ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ:

Ένας μικροεπεξεργαστής είναι ένα στοιχείο ηλεκτρονικού υπολογιστή κατασκευασμένο από τρανζίστορ μικροσκοπικού μεγέθους & κάποια άλλα στοιχεία κυκλώματος σε ένα μοναχικό ημιαγωγό IC (ολοκληρωμένο κύκλωμα) ή μικροτσίπ. Ο συντομευμένος μικροεπεξεργαστής είναι μP ή uP. Η CPU (κεντρική μονάδα επεξεργασίας) είναι ο πιο γνωστός μικροεπεξεργαστής, αλλά πολλά άλλα στοιχεία σε έναν υπολογιστή τα περιέχουν, όπως η GPU (Graphic Processing Unit) σε μια κάρτα βίντεο. Στον αγώνα των προσωπικών υπολογιστών, τα ονόματα CPU και μικροεπεξεργαστής εφαρμόζονται εναλλακτικά. Στο κέντρο όλων των υπολογιστών και στο μέγιστο των σταθμών εργασίας ενσωματώνεται ένας μικροεπεξεργαστής. Οι μικροεπεξεργαστές ελέγχουν τη λογική σχεδόν όλων των ψηφιακών μηχανημάτων, από ραδιόφωνο ρολόι έως δομές ψεκασμού καυσίμου για αυτοκίνητα. Ο μικροεπεξεργαστής είναι ένα ενιαίο πακέτο IC στην οποία είναι ενσωματωμένες διάφορες λειτουργίες.

“μετατροπέας ψηφιακού σε αναλογικό σήμα ”

Υπάρχουν κυρίως πέντε είδη μικροεπεξεργαστών που αυτές οι λεπτές μονάδες παρέχουν στους υπολογιστές έναν «εγκέφαλο». Μέσα σε έναν συνηθισμένο μικροεπεξεργαστή πυριτίου, θα υπάρχουν πολλά λεπτά τρανζίστορ και εξαιρετικά μικροσκοπικά μέρη. Όλα αυτά τα στοιχεία χρησιμοποιούνται για να βοηθήσουν τον υπολογιστή να λειτουργεί όπως έχει προγραμματιστεί.

Τύποι μικροεπεξεργαστών:

Διαφορετικοί τύποι μικροεπεξεργαστών

Μικροεπεξεργαστές σύνθετων οδηγιών: Αυτός ο τύπος μικροεπεξεργαστή είναι επίσης γνωστός ως CISM. Το CISM ταξινομεί έναν μικροεπεξεργαστή στον οποίο κάθε & κάθε παραγγελία μπορεί να εκτελεστεί μαζί με πολλές άλλες λειτουργίες χαμηλού επιπέδου. Αυτές οι λειτουργίες αποσκοπούν στην πραγματοποίηση ενεργειών όπως: φόρτωση δεδομένων σε κάρτα μνήμης, επανάκληση ή λήψη δεδομένων από κάρτα μνήμης ή περίπλοκος υπολογισμός μαθηματικών σε μία μόνο εντολή.
Μικροεπεξεργαστές μειωμένων οδηγιών: Επίσης γνωστό ως RISC, αυτό προοριζόταν για να επιταχύνει τους μικροεπεξεργαστές υπολογιστών. Αυτά τα τσιπ έχουν δημιουργηθεί σύμφωνα με την κατευθυντήρια γραμμή που επιτρέπει στον μικροεπεξεργαστή να κάνει μικρότερο αριθμό πραγμάτων σε κάθε εντολή και αυτό θα του επιτρέψει να ολοκληρώσει περισσότερες εντολές πιο γρήγορα.
Επεξεργαστές υπερβαθμών: Αυτός ο τύπος επεξεργαστή αντιγράφει το υλικό του μικροεπεξεργαστή έτσι ώστε να μπορεί να εκτελεί πολλές οδηγίες ταυτόχρονα. Αυτοί οι πόροι αντιγράφου μπορούν να δεσμευτούν αριθμητικές μονάδες λογικής ή πολλαπλασιαστές. Τα superscalars αποτελούνται από διάφορες λειτουργικές μονάδες. Οι υπεραστικοί μικροεπεξεργαστές εκτελούν περισσότερες από μία εντολές σε έναν κύκλο ρολογιού μεταδίδοντας ταυτόχρονα πολλές οδηγίες σε περιττές λειτουργικές μονάδες στον επεξεργαστή.
Το συγκεκριμένο ολοκληρωμένο κύκλωμα εφαρμογής: Επίσης γνωστός ως μικροεπεξεργαστής ASIC προορίζεται για εξαιρετικά ακριβείς σκοπούς, οι οποίοι πιθανώς θα περιλαμβάνουν - έλεγχο εκπομπών αυτοκινήτων ή υπολογιστές προσωπικών ψηφιακών βοηθών. Οι ASICs κατά καιρούς παράγονται σύμφωνα με τις προδιαγραφές, αλλά μπορούν επίσης να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας γρανάζια εκτός ραφιού.
Πολυεπεξεργαστές ψηφιακού σήματος (DSP): Οι DSP είναι μοναδικοί μικροεπεξεργαστές που χρησιμοποιούνται για την αποκωδικοποίηση και την κωδικοποίηση βίντεο ή τη μετατροπή ψηφιακού ή βίντεο σε αναλογικό και αντίστροφα. Αυτές οι λειτουργίες χρειάζονται έναν μικροεπεξεργαστή ιδιαίτερα εξαιρετικό στη διεξαγωγή μαθηματικών υπολογισμών. Οι μάρκες DSP χρησιμοποιούνται γενικά σε SONAR, κινητά τηλέφωνα, RADAR, γρανάζια ήχου οικιακού κινηματογράφου και αποκωδικοποιητές καλωδίων.

Μικροελεγκτής:

Μικροελεγκτής

Ο μικροελεγκτής είναι ένας υπολογιστής με τσιπ ‐ a optim βελτιστοποιημένο για τη διαχείριση ηλεκτρικών συσκευών. Προορίζεται ειδικά για συγκεκριμένες εργασίες όπως ο έλεγχος ενός συγκεκριμένου συστήματος. Ένας μικροελεγκτής μερικές φορές χρησιμοποιεί συντομευμένα uC, μC ή MCU, είναι ουσιαστικά μια εξειδικευμένη ποικιλία μικροεπεξεργαστή που προορίζεται να είναι αυτο-ικανοποιητική και επικερδής. Επίσης, ένας μικροελεγκτής είναι ένα κλάσμα ενός συνόλου στο σύστημα, το οποίο είναι ουσιαστικά ένας πλήρης πίνακας κυκλωμάτων. Ένα σταθερό σύστημα είναι ένα σύστημα υπολογιστή που προορίζεται να εκτελεί μία ή περισσότερες λειτουργίες ξανά και ξανά με όρια πραγματικού χρόνου εργασίας. Είναι ενσωματωμένο ως στοιχείο μιας πλήρους μηχανής που συχνά μετράει υλικό και μηχανοκίνητα στοιχεία επίσης. Κάποια εξωτερική τα ηλεκτρονικά περιφερειακά συνδέονται με τον μικροελεγκτή για καλύτερη απόδοση εξαρτάται από εφαρμογές.

Οι απεικονίσεις των μικροελεγκτών είναι οι σειρές 8051, Intel 80196, PIC Microchip και 68HCxx της Motorola. Οι μικροελεγκτές που συνήθως ενσωματώνονται σε παιχνίδια, αυτοκίνητα, συσκευές και μηχανές γραφείου είναι γρανάζια που συνδυάζουν ορισμένα συστατικά ενός συστήματος μικροεπεξεργαστή σε ένα σόλο μικροτσίπ:

Μνήμη (ROM και RAM)
Ο πυρήνας της CPU (μικροεπεξεργαστής)
Μερικά παράλληλα ψηφιακά I / O

Ο μικροελεγκτής παρακολουθεί την ενσωμάτωση ορισμένων χρήσιμων λειτουργιών σε ένα μοναχικό πακέτο IC. Αυτές οι λειτουργίες είναι: -

Η δυνατότητα εκτέλεσης ενός συσσωρευμένου συνόλου εντολών για την εκτέλεση εργασιών που περιγράφονται από τον χρήστη.
Η ικανότητα να είναι ικανός να χρησιμοποιεί τσιπ περιφερειακής μνήμης τόσο για ανάγνωση και εγγραφή δεδομένων από και προς τη μνήμη.

Τύποι μικροελεγκτών:

Οι μικροελεγκτές ταξινομούνται με βάση το πλάτος του εσωτερικού διαύλου, τον ενσωματωμένο μικροελεγκτή, το σετ παραγγελιών, τη δομική μνήμη, το IC chip ή τον πυρήνα VLSI ή τη μονάδα αρχείου & οικογένειας Verilog. Για την παρόμοια οικογένεια, μπορεί να υπάρχει μια σειρά εκδόσεων με διαφορετικές πηγές. Εδώ δίνουμε λίγα τύποι μικροελεγκτών που χρησιμοποιούνται σε διαφορετικές εφαρμογές .

Διαφορετικοί τύποι μικροελεγκτών

Μικροελεγκτής 8-bit: Όταν το εσωτερικό λεωφορείο σε ένα MCU είναι 8-bit bus τότε το ALU πραγματοποιεί τις λογικές και αριθμητικές λειτουργίες σε ένα byte με μια παραγγελία. Το MCU είναι μικροελεγκτής 8-bit. Οι απεικονίσεις του 8-bit MCU είναι: Intel 8031/8051, Motorola MC68HC11 & PIC1x οικογένειες.
Μικροελεγκτής 16-bit: Ο μικροελεγκτής 16 bit αποτελείται από ένα διαύλου 16 bit και το ALU εκτελεί αριθμητικές και λογικές λειτουργίες στον τελεστή 16 bit. Παρέχει μεγαλύτερη ακρίβεια και απόδοση σε σύγκριση με 8 bit MCU.
Μικροελεγκτής 32-bit: Όταν ο εσωτερικός δίαυλος για τη λειτουργία μετάδοσης δεδομένων σε ένα MCU είναι δίαυλος 32-bit, τότε το ALU εκτελεί λογικές και αριθμητικές συναρτήσεις σε λέξεις τελεστών 32 bit στις παραγγελίες. Το MCU είναι μικροελεγκτής 32-bit. Αυτά παρέχουν καλύτερη ακρίβεια και απόδοση σε σύγκριση με τα 16-bit MCU.
Ενσωματωμένος μικροελεγκτής: Όταν ένα σταθερό ή ενσωματωμένο σύστημα περιλαμβάνει ένα MCU που έχει κάθε τμήμα υλικού και λογισμικού σε μια σόλο μονάδα, το MCU είναι γνωστό ως ενσωματωμένος μικροελεγκτής. Υπάρχουν εξαιρετικά λίγα ή καθόλου επιπλέον περιφερειακή μονάδα ή σύστημα για επεξεργασία κατά τη διάρκεια του ελέγχου ή της χρήσης των περιφερειακών συσκευών. Για παράδειγμα, ένα κύκλωμα δέκτη τηλεφώνου χρησιμοποιεί έναν ενσωματωμένο ή ενσωματωμένο μικροελεγκτή.
Μικροελεγκτής εξωτερικής μνήμης: Όταν ένα ενσωματωμένο ή ενσωματωμένο σύστημα προσθέτει ένα MCU που έχει καθένα από τα εξαρτήματα υλικού και λογισμικού που δεν υπάρχει ως σόλο συστατικό και έχει όλο ή ένα κομμάτι του στοιχείου μνήμης διασυνδεδεμένο εξωτερικά φέρνοντας σε λειτουργία ένα κύκλωμα διασύνδεσης που είναι γνωστό κύκλωμα κόλλας, το MCU είναι γνωστό ως μικροελεγκτής περιφερειακής ή εξωτερικής μνήμης. Για παράδειγμα, το 8031 περιλαμβάνει μια μνήμη προγράμματος που είναι διασυνδεδεμένη προς τα έξω. Το 8051 έχει τόσο εσωτερική όσο και περιφερειακή μνήμη προγράμματος.

Διαφορά μεταξύ μικροεπεξεργαστών και μικροελεγκτών

Η ανισότητα μεταξύ των δύο είναι ότι ένας μικροελεγκτής ενσωματώνει τα χαρακτηριστικά ενός μικροεπεξεργαστή (ALU, CPU, Registers) μαζί με την ύπαρξη επιπλέον χαρακτηριστικών όπως η ύπαρξη ROM, RAM, μετρητή, θύρες εισόδου / εξόδου, κλπ. Εδώ ελέγχονται οι μικροελεγκτές τη λειτουργία μιας συσκευής χρησιμοποιώντας σταθερά προγράμματα που έχουν συσσωρευτεί σε ROM που δεν τροποποιείται με τη διάρκεια.

Διαφορά μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή

Από μια άλλη άποψη, η μεγάλη ανισότητα ανάμεσα σε συνηθισμένους μικροεπεξεργαστές και μικροελεγκτές που χωρίζουν εκεί αρχιτεκτονικούς όρους είναι ο τομέας εφαρμογής τους. Οι συνηθισμένοι μικροεπεξεργαστές, όπως οι επεξεργαστές οικογένειας Pentium ή Intel Core ή παρόμοιοι επεξεργαστές, βρίσκονται σε υπολογιστές ως μια καθολικά λειτουργική προγραμματιζόμενη μηχανή. Κατά τη διάρκεια της ζωής του, πρέπει να διαχειρίζεται πολλές διαφορετικές εργασίες και προγράμματα που καθορίζονται σε αυτήν.

Σε αντίθεση a μικροελεγκτής της οικογένειας PIC ή 8051 οικογένεια ή οποιοσδήποτε άλλος έχουν παρατηρήσει τις εφαρμογές τους σε μικροσκοπικά ενσωματωμένα συστήματα όπως - σύστημα ελέγχου σημάτων κυκλοφορίας ή κάποιο είδος ρομποτικού συστήματος. Επίσης αυτά τα gadgets διαχειρίζονται παρόμοια εργασία ή παρόμοιο πρόγραμμα καθ 'όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους. Μια άλλη διαφορά είναι ότι ο μικροελεγκτής γενικά πρέπει να χειρίζεται στιγμιαίες εργασίες, ενώ αντίθετα οι μικροεπεξεργαστές σε ένα σύστημα υπολογιστή ίσως δεν θα χειρίζονται μια στιγμιαία εργασία.

Σήμερα πολλοί φοιτητές μηχανικής δείχνουν μεγάλο ενδιαφέρον για τον μικροεπεξεργαστή και έργα μικροελεγκτή καθώς είναι πολύ ενδιαφέροντα και χρήσιμα για να χτίσουν καλή καριέρα στα ηλεκτρονικά.

Φωτογραφικές μονάδες: