемое программное обеспечение (операционные системы):

Сравнение операционных систем
Операционные системы для систем на кристалле можно классифицировать по различным параметрам.

Технический критерий
По этому критерию ОС для систем на кристалле можно разделить на две большие группы. Первая — ОС, структура которых восходит к UNIX. К этой группе относятся такие системы, как ucLinux, Embedded Linux, VxWorks, eCos, Nucleus, Net+Works. Эти системы занимают большой объем памяти, что является серьезным недостатком для ОС, ориентированных на применение в системе на кристалле. К тому же, UNIX-системы были разработаны в первую очередь для персональных компьютеров, поэтому ОС первой группы в системах на кристалле не столь эффективны, как ОС второй группы — специальные ОС, созданные с учетом специфики таких устройств. К этой группе относятся: MQX, ipOS, HyNetOS. Специальные ОС компактны (занимают небольшой объем памяти), эффективны и оптимизированы для систем на кристалле.

Техническая поддержка/стабильность
При сравнении ОС важное значение имеют уровень технической поддержки и стабильность работы системы. По этому критерию можно выделить три группы.
Первая — открытые ОС (Open source OS): ucLinux, Embedded Linux, eCos. Они либо вовсе не обеспечены технической поддержкой, либо техническая поддержка оказывается за отдельную высокую плату. В то же время стабильность открытых ОС достаточно высокая.
Вторая группа — «дополнительные» ОС (предлагаемые производителями микропроцессоров): ipOS (Ubicom), Net+Works (NetSilicon). Тут следует отметить, что для производителей микропроцессоров программное обеспечение в целом не является стратегическим продуктом. Компании прежде всего концентрируют усилия на производстве процессоров, а программное обеспечение — это своего рода «добавка» к нему. Уровень технической поддержки и стабильность таких ОС, как правило, ниже, чем у ОС третьей группы.
Третья группа — коммерческие ОС (предлагаемые независимыми компаниями-производителями программного обеспечения): Nucleus, MQX, VxWorks, HyNetOS; ОС, не требующие лицензий: ucLinux, Embedded Linux, eCos, ipOS, Net+Works; ОС с лицензированием исходного кода: Nucleus; MQX, VxWorks; HyNetOS.
Все рассмотренные аппаратные платформы в сочетании с соответствующими ОС предназначены для различных сегментов рынка встраиваемых систем. В зависимости от конкретной области применения достоинства и недостатки имеют разный вес, однако по общей сбалансированности свойств аппаратной архитектуры и программного обеспечения наиболее соответствует определению «система на одном кристалле» решение на базе процессора Hynet32XS фирмы Hyperstone плюс операционная система HynetOS фирмы SND.

Nortel Forum 2005
Ежегодная конференция, посвященная деятельности фирмы Nortel состоялась 27 сентября. В ходе мероприятия заказчики, партнеры и технические специалисты могли узнать о последних разработках в области продуктов Nortel для корпоративных сетей. Программа конференции была насыщенной: руководители европейского отделения компании представили информацию о новых направлениях ее развития, стратегических инициативах и планах развития сектора корпоративных продаж; ведущие партнеры рассказали о своем опыте практического внедрения продукции Nortel.
В технической секции где специалисты могли ознакомиться с последними разработками фирмы, состоялись продуктивные дискуссии о внедрении передовых технологий в условиях российского рынка. В рамках своей стратегии компания представила ключевые решения в области мобильного доступа в корпоративные сети, безопасности и конвергенции голоса, данных и мультимедийных приложений.

Разница между микропроцессором и микроконтроллером — Технология

Содержание:

Микропроцессор и микроконтроллер являются типичными программируемыми электронными чипами, используемыми для различных целей. Существенное различие между ними заключается в том, что микропроцессор представляет собой программируемый вычислительный механизм, состоящий из ALU, CU и регистров, обычно используемых в качестве блока обработки (например, ЦП в компьютерах), который может выполнять вычисления и принимать решения. С другой стороны, микроконтроллер — это специализированный микропроцессор, который рассматривается как «компьютер на кристалле», поскольку он объединяет такие компоненты, как микропроцессор, память и параллельный цифровой ввод / вывод.

Микроконтроллер в первую очередь предназначен для управления задачами в реальном времени, в отличие от микропроцессора.

    1. Сравнительная таблица
    2. Определение
    3. Ключевые отличия
    4. Вывод

Сравнительная таблица

Основа для сравненияМикропроцессормикроконтроллер
основнойСостоит из одного кремниевого чипа, содержащего ALU, CU и регистры. Состоит из микропроцессора, памяти, порта ввода / вывода, блока управления прерываниями и т. Д.
Характерная чертаЗависимая единицаАвтономный блок
Порты ввода / выводаНе содержит встроенного порта ввода / выводаВстроенные порты ввода / вывода присутствуют
Тип выполненной операцииОбщее назначение при проектировании и эксплуатации.Ориентирован на приложение или предметную область.
Целевая дляРынок высшего классаВстроенный рынок
Потребляемая мощностьОбеспечивает меньше вариантов энергосбереженияВключает больше вариантов энергосбережения

Определение микропроцессора

микропроцессор Этот кремниевый чип работает как центральный процессор (CPU). Он может выполнять функции, в том числе логические и арифметические, согласно заранее определенным инструкциям, указанным изготовителем. ЦП состоит из АЛУ (арифметического и логического блока), регистра и блока управления. Микропроцессор может быть сконструирован разными способами в зависимости от набора команд и архитектуры системы.

Для проектирования микропроцессора предусмотрены две системные архитектуры — Гарвард и Фон-Нейман. Процессор гарвардского типа, встроенный в изолирующие шины для программ и памяти данных. Напротив, процессор на основе архитектуры фон-Неймана совместно использует одну шину для памяти программ и данных.

Микропроцессор не является независимым блоком, он зависит от других аппаратных блоков, таких как память, таймер, контроллер прерываний и т. Д. Первый микропроцессор был разработан Intel в 1971 году и назван Intel 4004.

Определение микроконтроллера

микроконтроллер это технология, разработанная после микропроцессора и преодоления недостатков микропроцессора. Микросхема микроконтроллера обладает высокой степенью интеграции с процессором, памятью (RAM и ROM), регистрами, блоками управления прерываниями и выделенными портами ввода / вывода. Кажется, это надстройка микропроцессора. В отличие от микропроцессора микроконтроллер не зависит от других аппаратных блоков, он содержит все необходимые блоки для правильного функционирования.

Микроконтроллер более ценен, чем микропроцессор в области встроенных систем, потому что он более экономичен и легко доступен. Первый микроконтроллер TMS 1000 был разработан компанией Texas Instruments в 1974 году. Базовая конструкция микроконтроллера TI напоминает процессор Intel 4004/4040 (4-разрядный), в который разработчики добавили поддержку ОЗУ, ПЗУ, ввода-вывода. Еще одним преимуществом микроконтроллера является то, что мы можем записывать пользовательские инструкции в процессор.

  1. Микропроцессор состоит из кремниевого чипа, имеющего арифметически-логический блок (АЛУ), блок управления (БУ) и регистров. И наоборот, микроконтроллер включает в себя свойства микропроцессора, а также ОЗУ, ПЗУ, счетчики, порты ввода / вывода и так далее.
  2. Микропроцессор требует группы других микросхем, таких как таймеры, контроллеры прерываний и память программ и данных, что делает его зависимым. В отличие от этого, микроконтроллер не требует других аппаратных блоков, поскольку он уже включен с ним.
  3. В микроконтроллере предусмотрены неявные порты ввода / вывода, в то время как микропроцессор не использует встроенные порты ввода / вывода.
  4. Микропроцессор выполняет операции общего назначения. Напротив, микроконтроллер выполняет прикладные операции.
  5. В микропроцессоре основной упор делается на производительность, поэтому он нацелен на рынок высокого класса. С другой стороны, микроконтроллер ориентирован на рынок встраиваемых систем.
  6. Использование энергии в микроконтроллере лучше, чем в микропроцессоре.

Вывод

Микропроцессор может выполнять операции общего назначения для нескольких различных задач. Напротив, микроконтроллер может выполнять определенные пользователем задачи, где он выполняет одну и ту же задачу в течение всего жизненного цикла.

Микросхема, микроконтроллер и микропроцессор.

В чем же разница? | Электроника и многое другое.

Слова»микросхема»,»микроконтроллер» и «микропроцессор» постоянно слышит в жизни даже обычный человек,но как показывает практика иногда даже сами элелектронщики, программисты и радиолюбители путаются в значение этих слов.

Фото взято из Яндекс картинок.

Фото взято из Яндекс картинок.

И начнем мы пожалуй с микросхем. Под микросхемами я имею ввиду «обычные» микросхемы(то,что не является ни микроконтроллером ни микропроцессором, ибо микроконтроллеры и микропроцессоры тоже можно отнести к микросхемам ). И так вот, микросхемой называется электронная схема произвольной сложности , изготовленная на полупроводниковой подложке и помещённая в неразборный корпус.

Микросхема lm358p.

Микросхема lm358p.

2. Микропроцессор.

Микропроцессор -это устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде, реализованный в виде одной микросхемы. В этом его отличие от простого процессора (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде ).

Микропроцессор intel Xeon E5-2600 v2.

Микропроцессор intel Xeon E5-2600 v2.

3. Микроконтроллер.

В отличие от обычного микропроцессора, микроконтроллер включает в себя гораздо больше элементов,ибо это процессор, порты ввода-вывода, контроллеры прерываний, таймеры, генераторы различных импульсов, аналоговые преобразователи,и ещё ряд элементов в одной схеме,и является по факту готовым компьютером, пусть и небольшой мощности.

Отличаются от контроллеров тем же,чем и микропроцессоры от процессоров.

Микроконтроллер Atmega328p.

Микроконтроллер Atmega328p.

Смотри,не перепутай!

На этом моя статья заканчивается, подписывайтесь на мой канал и читайте другие мои статьи.

EMS-01. Встраиваемые микропроцессоры и микроконтроллеры.

Фундаментальные основы и базовые навыки применения

Уровень сложности:

Длительность курса: 36 ак.ч.

График обучения: 36 ак.ч. из них 28 аудиторных 8 часов самостоятельная работа


Аннотация

Данный курс предназначен для технических специалистов, не знакомых с областью проектирования и использования микроконтроллеров в системах управления объектами и с основными понятиями этой области.

Курс является подготовительным, поскольку знания и навыки, получаемые в этом курсе, необходимы для успешного освоения содержания последующих трех курсов.

Объем курса: 16 часов ‑ пять занятий по 3 академических часа и 1 час аттестационное собеседование, или 4 занятия по 4 академических часа

Обучение на данном курсе предполагает дополнительную самостоятельную работу учащихся дома в объеме 6-8 часов. Занятия представляют собой лекции с элементами практических упражнений, в ходе которых учащиеся имеют возможность освоить ряд действий, выполняемых в ходе разработки и отладки микроконтроллерных систем и приобрести основные практические навыки, которые помогут в изучении последующих курсов. Все рассматриваемые в ходе занятий примеры имеют целью продемонстрировать типовые (т.е. наиболее часто используемые) применения периферийных подсистем в микроконтроллерных регуляторах. В ходе занятий на данном курсе почти не рассматриваются детали реализации блоков конкретного микроконтроллера. Это делается в третьем курсе цикла.


Знания и умения, полученные в результате обучения

В результате освоения программы курса у слушателей будет сформирован комплекс знаний, умений и навыков в области разработки встраиваемых систем на основе микроконтроллеров, а также практические навыки по их применению.
В результате изучения программы слушатели будут:
знать:

  • типовую архитектуру микроконтроллеров;
  • принципы функционирования микроконтроллеров;

уметь:

  • проектировать структуру программных приложений встраиваемых микроконтроллерных систем;
  • разрабатывать прикладное программное обеспечение для микроконтроллеров;

владеть:

  • методами и средствами разработки программного обеспечения встраиваемых систем.

Преподаватели

  • Васильев Алексей Евгеньевич
  • Садин Ярослав Дмитриевич

Курсы, в освоении которых помогут приобретенные знания

  • EMS-02. Микроконтроллеры в системах управления. Теория и практика разработки встраиваемых приложений

Курсы связанных направлений

19 200 ₽


Расчёт стоимости с учётом возможных скидок


24 000 ₽


Скидки предоставляются в зависимости от количества слушателей, суммы договора и других условий, оговариваемых с Заказчиком.

Расчёт стоимости с учётом возможных скидок представлен как справочная информация. Фактический размер скидки может несколько отличаться из-за округления значения суммы.

Внимательно ознакомьтесь с условиями действующих акций и скидок…

Тема 1. Введение в микропроцессоры и микроконтроллеры.

  • Общие положения.
  • Обобщенная структура микроконтроллеров.

Тема 2. Теоретические основы организации микропроцессоров и микроконтроллеров.

  • Структура микроконтроллера. Микропроцессорное Ядро. Организация памяти.
  • Подсистемы цифрового и аналогового ввода-вывода.
  • Подсистемы реального времени.
  • Коммуникационные интерфейсы.
  • Подсистемы обеспечения надежности функционирования.

Тема 3. Основы теории разработки встраиваемых вычислительных систем.

  • Общие положения.
  • Основы проектирования встраиваемых систем.
  • Основы отладки встраиваемых систем.

Тема 4. Практика проектирования встраиваемых микроконтроллерных систем.

  • Пример системы команд.
  • Организация арифметических вычислений.
  • Организация логических вычислений.
  • Обработка структурированных данных.
  • Прикладные задачи обработки информации для встраиваемых микропроцессоров и микроконтроллеров.
Микропроцессор

против микроконтроллера: в чем разница?

Микропроцессор против микроконтроллера, часто в школах и колледжах, нам трудно определить разницу между микроконтроллерами и микропроцессорами.

Ну, эти два сложных термина — душа и ядро ​​программируемой электроники. ELE Times всегда понимает необходимость и важность глубоких знаний об основах электроники. В результате мы постарались объяснить нашим читателям, что такое микроконтроллер и микропроцессор.

Три ключевых различия между микроконтроллерами и микропроцессорами
  • Стоимость: Обычно микроконтроллеры стоят меньше микропроцессоров. Микропроцессоры обычно производятся для использования с более дорогими устройствами. Они также значительно сложнее, поскольку предназначены для выполнения множества вычислительных задач, в то время как микроконтроллеры обычно выполняют специальную функцию. С помощью микроконтроллера инженеры пишут и компилируют код, предназначенный для конкретного приложения, и загружают его в микроконтроллер, внутри которого находятся все необходимые вычислительные функции и компоненты для выполнения кода.
  • Скорость: Что касается тактовой частоты, есть существенная разница. Это связано с идеей, что микроконтроллеры предназначены для обработки конкретной задачи или приложения, в то время как микропроцессор предназначен для более сложных, надежных и непредсказуемых вычислительных задач. Это означает использование нужной скорости и мощности для выполнения работы — не больше и не меньше. В результате многие микропроцессоры имеют тактовую частоту до 4 ГГц, в то время как микроконтроллеры могут работать с гораздо более медленными частотами, составляющими 200 МГц или меньше.
  • Потребляемая мощность: Одним из ключевых преимуществ микроконтроллеров является их низкое энергопотребление. Компьютерный процессор, выполняющий специальную задачу, требует меньшей скорости и, следовательно, меньшей мощности, чем процессор с высокой вычислительной мощностью. Энергопотребление играет важную роль в дизайне реализации: процессор, который потребляет много энергии, может нуждаться в подключении или поддержке внешнего источника питания, в то время как процессор, потребляющий ограниченную мощность, может получать питание в течение длительного времени с помощью всего лишь небольшого аккумулятор.

Что такое микроконтроллер?

Структура микроконтроллера

Микроконтроллер (иногда называемый MCU или Microcontroller Unit) — это отдельная интегральная схема (IC), которая обычно используется для определенного приложения и предназначена для реализации определенных задач. Продукты и устройства, которые должны автоматически управляться в определенных ситуациях, такие как бытовые приборы, электроинструменты, системы управления автомобильными двигателями и компьютеры, являются отличными примерами, но микроконтроллеры достигают гораздо большего, чем просто эти приложения.

По сути, микроконтроллер собирает ввод, обрабатывает эту информацию и выводит определенное действие на основе собранной информации. Микроконтроллеры обычно работают на более низких скоростях, в диапазоне от 1 МГц до 200 МГц, и должны быть спроектированы так, чтобы потреблять меньше энергии, поскольку они встроены в другие устройства, которые могут иметь большее энергопотребление в других областях.

Что такое микропроцессор?

Структура микропроцессора

Микропроцессор — это электронный компонент, который используется компьютером для выполнения своей работы.Это центральный процессор на одной микросхеме интегральной схемы, содержащий миллионы очень маленьких компонентов, включая транзисторы, резисторы и диоды, которые работают вместе. Некоторым микропроцессорам 20 века требовалось несколько микросхем. Микропроцессоры помогают делать все, от управления лифтами до поиска в Интернете. Все, что делает компьютер, описывается инструкциями компьютерных программ, и микропроцессоры выполняют эти инструкции много миллионов раз в секунду.

Основная разница
Микропроцессор
Микроконтроллер
Микропроцессор действует как сердце компьютерной системы. Микроконтроллер действует как сердце встраиваемой системы.
Это процессор, в котором память и выходной компонент ввода / вывода подключены извне. Это управляющее устройство, в котором память и компонент ввода / вывода находятся внутри.
Так как память и выход ввода / вывода должны быть подключены извне. Поэтому схема более сложная. Так как встроенная память и компонент ввода / вывода доступны. Поэтому схема менее сложна.
Не может использоваться в компактной системе. Поэтому микропроцессор неэффективен. Может использоваться в компактной системе. Поэтому микроконтроллер более производительный.
У микропроцессора меньше регистров. Поэтому большинство операций основаны на памяти. У микроконтроллера больше регистров. Поэтому программу писать проще.
Микропроцессор с нулевым флагом состояния. Микроконтроллер не имеет нулевого флага.
В основном используется в персональных компьютерах. В основном используется в стиральных машинах, кондиционерах и т. Д.

Давайте определим техническую разницу Микроконтроллеры
Микропроцессор
Микроконтроллер
Микропроцессор объединяет функции центрального процессора (ЦП) с одной интегральной схемой (ИС). Микроконтроллер можно рассматривать как небольшой компьютер, у которого есть процессор и некоторые другие компоненты, чтобы сделать его компьютером.
Микропроцессоры в основном используются при проектировании систем общего назначения от малых до больших и сложных систем, таких как суперкомпьютеры. Микроконтроллеры используются в устройствах с автоматическим управлением.
Микропроцессоры — базовые компоненты персональных компьютеров. Микроконтроллеры обычно используются во встроенных системах
Вычислительная мощность микропроцессора очень высока.Отсюда можно выполнять сложные задачи. Меньшая вычислительная мощность по сравнению с микропроцессорами. Обычно используется для более простых задач.
Система на базе микропроцессора может выполнять множество задач. Система на основе микроконтроллера может выполнять одну или несколько задач.
Микропроцессоры имеют встроенный математический сопроцессор. Сложные математические вычисления, в которых используются числа с плавающей запятой, могут быть выполнены с большой легкостью. Микроконтроллеры не имеют математических сопроцессоров.Они используют программное обеспечение для вычислений с плавающей запятой, что замедляет работу устройства.
Основная задача микропроцессора — многократно выполнять командный цикл. Это включает выборку, декодирование и выполнение. Помимо выполнения задач выборки, декодирования и выполнения, микроконтроллер также управляет своей средой на основе выходных данных цикла команд.
Чтобы построить или спроектировать систему (компьютер), микропроцессор должен быть подключен извне к некоторым другим компонентам, таким как память (RAM и ROM) и порты ввода / вывода. В ИС микроконтроллера встроена память (как ОЗУ, так и ПЗУ) вместе с некоторыми другими компонентами, такими как устройства ввода-вывода и таймеры.
Общая стоимость системы, построенной с использованием микропроцессора, высока. Это связано с необходимостью использования внешних компонентов. Стоимость системы, построенной с использованием микроконтроллера, меньше, поскольку все компоненты легко доступны.
Как правило, потребляемая мощность и рассеиваемая мощность высоки из-за внешних устройств.Следовательно, требуется внешняя система охлаждения. Энергопотребление меньше.
Тактовая частота очень высока, обычно порядка гигагерца. Тактовая частота обычно меньше порядка мегагерц.
Пропускная способность команд имеет более высокий приоритет, чем задержка прерывания. Напротив, микроконтроллеры предназначены для оптимизации задержки прерывания.
Есть несколько инструкций по манипуляции с битами Битовая манипуляция — мощная и широко используемая функция микроконтроллеров.У них есть множество инструкций по манипулированию битами.
Как правило, микропроцессоры не используются в системах реального времени, поскольку они сильно зависят от нескольких других компонентов. используются для обработки задач в реальном времени, поскольку они представляют собой отдельные программируемые, самодостаточные и ориентированные на задачи устройства.

В конечном счете, микроконтроллеры и микропроцессоры — это разные способы организации и оптимизации вычислительной системы на базе ЦП.В то время как микроконтроллер помещает ЦП и все периферийные устройства на один и тот же чип, микропроцессор содержит более мощный ЦП на одном кристалле, который подключается к внешним периферийным устройствам. Микроконтроллеры оптимизированы для выполнения специального приложения с низким энергопотреблением — идеально для встроенных систем — в то время как микропроцессоры более полезны для общих вычислительных приложений, требующих более сложных и универсальных вычислительных операций.

Микроконтроллеры и микропроцессоры | Renesas

В ответ на быстро растущие потребности пользователей Renesas Electronics предлагает микроконтроллеры (MCU) и микропроцессоры (MPU), которые обеспечивают отличную расширяемость, позволяя клиентам в полной мере использовать существующие ресурсы. Микроконтроллеры и микропроцессоры Renesas, доступные с широким спектром памяти и вариантов комплектации, отличаются быстродействием, высокой надежностью, низкой стоимостью и экологичной производительностью. В них используются новейшие технологические процессы, позволяющие интегрировать флэш-память большой емкости, и они используются в широком спектре приложений, в том числе в областях, требующих высокого качества и высокой надежности, таких как автомобильная промышленность.

Кроме того, имеется надежная система поддержки, которая помогает снизить затраты на разработку и сократить время, необходимое для разработки.Он состоит из множества инструментов разработки, включая продукты других компаний, поддерживаемых обширной технической документацией, библиотеками программного обеспечения и активными сообществами пользователей. Renesas Electronics, мировой производитель микроконтроллеров и микропроцессоров номер один, предлагает лучшие и самые мощные решения, основанные на широком выборе микроконтроллеров и микропроцессоров.

Инструмент выбора MCU / MPU Renesas

Рекомендуемые семейства продуктов

Arm® Core

32/64-битный MPU

Высокая производительность

Максимальная рабочая частота: 125 МГц-1.5 ГГц

Характеристики:

  • Многоядерный до 8 ядер
  • Linux или RTOS доступны
  • ОЗУ большой емкости на кристалле
  • DRP * 1 ускорение обработки изображений
  • DRP-AI DNN ускорение

* 1 DRP: динамически реконфигурируемый процессор

32-битный MCU

Экосистема Arm

Максимальная рабочая частота: 48-200 МГц

Характеристики:

  • Высокая эффективность
  • Повышенная безопасность
  • Гибкий программный пакет

32-битный MCU

Квалифицированная платформа

Максимальная рабочая частота: 32-240 МГц

Характеристики:

  • Квалифицированное программное обеспечение и инструменты

32-битный микроконтроллер (на основе процессов SOTB ™)

Innovative Process Tech

Максимальная рабочая частота: 64 МГц

Характеристики:

  • Технологический процесс SOTB ™
  • Глобальный высший уровень с экстремально низким энергопотреблением
  • Сбор энергии

СОТБ; Кремний на тонком скрытом оксиде

Renesas Core

32-битный MCU

Энергоэффективность

Максимальная рабочая частота: 32-240 МГц

Характеристики:

  • Превосходная энергоэффективность
  • Флэш-память большой емкости
  • Широкий модельный ряд

8/16-битный микроконтроллер

Низкое энергопотребление

Максимальная рабочая частота: 20-32 МГц

Характеристики:

  • Сверхнизкое потребление энергии
  • Доступна линейка с малым количеством выводов

32-битный MCU (автомобильный)

Прочие

Микропроцессор

против микроконтроллера: в чем разница?

Микропроцессор против микроконтроллера — микропроцессор — это то же самое, что микроконтроллер? Оба термина использовались взаимозаменяемо друг с другом на протяжении многих лет и в некоторых случаях могут сбивать с толку пользователей.

И микропроцессоры, и микроконтроллеры предназначены для вычислительных приложений в реальном времени и действительно имеют много схожих функций. Однако между ними есть очень существенные различия как на концептуальном, так и на прикладном уровне.

В этом руководстве мы четко обозначим ключевые различия между микропроцессорами и микроконтроллерами, их приложениями, а также некоторыми популярными микроконтроллерами и микропроцессорными продуктами, такими как Raspberry Pi, Beagleboard Black и Arduino.

Что такое микропроцессор?

В двух словах, микропроцессор — это интегральная схема (ИС), которая отвечает за выполнение необходимых задач и инструкций компьютерной обработки.

Все компьютеры должны иметь по крайней мере один микропроцессор, который действует как центральный блок, который управляет и выполняет все логические задачи и инструкции.

Физически микропроцессор — это многоцелевой кремниевый чип, который принимает двоичные данные в качестве входных данных, обрабатывает эти данные, а затем выдает данные на выходе в соответствии с инструкциями / программами, хранящимися в памяти.

Микропроцессор состоит из интегральных схем, которые могут содержать тысячи или более транзисторов. Чем больше транзисторов он содержит в системе, тем мощнее вычислительные возможности.

Можно с уверенностью сказать, что микропроцессор — это важнейший элемент любого компьютера. Без него компьютер просто не может выполнять свои функции.

Задача микропроцессора — выполнять вычислительные и логические операции, такие как сложение, вычитание, умножение, межпроцессы, взаимодействие устройств, управление вводом / выводом и так далее.

Ключевой вывод: микропроцессор — это что-то маленькое (микро), которое обрабатывает данные, инструкции и задачи (процессор)

Что такое микроконтроллер?

Микроконтроллер — это компактная схема, которая предназначена для управления или управления определенными операциями во встроенной системе — комбинацией аппаратного и программного обеспечения, которая предназначена для определенных функций, в основном как часть более крупной системы.

Микроконтроллер обычно состоит из микропроцессора, устройств ввода-вывода и памяти на одном кристалле.Можно сказать, что микроконтроллер — это компьютер сам по себе, который может выполнять только определенные задачи (чаще всего только одна конкретная задача) .

Сравните это, например, с нашим портативным компьютером, который представляет собой «универсальный компьютер», на котором можно запускать тысячи различных программ. Чаще всего микроконтроллер может выполнять только одну конкретную программу, которая хранится в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), которое также интегрировано в систему микроконтроллера.

Как правило, мы не можем изменить эту программу.Микроконтроллеры обычно встраиваются в другое устройство, поэтому оно может управлять определенными действиями устройства. Вот почему микроконтроллер часто называют «встроенным контроллером».

Различия между микропроцессором и микроконтроллером

После того, как мы обсудили основные определения микропроцессоров и микроконтроллеров, мы увидим, что они сильно отличаются друг от друга и эти термины не должны использоваться взаимозаменяемо. Чтобы обсудить далее, вот некоторые заметные различия между микроконтроллером и микропроцессором:

  • Микропроцессор только состоит из процессорного блока, в то время как микроконтроллер может включать в себя другие периферийные устройства, такие как RAM, ROM, EEPROM, устройства ввода-вывода и т. Д. которые интегрированы всего в одну микросхему микроконтроллера.
  • Обычно микроконтроллер меньше по размеру (только очень маленькая микросхема), а микропроцессор имеет тенденцию быть более громоздким и сложным.
  • Микропроцессор обычно намного дороже микроконтроллера. Микроконтроллер в основном изготавливается из металлооксидных полупроводниковых материалов, которые дешевле по сравнению с материалами на основе кремния, используемыми в микропроцессорах.
  • Средняя скорость микроконтроллеров составляет всего от 8 МГц до 50 МГц, в то время как для микропроцессоров она может составлять около 1 ГГц и даже намного выше 3 ГГц.С точки зрения скорости микропроцессор намного быстрее.
  • Микроконтроллер обычно имеет меньшее энергопотребление по сравнению с микропроцессором и часто имеет режим энергосбережения (или режим ожидания). Микропроцессор не может постоянно находиться в режиме ожидания, и существуют различные внешние устройства, которые должны работать вместе с микропроцессором, чтобы он работал точно.
  • Задачи и инструкции, выполняемые микроконтроллером, как правило, проще без каких-либо сложных структур, в то время как в микропроцессорах задачи могут быть очень сложными.
  • Микропроцессоры основаны на модели архитектуры фон Неймана, в которой и программы, и данные хранятся в одном модуле памяти. С другой стороны, микроконтроллеры основаны на архитектуре Гарварда, где память данных и память программ разделены.

Приложения микропроцессора против микроконтроллера

Приложения микропроцессора

Мы практически можем найти хотя бы один микропроцессор в любом устройстве, которое мы используем ежедневно: настольные ПК, ноутбуки, планшеты и даже ваш смартфон. Тем не менее, вот разбивка важных приложений микропроцессоров в различных отраслях:

  1. В компьютерах
    • Как установлено, микропроцессоры являются мозгом любого компьютерного блока, от микрокомпьютеров и одноплатных компьютеров (SBC) до суперкомпьютеров
    • В настоящее время, мобильные устройства, такие как смартфоны или планшеты, также используют микропроцессоры для выполнения инструкций.
    • Смарт-телевизоры, игровые консоли, видеомагнитофоны также используют микропроцессоры для выполнения сложных вычислений и различных других задач. Умный термостат, умный дверной звонок и умная камера безопасности — все они используют датчики, которые управляются как минимум одним микропроцессором.Умная камера, например, имеет микропроцессор, который работает вместе с датчиками движения и звука, а также саму камеру для записи и отображения видеозаписей.
    • Холодильники, стиральные машины, кофеварки и другие подобные устройства премиум-класса также содержат микропроцессор.
  2. Транспортная промышленность
    • Современные автомобили и общественный транспорт используют микропроцессорные технологии, например, для доступа к системам GPS, регулирования их функций и т. Д.
  3. Здравоохранение
    • Различные медицинские устройства управляются микропроцессорами для выполнения различных задач, таких как сбор информации с биосенсоров, анализ информации о здоровье пациентов и хранение данных. , также в детских игрушках и фотоаппаратах
    • Медицинские инструменты: ЭКГ, Акку-чек и т. д.
    • Измерительные приборы: мультиметр , токовый тестер, осциллографы и т. д.
    • Устройства связи: смартфоны, автоответчики, телефон , факс и т. д.
    • Автомобили и транспорт: спидометр, система ABS и т. д.
    • Другое оборудование: MP3-плеер, принтер, КПК и т. д.

Является ли Raspberry Pi микроконтроллером?

Называть популярный Raspberry Pi микроконтроллером — распространенное заблуждение (а в некоторых случаях некоторые люди могут принять его за микропроцессор). Однако технически Raspberry Pi — это НЕ микроконтроллер, а точнее называть его одноплатным компьютером или малым бортовым компьютером (SBC).

Что такое SBC?

С точки зрения непрофессионала, одноплатный компьютер — это законченный компьютер, построенный всего на одной печатной плате. Это полностью автономный или встроенный компьютер, который отличается от стандартных компьютеров общего назначения и может объединять более одного микропроцессора, модулей памяти и периферийных устройств ввода / вывода.

SBC значительно отличается от микроконтроллера в основном тем, что SBC может выполнять более одной или двух определенных операций и действовать как универсальный компьютер. Однако SBC также может работать как микроконтроллер для управления или управления конкретными функциями, когда это необходимо.

Ниже мы обсудим некоторые из популярных SBC, доступных сегодня на рынке, их уникальные преимущества и недостатки, а также ключевые факты, которые вы, возможно, захотите узнать.

Raspberry Pi 4

Raspberry Pi 4, возможно, является одним из самых популярных одноплатных компьютеров, доступных сегодня, в основном благодаря своей универсальности, довольно полному набору функций и удивительно мощным возможностям.

Кроме того, Raspberry Pi 4 является одним из самых простых в использовании по сравнению с другими SBC и требует довольно поверхностного обучения. Это также связано с огромным сообществом Raspberry Pi с сотнями доступных проектов, от простых, таких как умные зеркала, до очень сложных, таких как планшеты и даже функциональные роботы.

Основные характеристики

  • Четырехъядерный процессор 1,5 ГГц Arm Cortex-A72
  • Графический процессор VideoCore VI
  • Система Broadcom BCM2711
  • 1/2/4 ГБ LPDDR4 RAM
  • 11ac Wi-Fi / Bluetooth 5.0, подключение Gigabit Ethernet
  • 2 порта micro-HDMI с поддержкой дисплеев 4K при 60 Гц через HDMI 2.0, порт дисплея MIPI DSI, порт камеры MIPI CSI, 4-полюсный стереовыход и порт композитного видео
  • 2 x USB 3.0, 2 x USB 2.0
  • 40-контактный разъем GPIO для расширения
  • 5 В / 3 А через USB-C, 5 В через разъем GPIO Выход питания

Если вы хотите узнать больше о том, как использовать Raspberry Pi 4 в своем проекте, мы бы хотели рекомендую «Изучение Raspberry Pi: взаимодействие с реальным миром» Дерека Моллоя в качестве отправной точки.

Я большой поклонник книг Дерека, потому что он использует подход сначала разработка, , а не рецепт или хобби.

Beagleboard BeagleBone Black

BeagleBone Black, по общему признанию, относительно новый SBC среди своих конкурентов и изначально разрабатывался как недорогой SBC с большим количеством операций ввода-вывода. Из-за огромного количества точек ввода / вывода и чистой мощности эта плата мне просто нравится!

Основные характеристики

  • AM335x Процессор ARM® Cortex-A8 с тактовой частотой 1 ГГц
  • ОЗУ 512 МБ DDR3
  • 4 ГБ 8-разрядная встроенная флеш-память eMMC
  • Ускоритель 3D-графики
  • Ускоритель с плавающей запятой NEON
  • 2x PRU 32- битовые микроконтроллеры
  • USB-клиент для питания и связи
  • USB-хост, Ethernet, подключение HDMI
  • 2x 46-контактных разъема для расширения

Я бы порекомендовал «Изучение BeagleBone: инструменты и методы», снова написанное Дереком Моллоем, если хотите чтобы узнать больше о SBC BeagleBone — и особенно BeagleBone Black.

Arduino Mega 2560

Arduino и Raspberry Pi часто путают друг с другом по нескольким причинам. Оба они являются двумя из самых популярных SBC, доступных сегодня, они оба начинали с доступного бюджетного оборудования и обучения STEM, и они работали очень похоже друг на друга.

Однако на самом деле они сильно отличаются друг от друга по уровню архитектуры.

Arduino основан на микроконтроллерах, в то время как Raspberry Pi на самом деле представляет собой микропроцессор, интегрированный со встроенной оперативной памятью и другими периферийными устройствами.

Arduino, возможно, проще в использовании, чем Raspberry Pi, для создания электронных прототипов, но Pi более универсален и может использоваться как полноценный настольный компьютер.

Основные характеристики

  • Микроконтроллер ATMega 2560
  • Рабочее напряжение 5 В
  • Рекомендуемое входное напряжение 7–12 В, нижний и верхний пределы 6–20 В
  • 54 цифровых входа / выхода, включая 15 контактов с выходом ШИМ
  • 16 аналоговых входных контактов
  • 20 мА постоянного тока на каждый вход / выход
  • 50 мА постоянного тока для 3.Вывод 3V
  • Флэш-память 256 КБ, 8 КБ SRAM, $ КБ EEPROM
  • Тактовая частота 16 МГц
  • 13 светодиодов
  • 52 мм Д x 53,3 мм Ш
  • 37 граммов

Если вы хотите узнать больше об использовании Arduino при создании ваших электронных проектов я бы порекомендовал

Заключение

Как мы видим, есть некоторые основные различия между микроконтроллерами и микропроцессорами от их основных концепций до приложений. Кроме того, мы также узнали, что одноплатные компьютеры (SBC) могут быть основаны на микроконтроллерах (Arduino) и могут быть в основном микропроцессорами (Raspberry Pi).

Микроконтроллер обычно намного дешевле микропроцессора, но в то же время обычно предназначен только для одной конкретной цели. С другой стороны, микропроцессор является более универсальным и может самостоятельно питать полнофункциональный настольный компьютер.

Однако микропроцессору требуются внешние периферийные устройства, такие как устройства ввода-вывода, ОЗУ, ПЗУ и т. Д., Хотя эти устройства обычно встроены и интегрированы с микросхемой микропроцессора.

Заключительные слова…

Надеюсь, вам понравилась эта статья, в которой микропроцессор сравнивается с микроконтроллером.Я подумал, что здесь также уместно обсудить SBC, поскольку их часто путают.

Если вы еще этого не сделали, я рекомендую вам стать участником этого сайта. PLCGurus.NET быстро становится одним из крупнейших и быстрорастущих сообществ профессиональных инженеров, техников и технологов, которые разделяют страсть к промышленной автоматизации и системам управления.

Регистрация есть и всегда будет полностью бесплатной. Зарегистрируйтесь здесь!

Также посетите наш канал YouTube, чтобы увидеть несколько отличных видео … и не забудьте поставить лайк и подписаться на наш канал! Если вам понравилась эта статья, обязательно ознакомьтесь с некоторыми из этих хороших чтений:

Наконец, если вы столкнетесь с какими-либо проблемами в своей повседневной инженерной деятельности, обязательно посетите наш Live и Interactive PLC Forum!

И, если хотите, помогите другим членам сообщества, ответив или предложив полезную информацию на вопросы или проблемы, с которыми они могут столкнуться прямо сейчас! Спасибо за прочтение.

Узнайте о типах и применении микроконтроллеров — EIT: EIT

Введение в микроконтроллер:

Микроконтроллер (микроконтроллер или микроконтроллер) — это микрокомпьютер на одиночной микросхеме, изготовленный на базе СБИС. Микроконтроллер также известен как встроенный контроллер. Сегодня на рынке доступны различные типы микроконтроллеров с разной длиной слова, такие как 4-битные, 8-битные, 64-битные и 128-битные микроконтроллеры. Микроконтроллер — это сжатый микрокомпьютер, предназначенный для управления функциями встроенных систем в офисных машинах, роботах, бытовой технике, автомобилях и ряде других устройств.Микроконтроллер состоит из таких компонентов, как память, периферийные устройства и, самое главное, процессор. Микроконтроллеры в основном используются в устройствах, которым требуется определенная степень контроля со стороны пользователя устройства.

Основы микроконтроллера:
Любое электрическое устройство, которое хранит, измеряет, отображает информацию или вычисляет, состоит из микросхемы микроконтроллера
внутри себя. Базовая структура микроконтроллера состоит из: —
1. ЦП — Мозг микроконтроллера называется ЦП.ЦП — это устройство, которое используется для извлечения данных, их декодирования и успешного завершения поставленной задачи. С помощью центрального процессора все компоненты микроконтроллера объединены в единую систему. Выборка инструкции
, редактируемая программируемой памятью, декодируется ЦП.
2. Память — В микроконтроллере микросхема памяти работает так же, как микропроцессор. Чип памяти хранит все программы и данные. Микроконтроллеры построены с определенным объемом ПЗУ или ОЗУ (EPROM, EEPROM и т. Д.) Или флэш-памятью для хранения исходных кодов программ.
3. Порты ввода / вывода — порты ввода / вывода в основном используются для взаимодействия или управления различными устройствами, такими как принтеры, ЖК-дисплеи, светодиоды и т. Д.

4. Последовательные порты — эти порты предоставляют последовательные интерфейсы между микроконтроллером и различными другими периферийными устройствами, такими как параллельный порт.
5. Таймеры — микроконтроллер может быть встроен с одним или несколькими таймерами или счетчиками. Таймеры и счетчики контролируют все операции подсчета и синхронизации в микроконтроллере. Таймеры используются для подсчета внешних импульсов.Основными операциями, выполняемыми таймерами, являются генерация импульсов, функции часов, измерение частоты, модуляция, создание колебаний и т. Д.
6.ADC (аналого-цифровой преобразователь) –ADC используется для преобразования аналоговых сигналов в цифровые. Входные сигналы должны быть аналоговыми для АЦП. Производство цифровых сигналов можно использовать в различных цифровых приложениях (например, в измерительных устройствах).

7.DAC (цифро-аналоговый преобразователь) — этот преобразователь выполняет функции, противоположные АЦП.Это устройство обычно используется для контроля аналоговых устройств, таких как двигатели постоянного тока и т. Д.
8. Интерпретируемое управление. Этот контроллер используется для обеспечения отложенного управления рабочей программой. Интерпретация может быть внутренней или внешней.
9. Специальный функциональный блок — Некоторые специальные микроконтроллеры, изготовленные для специальных устройств, таких как космические системы, роботы и т. Д., Содержат этот специальный функциональный блок. Этот специальный блок имеет дополнительные порты для выполнения некоторых специальных операций.

Типы микроконтроллеров:
микроконтроллеры делятся на категории в соответствии с их памятью, архитектурой, битами и наборами команд
. Итак, давайте обсудим типы микроконтроллеров:

бит:
8-битный микроконтроллер выполняет логические и арифметические операции. Примером 8-битного микроконтроллера является Intel 8031/8051.
16-битный микроконтроллер работает с большей точностью и производительностью по сравнению с 8-битным.
Примером 16-битного микроконтроллера является Intel 8096.

32-битный микроконтроллер

используется в основном в устройствах с автоматическим управлением, таких как офисные машины, имплантируемые медицинские устройства и т. Д. Он требует 32-битных инструкций для выполнения любых логических или арифметических функций.

Память:

  • Микроконтроллер с внешней памятью — когда встроенная структура построена с микроконтроллером, который не включает в себя все функционирующие блоки, существующие на микросхеме, он называется микроконтроллером внешней памяти.Для иллюстрации — микроконтроллер 8031 ​​не имеет памяти программ на микросхеме.
  • Микроконтроллер со встроенной памятью — когда встроенная структура построена с микроконтроллером, который состоит из всех функциональных блоков, существующих на микросхеме, он называется микроконтроллером встроенной памяти. Для иллюстрации — микроконтроллер 8051 имеет всю память программ и данных, счетчики и таймеры, прерывания, порты ввода / вывода и, следовательно, свой микроконтроллер встроенной памяти.

Набор инструкций:
CISC-CISC означает компьютер со сложным набором инструкций, он позволяет пользователю применять 1 инструкцию как
в качестве альтернативы многим простым инструкциям.

RISC-RISC означает компьютеры с сокращенным набором команд. RISC сокращает время работы на
, сокращая тактовый цикл на инструкцию.

Архитектура памяти:

  • Гарвардский микроконтроллер с архитектурой памяти
  • Принстонский микроконтроллер с архитектурой памяти

Микроконтроллер 8051:
Наиболее широко используемый набор микроконтроллеров относится к семейству 8051. Микроконтроллеры 8051 по-прежнему остаются идеальным выбором для огромной группы любителей и экспертов.В течение 8051 года человечество стало свидетелем самого революционного набора микроконтроллеров. Первоначально микроконтроллер 8051 был изобретен Intel. Двумя другими членами этого семейства 8051 являются-

  • 8052-Этот микроконтроллер имеет 3 таймера и 256 байт ОЗУ. Кроме того, он имеет все функции традиционного микроконтроллера 8051. Микроконтроллер 8051 является частью микроконтроллера 8052.
  • 8031 ​​- Этот микроконтроллер меньше ПЗУ, за исключением того, что он имеет все функции традиционного микроконтроллера 8051.Для выполнения в его микросхему можно добавить внешнее ПЗУ размером 64 Кбайт.

Микроконтроллер 8051 задействует 2 различных типа памяти, таких как — NV-RAM, UV — EPROM и Flash.

Микроконтроллер 8051 Архитектура:
Микроконтроллер 8051 — это восьмиразрядный микроконтроллер, выпущенный в 1981 году корпорацией Intel. Он доступен в 40-контактном DIP-корпусе (двухрядный корпус). Он имеет 4 КБ ПЗУ (программируемое пространство на кристалле) и 128 байтов встроенного ОЗУ, при желании 64 КБ внешней памяти могут быть связаны с микроконтроллером.Есть четыре параллельных 8-битных порта, которые легко программируются и адресуются. Встроенный кварцевый генератор интегрирован в микроконтроллер с тактовой частотой 12 МГц. В микроконтроллере есть последовательный порт ввода / вывода, который имеет 2 контакта. В него также встроены два таймера по 16 бит; эти таймеры могут использоваться как таймеры для внутреннего функционирования, а также как счетчики для внешнего функционирования. Микроконтроллер состоит из 5 источников прерываний, а именно: прерывание от последовательного порта
, прерывание от таймера 1, внешнее прерывание 0, прерывание от таймера 0, внешнее прерывание 1.Режим программирования этого контроллера micro-
включает в себя GPR (регистры общего назначения), SFR (регистры специальных функций) и SPR (регистры специального назначения).

Микроконтроллер PIC

: Контроллер периферийного интерфейса (PIC)
, предоставленный Micro-chip Technology для классификации своих микроконтроллеров с одиночным чипом. Эти устройства оказались чрезвычайно успешными в 8-битных микроконтроллерах. Основная причина этого заключается в том, что Micro-Chip Technology постоянно модернизирует архитектуру устройства и включает в микроконтроллер столь необходимые периферийные устройства, чтобы удовлетворить потребности клиентов.Микроконтроллеры PIC очень популярны среди любителей и промышленников; это единственная причина широкой доступности, низкой стоимости, большой базы пользователей и возможности последовательного программирования.

Архитектура микроконтроллера PIC:
Архитектура 8-битных микроконтроллеров PIC может быть отнесена к следующей категории:
1. Архитектура базовой линии — В базовую архитектуру включены микроконтроллеры PIC семейства PIC10F, за исключением части семейств PIC12 и PIC16. также включены. Эти устройства используют 12-битную архитектуру программного слова с альтернативами от шести до двадцати восьми выводов.
Кратко определенный набор атрибутов базовой архитектуры позволяет получать наиболее прибыльные продуктовые решения. Эта архитектура идеально подходит для гаджетов с батарейным питанием. Серия PIC10F200 — еще один недорогой 8-битный микроконтроллер флэш-памяти с 6-контактным корпусом.

2. Архитектура среднего диапазона — в эту среднюю линию добавлены семейства PIC12 и PIC16, которые атрибутируют 14-битную архитектуру программного слова. Гаджеты среднего уровня PIC16 предлагают широкий спектр альтернативных пакетов (от 8 до 64 пакетов) с низким и высоким уровнем включения периферийных устройств
.Это устройство PIC16 поддерживает множество аналоговых, цифровых и последовательных периферийных устройств, таких как SPI, USART, I2C, USB, ЖК-дисплеи и аналого-цифровые преобразователи. Микроконтроллеры PIC16 среднего уровня обладают функцией приостановки управления с восьмиуровневой аппаратной нагрузкой.
3. Высокопроизводительная архитектура. Высокопроизводительная архитектура включала семейство устройств PIC18. Эти микроконтроллеры используют 16-битную архитектуру программного слова вместе с альтернативами от 18 до 100 выводов.Устройства PIC18 представляют собой высокопроизводительные микроконтроллеры со встроенными аналого-цифровыми преобразователями. Все микроконтроллеры PIC18 объединяют высокоразвитую архитектуру RISC, которая поддерживает флеш-устройства. PIC18 имеет улучшенные атрибуты фундамента, 32 уровня глубокой нагрузки и несколько внутренних и внешних прерываний.

Микроконтроллер

AVR:
AVR, также известный как Advanced Virtual RISC, представляет собой индивидуальный 8-битный микроконтроллер RISC с 8-разрядной архитектурой Гарварда.Он был изобретен Атмелем в 1966 году. Архитектура Гарварда означает, что программа и данные накапливаются в разных местах и ​​используются одновременно. Это было одно из передовых семейств микроконтроллеров, в котором встроенная флэш-память использовалась в основном для хранения программ, в отличие от одноразовых программируемых EPROM, EEPROM или ROM, используемых другими микроконтроллерами одновременно. Флэш-память — это энергонезависимая (постоянная при отключении питания) программируемая память.Архитектура микроконтроллера AVR: Архитектура микроконтроллера AVR
была разработана Альф-Эгилем Богеном и Вегардом Волланом. Название AVR происходит от имен разработчиков архитектуры микроконтроллера. AT90S8515 был передовым микроконтроллером, основанным на архитектуре AVR; с другой стороны, первым микроконтроллером, который поразил коммерческий рынок, был AT90S1200, выпущенный в 1997 году.

SRAM, Flash и EEPROM объединены в одном кристалле, что устраняет необходимость в любой другой внешней памяти в максимальном количестве устройств.Несколько устройств содержат альтернативу параллельной внешней шины, чтобы добавить дополнительные устройства памяти данных. Приблизительно все устройства, за исключением микросхем TinyAVR, имеют последовательный интерфейс, который используется для связи больших последовательных микросхем Flash и EEPROM.

Микроконтроллер

AMR:
AMR — это название компании, которая разрабатывает архитектуру микропроцессоров. Он также занимается лицензированием их для производителей, которые производят настоящие чипы. На самом деле AMR — это настоящая 32-битная архитектура RISC.Первоначально он был разработан в 1980 году компанией Acorn Computers Ltd. Этот базовый микропроцессор AMR не имеет встроенной флэш-памяти. ARM специально разработан для устройств с микроконтроллерами, его легко обучить и использовать, но он достаточно мощный для самых сложных встраиваемых устройств.

Архитектура микроконтроллера AMR:
Архитектура AMR — это 32-битный RISC-процессор, разработанный ARM Ltd. Благодаря своим характеристикам энергосбережения центральные процессоры ARM преобладают на рынке мобильной электроники, где меньшее энергопотребление является жизненно важной задачей.Архитектура ARM состоит из нижележащих элементов RISC: —

  • Максимальное функционирование за один цикл
  • Постоянный регистровый файл размером 16 × 32 бита.
  • Загрузить или сохранить архитектуру.
  • Предварительно установленная ширина команды 32 бита для упрощения конвейерной обработки и декодирования при минимальной плотности кода.
  • Для несогласованного доступа к памяти нет поддержки
Применение микроконтроллера

: Микроконтроллеры
предназначены для встраиваемых устройств по сравнению с микропроцессорами, которые используются в ПК или других универсальных устройствах.Микроконтроллеры используются в автоматически управляемых изобретениях и устройствах, таких как электроинструменты, имплантируемые медицинские устройства, системы управления автомобильными двигателями, офисные машины, устройства дистанционного управления, игрушки и многие другие
встроенных систем. Уменьшая размер и затраты по сравнению с конструкцией, в которой используются другой микропроцессор, устройства ввода-вывода и память, микроконтроллеры делают недорогой цифровой контроль все большего числа устройств и операций.Микроконтроллеры смешанного сигнала
являются общими; Сборка аналоговых компонентов требовала управления нецифровыми электронными структурами.

Применение микроконтроллера в повседневных устройствах:

  • Светочувствительные и управляющие устройства
  • Устройства измерения и контроля температуры
  • Устройства обнаружения пожара и безопасности
  • Промышленные контрольно-измерительные приборы
  • Устройства управления технологическим процессом


Применение микроконтроллера в промышленных устройствах управления:

  • Промышленные контрольно-измерительные приборы
  • Устройства управления технологическими процессами


Применение микроконтроллера в измерительных приборах:

  • Вольтметр
  • Измерение вращающихся объектов
  • Счетчик тока
  • Переносные измерительные системы

Источник: www.electronicshub.org/microcontrollers/

микроконтроллер против микропроцессора | HP® Tech принимает

Знаете ли вы, что делает микроконтроллер? Вы знакомы с тем, чем он отличается от микропроцессора? Если вы не знаете ответов на эти вопросы, вы не одиноки. Многие люди не уверены в разнице между этими стандартными компонентами ПК. В этой статье мы узнаем, что делает каждый компонент особенным и почему важны их различия.

Что такое микропроцессор?

Микропроцессор (MPU), также известный как центральный процессор или ЦП, является мозгом компьютера.Он не содержит никаких других компонентов, таких как память. Микропроцессоры жизненно важны для компьютеров всех типов, и эта технология обычно используется в настольных компьютерах и ноутбуках, которые мы используем сегодня.

Хотя обычно вас не просят выбрать тип микропроцессора, существует пять типов. В их число входят:

  1. Микропроцессоры со сложным набором команд
  2. Микропроцессоры с сокращенным набором команд
  3. Суперскалярные процессоры
  4. Интегральная схема для конкретных приложений
  5. Мультипроцессоры цифровых сигналов

Каждый из них выполняет множество задач, включая математические и логические процессы, которые говорят компьютеру, как вести себя, хранить данные и взаимодействовать с другими устройствами.Он принимает поступающие данные, обрабатывает их и отправляет обратно компонентам или периферийным устройствам, которые вы используете для взаимодействия с компьютером. Микропроцессор выполнен в виде микрочипа, что делает его очень маленьким решением наших очень больших вычислительных задач.

Микропроцессоры в компьютерах HP

Если у вас есть один из многих популярных ноутбуков и настольных компьютеров HP, вы, вероятно, уже пользуетесь функциями современных микропроцессоров. Микропроцессоры Intel® i3, i5 и i7 предлагают множество преимуществ для пользователей, которым нужна молниеносная скорость для игр, создания иллюстраций, рендеринга видео и просмотра веб-страниц.

Трудно поверить, что новейшее поколение микропроцессоров Intel, 8-е поколение, может так много сделать, поскольку первое коммерчески доступное устройство было изобретено Intel в начале 1970-х годов. Наша жизнь, в которой работает все, от калькуляторов до сверхсовременных компьютеров, не была бы прежней без этих технологических жемчужин.

Что такое микроконтроллер?

Микроконтроллеры (MCU) управляют определенной функцией вместо обработки данных для сотен или тысяч функций.Еще одно большое отличие состоит в том, что это не просто процессор на кристалле. Они представляют собой целый компьютер на микросхеме, включая микропроцессор, память и компоненты, необходимые для отправки и получения данных. Микроконтроллеры

созданы для самостоятельного выполнения определенной работы. Они представляют собой целостную систему. Типы микроконтроллеров включают:
  • 8-разрядный микроконтроллер
  • 16-разрядный микроконтроллер
  • 32-разрядный микроконтроллер
  • Встроенный микроконтроллер

Как видно из перечисленных типов, они сгруппированы по размеру данных.Могут ли в будущем появиться более крупные микроконтроллеры? Вполне возможно.

MCU используются во всем: от игрушек и инструментов до пультов дистанционного управления и бытовой техники. Вы не видите, как они работают, и нет пользовательского интерфейса, который бы подсказывал им, что делать. Вы также найдете их в антиблокировочных тормозных системах транспортных средств и в современных медицинских устройствах. Они запрограммированы на самостоятельное выполнение своей работы, даже когда рядом нет никого, кто мог бы помочь.

Микроконтроллер против микропроцессора

Невозможно действительно сказать, что один тип технологии лучше, чем другой.Оба они имеют разные функции и работают для совершенно разных приложений.

Однако простой способ запомнить, что каждый из них делает, — это думать о микропроцессорах как о мозге компьютеров, которые мы используем как потребители. Он запускает операционную систему, такую ​​как Windows 10, которая позволяет нам взаимодействовать с программами, настраивать параметры и выполнять такие задачи, как отправка электронных писем или создание документов.

С другой стороны, микроконтроллер — это крошечный компьютер на микросхеме, который работает без сложной операционной системы и может запускать один поток или цикл за раз.Он не может справиться с множеством задач, которые выполняет микропроцессор. Большинству потребителей не нужно будет выбирать микроконтроллер или покупать его. Они обычно используются в областях программирования и инженерии на очень детальном уровне технологий.

Интересный факт: Хотя микропроцессоры изначально назывались «компьютером на микросхеме», именно микроконтроллер лучше подходит под это описание, поскольку он имеет процессор, память и другие компоненты, встроенные в один крошечный микрочип.

Дополнительные различия между микропроцессорами и микроконтроллерами

Поскольку микропроцессор является более надежным компонентом, он потребляет больше энергии, требует внешнего охлаждения и может использоваться с более крупными машинами.Это также дороже и может быть очень быстрым.

Микроконтроллер потребляет очень мало энергии, потому что он выполняет одну или две основные задачи. Для этого устройства нет необходимости в специальном вентиляторе, и он стоит ровно настолько дорого, насколько компоненты чипа. Он очень доступен по цене, но работает намного медленнее, чем микропроцессор.

Будущее «микротехнологий»

По мере развития технологий мы видим, что микроконтроллер начинает приобретать дополнительные функции. Можно выполнить больше задач, и данные, которые он может обрабатывать во встроенной системе, будут расширяться.Микропроцессоры также начинают включать в себя больше возможностей.

Могут ли эти два понятия частично совпадать по определению? Это возможно, но их нельзя использовать взаимозаменяемо. Каждый из них играет особую роль в компьютерах и электронном оборудовании. Одно невозможно заменить в ближайшее время, но они оба жизненно важны, когда дело доходит до использования продуктов, которыми мы наслаждаемся каждый день.

Об авторе

Линси Кнерл — автор статей в HP® Tech Takes. Линси — писатель из Среднего Запада, оратор и член ASJA.Она стремится помочь потребителям и владельцам малого бизнеса более эффективно использовать свои ресурсы с помощью новейших технических решений.

Разница между микропроцессором и микроконтроллером

Основное различие между микропроцессором и микроконтроллером состоит в том, что микропроцессор — это просто ИС, смоделированная для выполнения общих задач цифровых вычислений. С другой стороны, микроконтроллер — это ИС, объединенная с различными приборами для применения в конкретном приложении. Еще одно существенное различие между микропроцессором и микроконтроллером заключается в том, что размер основной печатной платы базовой системы микропроцессора слишком велик, тогда как при исследовании базовой системы микроконтроллера этот размер печатной платы относительно невелик.Мы должны определить общие структуры микропроцессора и микроконтроллера, чтобы понять их в деталях, и это полностью то, что мы хотим изучить в этом посте.

В чем разница между микропроцессором и микроконтроллером?

Для непрофессионалов,

000

000

000

000

000

000

000

000

000

000

Что касается электроники, всегда может быть сложно и запутанно определить разницу между микропроцессором и микроконтроллером.Хотя и микропроцессор, и микроконтроллер полностью отличаются друг от друга из-за их аппаратной конструкции и работы.

Основное различие между микропроцессором и микроконтроллером состоит в том, что ИС микропроцессора имеет внутри только определенный ЦП, тогда как ИС микроконтроллера также имеет ПЗУ, ОЗУ и другие подключенные к нему инструменты. Некоторыми распространенными примерами микропроцессоров являются AMD Athlon, Intel Core i7, Broadcom BCM2711, Raspberry Pi и т. Д., А некоторые популярные устройства микроконтроллеров — STM32, Arduino UNO, ATmega328, PIC16F877A и т. Д.

Разница между микропроцессором и микроконтроллером (Ссылка: electronicsforu.com )

Выбор подходящего варианта, основанный на вашей конкретной конструкции, может быть проблематичным. Необходимость оптимального баланса между производительностью, ценой и энергопотреблением имеет разные ключевые факторы. Сначала будут советы по разработке технологий для модели, на которой вы должны сосредоточиться. Однако, когда микропроцессор (MPU) или микроконтроллер (MCU) становится основой системного подхода, ваше окончательное решение может иметь долгосрочные последствия.В результате на этом этапе очень важно знать разницу между микропроцессором и микроконтроллером. Прежде чем мы начнем представлять эти различия, мы кратко обсудим, что такое микроконтроллер и микропроцессор.

Что такое микроконтроллер?

Микроконтроллер похож на простой компьютер, построенный на единственной ИС. Он включает в себя CU, ALU, ROM, таймер, ядро ​​процессора, RAM, разъемы ввода-вывода, регистр и счетчики, смоделированные для выполнения нескольких задач.Микроконтроллеры обычно используются в приложениях и проектах, которые требуют непосредственного контроля со стороны пользователей. Поскольку он содержит все необходимые детали в своем простом чипе, он не требует дополнительных секций для выполнения своей задачи.

В результате микроконтроллеры обычно используются в фиксированных системах, а основные компании-производители микроконтроллеров используют их во встроенных приложениях. Микроконтроллер можно представить как центр встроенной схемы. Некоторые общие примеры популярных и экономичных систем — это серия AVR и 8051.Схема микроконтроллера

(Ссылка: components101.com )

Задачи, необходимые для выполнения, предоставляются в секции памяти (EPROM / EEPROM) через сам микроконтроллер. Однако система микроконтроллера может использовать дополнительную память, когда первичная память работает недостаточно для восстановления программ или данных.

Когда потребность в программной операции определяется системой, ПК генерирует адрес подходящей инструкции, которая должна быть произведена.Внутренние смещения схемы могут отправлять данные, когда управляющие сигналы генерируются CU. После анализа секция декодирования восстанавливает инструкцию, и ALU управляет ею. Микроконтроллеры классифицируются в зависимости от объема данных, обрабатываемых за один простой цикл.

Как мы обсуждали ранее, микроконтроллер определил внутри себя раздел памяти, в котором хранится специальный код или данные, по которым должна работать схема. Это основная причина, по которой микроконтроллеры должны быть смоделированы для применения в конкретной системе.Потому что, как правило, нецелесообразно изменять данные, хранящиеся в разделе памяти внутри микроконтроллера, для конкретных целей. Блок-схема микроконтроллера

(Ссылка: circuitdigest.com )

На приведенном выше рисунке показана блок-схема микроконтроллера 8051. Все необходимые детали для небольшого проекта поставляются в одной микросхеме. С развитием электронных технологий на рынке разрабатывается несколько современных микроконтроллеров. Если вам предлагается изучить, как выбрать лучший микроконтроллер для вашей программы, перейдите по этой ссылке.

Что такое микропроцессор?

Микропроцессор — это просто ЦП, объединенный с одной или несколькими интегральными схемами (ИС). В нем нет ПЗУ, ОЗУ и других инструментов. Главный операционный центр микропроцессора содержит регистры, АЛУ и блок управления. Микропроцессоры классифицируются в зависимости от размера данных, в которых применяется ALU.

Производительность микропроцессора зависит от дополнительных цепей периферийных устройств для работы. Микропроцессоры не предназначены для выполнения нескольких задач, но они используются там, где задачи сложные и сложные, такие как запуск игр, улучшение программного обеспечения и другие программы, которым требуется большая емкость памяти и где ввод и вывод смешаны.Его можно представить как сердце компьютерной схемы. Некоторыми распространенными примерами микропроцессоров являются I3, I5 и Pentium. Схема микропроцессора

(Ссылка: components101.com )

Если секция микропроцессора ALU обрабатывает 8-битные данные за один простой цикл, он будет представлен как 8-битный микропроцессор. Точно так же, если ALU работает с 16-битными данными, то это 16-битная система.

Микропроцессор может выполнять логические и арифметические операции. Набор инструкций, которыми должен управлять микропроцессор, хранится в центре памяти.Они представлены во внешнем по отношению к микропроцессору месте. Приложения, которые необходимо запустить, хранятся разработчиком в системе памяти.

По сути, выполнение любой инструкции в процессоре состоит из трех циклов. Сначала данные принимаются, затем восстанавливаются и, наконец, работают на основе декодированной инструкции. Данные или код отправляются с помощью системы смещения, когда CU генерирует подходящие контрольные сигналы. Следовательно, ALU может выполнять определенную операцию.

В результате мы говорим, что процессор управляет конкретным приложением, но данные команд, которые он находит, хранятся в дополнительном чипе или внешней памяти. Таким образом, мы говорим, что микропроцессор — это отдельный чип, смоделированный для общих вычислительных приложений. Блок-схема микропроцессора

(Ссылка: circuitdigest.com )

Из графической схемы микропроцессора легко увидеть, что он имеет несколько регистров и блок ALU для обработки и не требует для этого ОЗУ или ПЗУ.

Микроконтроллер и микропроцессор: основные различия

Микроконтроллер обычно использует встроенную флеш-память, покрытую для сохранения и работы своего приложения. Сохранение данных в этом методе означает, что микроконтроллер имеет меньшее время запуска и немедленно запускает код. Единственное фактическое ограничение для использования покрытой памяти — это ограничение всего доступного пространства памяти. Большинство инструментов Flash MCU, представленных на рынке, включают максимум 2 Мбайт памяти для программы.Это может вызвать негативный фактор, основанный на специальном применении.

С другой стороны, микропроцессоры не имеют особой памяти для того же метода. Они используют внешнюю память для сохранения программ и данных. Данные обычно сохраняются в энергонезависимой секции, такой как Serial Flash или NAND. На начальном этапе это запрограммировано во внешнем ОЗУ и рабочих инструкциях. Это означает, что MPU не будет быстрым и работать так же быстро, как микроконтроллер, но объем оперативной памяти, которую вы можете объединить с системой, находится в большом диапазоне сотен гигабайт для процесса NAND.

Микроконтроллер против микропроцессора (Ссылка: Rfwirelessworld.com )

Еще одним основным отличием является источник питания. При добавлении собственного источника питания для микроконтроллера требуется только один простой центр напряжения питания. Для сравнения, микропроцессору требуется несколько различных центров напряжения для DDR, ядра и т. Д.

Разница между микропроцессором и микроконтроллером: перспектива приложения

Некоторые аспекты функций моделирования могут повлиять на выбор устройства в конкретных методах в случае применения перспектива.Например, нужна ли стоимость периферийных покрытых каналов больше, чем может извлекать MCU? Или маркетинговая функция побуждает пользователя выбирать возможности, которые не будут реализованы с помощью микроконтроллера, потому что он не включает в себя достаточно памяти на кристалле или не имеет необходимого места?

При работе над первой структурой и понимании этого может быть несколько вариантов продукта. В этом случае вполне возможно, что будет выбран платформенный модельный подход. Это может повысить требования к Headroom Center для обработки энергии и расширить возможности для улучшения будущих обновлений системы.

Некоторые параметры измерения

Подход, который проблематично обнаружить, — это необходимая рабочая процедура, которая может потребоваться для любой данной модели. Подача мощности, обнаруженная на основе Dhrystone MIPS (DMIPS), может помочь изучить этот аспект. Следующая таблица объясняет разницу между микропроцессором и микроконтроллером на основе некоторых параметров измерения.

Таблица некоторых параметров измерения (Ссылка: electronicsforu.com )

Например, микроконтроллер на базе ARM Cortex-M4, такой как микроконтроллер Atmel SAM4 (или процессор термопары Т-типа), оценивается примерно до 150 DMIPS.В то время как процессор обработки данных (MPU) ARM Cortex-A4, такой как SAMA4D3 от Atmel, может быть закрыт до 750 DMIPS. Один из способов расчета необходимого DMIPS — это посмотреть на рабочие разделы программы.

Запуск полной рабочей системы, включая Android, Linux или Windows CE, для вашей программы может потребовать не менее 200–300 DMIPS. Для многих программ конкретная RTOS (операционная система реального времени) может предоставить скорость 50 DMIPS, что для них слишком адекватно. Использование ОСРВ также решает проблему небольшого объема памяти.Однако полностью работающей системе необходим блок мониторинга памяти или MMU для правильной работы, что требует указания формата процессора, который будет использоваться, и требует больше возможностей процессора для работы.

Различия между микропроцессором и микроконтроллером: общие приложения

Для запуска приложений, которым требуется большее количество операций, разрешение DMIPS должно быть представлено в рабочей системе, задачах управления и других коммуникациях.Чем больше числовая база приложения, тем вероятнее потребуется микропроцессор.

Пользовательское приложение может иметь значительный аспект цели системы. Итак, мы, как потребители, должны познакомиться с использованием интуитивно понятных и красочных графических интерфейсов пользователя (пользовательских интерфейсов). Промышленные приложения широко используют этот способ взаимодействия. В то же время рабочее окружение может ограничить пользу от этого.

Зачем нужны различия?

Во-первых, нужны ли накладные расходы процедуры? Дополнительные накладные расходы в размере 90–100 DMIPS могут потребовать системы пользовательского интерфейса, такой как Qt, поскольку она обычно используется в Linux.Следующий фактор — работа со сложностью приложения. Максимальный объем памяти для обработки и мощность требуются для большего количества мультимедийного контента, анимации, эффектов и других модификаций отображаемого изображения. Наконец, эти требования улучшаются с увеличением разрешения, и MPU становится более удобным в использовании. Сравнение микроконтроллера

и схемы микропроцессора (Ссылка: medium.com )

В противном случае микроконтроллер может изменить более простое приложение с псевдостатическими дисплеями на экране с меньшей точностью.Другой подход в пользу микропроцессора заключается в том, что он обычно оснащается специальным ЖК-монитором TFT. Этой способностью обладают немногие микроконтроллеры. ЖК-монитор TFT и некоторые другие секции драйверов должны быть соединены снаружи.

Выборка микроконтроллера

Как обсуждалось ранее, некоторые конкретные микроконтроллеры теперь присутствуют на рынке с TFT-мониторами. Тем не менее, для работы монитора должно быть достаточно закрытой памяти SRAM. Например, QVGA с размером 320 * 240 и 16-цветным типом требует 150 КБ SRAM для работы и восстановления дисплея.

Это приблизительное значение SRAM. Потребуется некоторая дополнительная память, которая может дополнительно присоединиться к спецификации (ведомости материалов) и заполнить пробел с разделом MPU. Более продвинутые и сложные обычные пользовательские интерфейсы, особенно с дисплеями размером более 3,2 дюйма, могут использовать дополнительный MPU. Если MPU предусмотрены для работы, когда дело доходит до управления пользовательским интерфейсом на цветном TFT-мониторе, MCU являются центрами для системы или точечной матрицы ЖК-монитора с последовательными интерфейсами.

Разница между микропроцессором и микроконтроллером: точка зрения на возможность подключения

С точки зрения возможности подключения, доступно большинство приборов MPU и MCU со всеми обычными периферийными приложениями.Высокоскоростные системы, такие как порт Gigabit Ethernet, несколько портов 10/100 Ethernet или HS USB 2.0, обычно подключаются только с MPU. Они могут обрабатывать и обрабатывать большие объемы данных. Существуют ли адекватные желательные каналы и пути для управления трафиком данных или нет — это серьезный вопрос.

Влияние пространства кода и стеков должно быть проверено на основе используемых протоколов связи. Приложению требуются высокоскоростные выходы, особенно для рабочих системных стеков, потребуется базовая модель MPU.

Еще одна важная проблема для изучения разницы между выбором микропроцессора и микроконтроллера — это требование наличия в системе функции реального времени. В соответствии с процессорным центром, используемым в MCU, закрытой флеш-памятью и программным обеспечением, используемым между RTOS или металлическим C, микроконтроллер будет надлежащим образом управлять долгосрочными точными приложениями.

Разница между микропроцессором и микроконтроллером: потребляемая мощность

Следующим шагом, на который следует обратить внимание, является потребление энергии.Хотя MPU работают в состояниях с низким энергопотреблением, на обычном MCU нет подходящих. MPU имеет дополнительный фактор с секцией внешнего оборудования для поддержки. Таким образом, добавление MPU в состояние низкого энергопотребления может быть более трудным.

Практическое потребление MPU обычно выше, чем MCU. Для экземпляра вы можете установить константу от 10 до 100 с коэффициентом регистра и SRAM в состоянии низкого энергопотребления. Это пропорционально объему оперативной памяти и мощности, необходимой работающей системе для непрерывного восстановления работы.Факторов, связанных с выбором метода на основе MPU или MCU, несколько, и они включают возможности, производительность и стоимость.

Выбираете?

Микроконтроллеры могут широко использоваться в экономичных решениях, которые требуют строгого контроля спецификации и экономии энергии. Высокопроизводительные программы функционально используют большое количество микропроцессоров. Системы со сверхнизким энергопотреблением, такие как интеллектуальные счетчики, экономичные электронные устройства и пульты дистанционного управления, в которых модель использует высокий процент заряда батареи, обнаруживают более широкое использование микроконтроллеров.

Они также используются там, где требуется особое поведение. MPU подходят для рабочих систем в промышленных и экономических приложениях. Они могут быть точно оценены и потребуют нескольких высокоскоростных переходов.

Выбор наилучшего варианта между системами MPU и MCU, когда вы можете просто установить оптимизированное программное обеспечение, обеспечивает наиболее идеальную норму прибыли для всей системы с течением времени.

Ключевые различия между микропроцессором и микроконтроллером
  • Микропроцессор включает регистр, ALU и CU.В то время как микроконтроллер содержит преобразователь ввода-вывода, ОЗУ, ЦАП или АЦП.
  • Микропроцессоры слишком дороги по сравнению с микроконтроллерами.
  • Микропроцессор включает в себя большое количество подсказок по передаче информации по сравнению с MCU. Это связано с тем, что код или данные в микропроцессоре передаются между микропроцессором и дополнительной памятью. Однако микроконтроллер позволяет передавать данные и код через него благодаря наличию датчика памяти.
  • Поскольку микропроцессорный центр обслуживает только секции обработки, он требует взаимодействия с другими внешними микросхемами для работы микрокомпьютерного прибора. Таким образом, его печатная плата имеет большие размеры. С другой стороны, микроконтроллер не требует дополнительных ИС для системы. Таким образом, его размер обычно невелик.
  • Микропроцессор в зависимости от наличия различных микросхем довольно громоздок.
  • Функциональная частота микропроцессора близка к 1 ГГц.В то время как микроконтроллер работает сравнительно на более низкой скорости примерно от 5 до 40 МГц.
  • Микропроцессор смоделирован для работы в цифровой системе. С другой стороны, микроконтроллер специально предназначен для сложных систем.
  • Микропроцессоры менее эффективны по сравнению с микроконтроллерами.
  • Микроконтроллер обычно потребляет меньше энергии по сравнению с MCU.

Следующая сравнительная таблица вкратце представляет разницу между микропроцессором и микроконтроллером.

Сравнительная таблица (Ссылка: circuitglobe.com )

Заключение

Этот пост может помочь вам провести полное сравнение микроконтроллеров и микропроцессоров. Из приведенного выше объяснения можно в целом сказать, что схема на основе микропроцессора менее надежна по сравнению с устройством на основе микроконтроллера.

Микроконтроллеры и микропроцессоры

Добро пожаловать в мир программирования микросхем Chipprogrammer — это блог, в котором представлены методы программирования для микроконтроллеров и микропроцессоров, которые распространены в академических кругах разных стран.Этот блог создан для обсуждения методов программирования микропроцессоров и микроконтроллеров, таких как микропроцессор 8085, микроконтроллер 8051, Atmel AT-MEGA 32 AVR и т. Д. Я твердо уверен, что этот блог будет полезен как новичкам, так и профессионалам.
Микропроцессор или микроконтроллер — это программируемое устройство, которое принимает число, выполняет арифметические или логические операции в соответствии с программой, хранящейся в памяти, и выдает результат. Но у них обоих есть некоторые отличия, как обсуждается ниже;
  • Внутренняя память: Микропроцессору требуется внешняя память для хранения программ / данных.Выполнение инструкции требует перемещения данных из внешней памяти в микропроцессор или наоборот. Микроконтроллеру требуется встроенная память, связанная с периферийными устройствами.
  • Доступность портов: Микроконтроллер состоит из портов ввода / вывода, так что к нему могут быть подключены любые периферийные устройства. Микропроцессор должен взаимодействовать с периферийными устройствами.
  • Тактовая частота: Микроконтроллеры также называются встроенными контроллерами. Тактовая частота микроконтроллера ограничена всего несколькими десятками МГц.Микроконтроллеры многочисленны, и многие из них предназначены для конкретных приложений. Обычно микропроцессоры обладают хорошей вычислительной мощностью и имеют более высокую тактовую частоту для ускорения вычислений.
  • Встроенные функции: Большинство микроконтроллеров имеют встроенные функции, такие как аналого-цифровой преобразователь (АЦП), таймеры, порты последовательной связи, счетчики, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), таймеры Watch Dog (WDT), реальное время Часы (RTC), компараторы, широтно-импульсная модуляция (PWM) и т. Д.Практически все эти приложения доступны в микроконтроллерах нового поколения. В микропроцессорах эти функции не включены из-за недоступности портов.
  • Автономные операции: Микроконтроллер не требует для работы большого количества дополнительных интерфейсных ИС и функционирует как автономная система. Для этого нужны только часы и только блок питания. Микроконтроллер можно рассматривать как микропроцессор со встроенными периферийными устройствами. Микропроцессор должен быть сопряжен с соответствующими периферийными устройствами для его работы.
  • Использование: Микропроцессоры в основном используются для вычислительных целей, поскольку микроконтроллеры находят широкое применение в устройствах, требующих обработки или управления в реальном времени. Применения микроконтроллеров многочисленны, начиная с бытовых приложений, таких как стиральные машины, телевизоры, кондиционеры. Микроконтроллеры также используются в автомобилях, отраслях управления технологическими процессами, сотовых телефонах, электрических приводах, робототехнике и в космических приложениях.

Архитектура Гарварда и фон Неймана

Каждый микропроцессор должен иметь место в памяти для хранения программы (кода). и данные.В то время как код предоставляет инструкции для ЦП, данные предоставляют информацию для обработки. ЦП использует шины (проводные трассы) для доступа к ПЗУ кода. и области памяти RAM данных. Ранние компьютеры использовали ту же шину для доступа — используя как код, так и данные. Такая архитектура обычно называется архитектурой фон Неймана (Принстон). Это означает, что для компьютеров фон Неймана процесс доступа к коду или данным может привести к тому, что они будут мешать друг другу и замедлить скорость обработки ЦП, потому что каждый должен ждать, пока другой закончит выборку.Чтобы ускорить процесс выполнения программы, некоторые процессоры используют так называемую гарвардскую архитектуру. В архитектуре Гарварда у нас есть отдельные шины для памяти кода и данных. См. Рисунок ниже. Это означает, что нам нужно четыре набора шин: (1) набор шин данных для передачи данных в ЦП и из него, (2) набор адресных шин для доступа к данным, (3) набор шин данных для переноса данных. кода в ЦП и (4) адресную шину для доступа к коду. См. Рисунок. Это легко реализовать внутри микросхемы IC, такой как микроконтроллер, где как код ПЗУ, так и ОЗУ данных являются внутренними (на кристалле), а расстояния указаны на микронная и миллиметровая шкала.Но реализация гарвардской архитектуры для таких систем, как компьютеры типа IBM PC x86, очень дорога, потому что RAM и ROM, которые содержат код и данные, являются внешними по отношению к процессору. Отдельные проводные трассы для данных и кода на материнской плате сделают плату большой и дорогой, например, для микропроцессора Pentium с 64-битной шиной данных и 32-битной адресной шиной. нам понадобится около 100 проводов на материнской плате, если это архитектура фон Неймана (96 для адреса и данных, плюс еще несколько для управляющих сигналов чтения и записи и т. д.).Но количество проводов удвоится до 200, если мы будем использовать гарвардскую архитектуру. Архитектура Гарварда также потребует большого количества контакты выходят из самого микропроцессора. По этой причине вы не видите Гарвардская архитектура реализована в мире ПК и рабочих станций. Это также причина того, что микроконтроллеры, такие как AVR, используют внутреннюю архитектуру Гарварда, но они по-прежнему используют архитектуру фон Неймана, если им нужна внешняя память для кода и пространства данных. Архитектура фон Неймана была разработана в Принстонском университете, а архитектура Гарварда — это работа Гарвардского университета.

Микроконтроллеры для встраиваемых систем

Микропроцессоры и микроконтроллеры широко используются во встроенных системных продуктах. Встроенная система управляется собственным внутренним микропроцессором (или микроконтроллером), а не внешним контроллером. Обычно. во встроенной системе ПЗУ микроконтроллера сжигается с помощью назначение для конкретных функций, необходимых для системы. Принтер — это пример встроенной системы, потому что процессор внутри выполняет только одну задачу; а именно получение данных и их печать.Сравните это с ПК на базе Pentium (или любым компьютером x86), который можно использовать для любого количества приложений, таких как текстовый процессор, сервер печати, терминал кассира банка, проигрыватель видеоигр, сеть сервер или интернет-терминал. ПК также может загружать и запускать программное обеспечение для различных приложений. Конечно. Причина, по которой компьютер может выполнять множество задач, заключается в том, что у него есть оперативная память и операционная система, которая загружает прикладное программное обеспечение в ОЗУ и позволяет ЦП запустил это. Во встроенной системе обычно в ПЗУ записывается только одно прикладное программное обеспечение.ПК x86 содержит или подключен к различным встроенным продуктам, таким как клавиатура, принтеры. эээ, модем, контроллер диска, звуковая карта, драйвер CD-ROM, мышь, и так далее. Каждое из этих периферийных устройств имеет микроконтроллер. внутри он выполняет только одну задачу. Например, внутри каждого мышь микроконтроллер выполняет задачу поиска мыши положение и отправив его на ПК.

x86 встроенные приложения ПК

Хотя микроконтроллеры являются предпочтительным выбором для многих встраиваемых систем, иногда микроконтроллер не подходит для этой задачи.По этой причине в последние годы многие производители микропроцессоров общего назначения, такие как Intel, Freescale Semiconductor (ранее Motorola) и AMD (Advanced Micro Devices, Inc.), ориентировали свои микропроцессоры на рынок высокопроизводительных встраиваемых систем. Intel и AMD продвигают свои процессоры x86 как для встраиваемых, так и для настольных ПК. В начале 1990-х годов компьютеры Apple начали использовать микропроцессоры PowerPC (604, 603, 620 и т.д.) вместо 680×0 для Macintosh. В 2007 году Apple перешла на процессор x86 для использования в компьютерах Mac.Микропроцессор PowerPC является совместным предприятием IBM и Freescale и предназначен для верхний сегмент рынка встраиваемых систем. Следует отметить, что когда компания нацелена на универсальный микропроцессор для рынка встраиваемых систем, она оптимизирует процессор, используемый для встраиваемых систем. По этой причине эти процессоры часто называют высокопроизводительными встроенными процессорами. Еще одна микросхема, широко используемая в верхнем конце Конструкция встроенной системы представляет собой микропроцессор ARM (Advanced RISC Machine). Очень часто термины «встроенный процессор» и «микроконтроллер» взаимозаменяемы.
Одна из важнейших задач встраиваемой системы — снижение энергопотребления. расход и пространство. Это может быть достигнуто за счет интеграции большего количества функций в микросхему ЦП. Все встроенные процессоры на базе x86 и PowerPC 6xx имеют низкое энергопотребление в дополнение к некоторым формам ввода-вывода, COM-порта и ПЗУ на одном кристалле. В высокопроизводительных встроенных процессорах. Тенденция состоит в том, чтобы интегрировать все больше и больше функций в микросхему ЦП и позволить дизайнеру решать, какие функции использовать. Эта тенденция распространяется и на дизайн систем ПК.Обычно при разработке материнской платы ПК нам нужен ЦП плюс набор микросхем, содержащий ввод / вывод, контроллер кеша, флэш-ПЗУ, содержащее BIOS, и, наконец, вторичный кэш объем памяти. В промышленности появляются новые образцы. Например, многие компании иметь микросхему, которая содержит весь ЦП и всю поддерживающую логику и память, за исключением DRAM. Другими словами, у нас есть весь компьютер на одной микросхеме.
В настоящее время из-за стандартизации Linux и Windows многие встраивают В системах ded используются компьютеры x86. Во многих случаях использование компьютеров x86 для встраивания высокого класса специализированные приложения не только экономят деньги, но и сокращают время разработки потому что для платформ Linux и Windows уже существует обширная библиотека программного обеспечения.Тот факт, что Windows и Linux являются широко используемыми и хорошо изученными платформами, означает, что разработка встраиваемого продукта на базе Windows или Linux снижает стоимость и значительно сокращает время разработки

Выбор микроконтроллера

Есть пять основных 8-битных микроконтроллеров. Это: Freescale Semiconductor’s (ранее Motorola) 68HC08 / 68HCl 1, Intel 8051, Atmel’s AVR, Zilog’s Z8 и PIC от Microchip Technology. Каждый из перечисленных выше микро- контроллеры имеют уникальный набор команд и набор регистров; следовательно, они несовместимы друг с другом.Программы, написанные для одного, не будут работать на другом. Существуют также 16-битные и 32-битные микроконтроллеры различных производителей микросхем. Какие критерии учитывают дизайнеры при выборе всех этих различных микроконтроллеров? Три критерия при выборе микроконтроллеров сводятся к следующему: (l) эффективное и экономичное удовлетворение вычислительных потребностей решаемой задачи; (2) наличие программных и аппаратных средств разработки, таких как компиляторы, ассемблеры, отладчики и эмуляторы; и (3) широкая доступность и надежные источники микроконтроллера.Далее мы подробно рассмотрим каждый из вышеперечисленных критериев.
  1. Первым и главным критерием при выборе микроконтроллера является то, что он должен эффективно и экономично решать поставленную задачу. Анализируя потребности проекта на основе микроконтроллера, мы должны сначала посмотреть, может ли 8-битный, 16-битный или 32-битный микроконтроллер наилучшим образом справиться с вычислительными потребностями самой задачи. эффективно. Среди других соображений в этой категории:
  • Скорость. Какую максимальную скорость поддерживает микроконтроллер?
  • Упаковка.Поставляется ли он в DIP (двухрядный корпус) или QFP (четырехместный плоский корпус) или в каком-либо другом формате упаковки? Это важно с точки зрения космос, сборка и прототипирование конечного продукта.
  • Потребляемая мощность. Это особенно важно для продуктов с батарейным питанием.
  • Объем ОЗУ и ПЗУ на микросхеме.
  • Количество контактов ввода / вывода и таймера на микросхеме.
  • Простота обновления до версий с более высокой производительностью или низким энергопотреблением.
  • Стоимость за шт.Это важно с точки зрения конечной стоимости продукта, в котором используется микроконтроллер. Например, некоторые микроконтроллеры стоят 50 центов за единицу при покупке 100 000 единиц за раз.
  1. Второй критерий выбора микроконтроллера — насколько легко разрабатывать продукты на его основе. Ключевые соображения включают доступность ассемблера. отладчик, компилятор языка C с эффективным кодом, эмулятор, технический поддержка, а также внутренняя и внешняя экспертиза.Во многих случаях сторонние поставщик (то есть поставщик, отличный от производителя микросхемы), поддержка микросхемы не хуже, если не лучше, чем поддержка производителя чипа.
  2. Третий критерий выбора микроконтроллера — его готовность в необходимых количествах как сейчас, так и в будущем. Для некоторых дизайнеров это даже важнее, чем первые два критерия. В настоящее время среди ведущих 8-битных микроконтроллеров семейство 8051 имеет наибольшее количество разнообразных поставщиков (с несколькими источниками).(Поставщик означает не только создателя микроконтроллера, но и производителя. В случае 8051, созданного Intel, многие компании в настоящее время также производят 8051.
Обратите внимание, что Freescale Semiconductor (Motorola), Atmel, Zilog и Microchip Technology имеет все выделенные огромные ресурсы для обеспечения широкого и своевременная доступность их продуктов, потому что их продукты являются стабильными, зрелыми и поставляются из одного источника.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *