Care este diferența dintre microprocesor și microcontroler?

de
Tweet
Share
Share
Pin

Microprocesoarele, microcontrolerele și circuitele integrate (CI) sunt elementele de bază ale tuturor dispozitivelor electronice. De asemenea, se spune că sunt inima și sufletul industriei electronice. Aceste dispozitive pot suna similar, dar diferă în ceea ce privește proprietățile și funcțiile lor. De multe ori oamenii nu reușesc să înțeleagă diferența dintre microprocesor și microcontroler. Confuzia nu se oprește aici; diferența dintre microprocesor și CPU este un alt subiect de discuție. În acest articol, vom vedea comparația dintre microprocesor și microcontroler și o explicație detaliată a tuturor acestor termeni. De asemenea, veți învăța în detaliu comparația sau diferența dintre IC și microprocesor. Citiți acest ghid pentru a înțelege mai bine cum diferă unul de celălalt.

Care este diferența dintre microprocesor și microcontroler?

Continuați să citiți în continuare pentru a afla totul despre comparația și diferența dintre microprocesor și microcontroler în detaliu.

Ce este microprocesorul?

Înainte de a cunoaște diferența dintre microprocesor și microcontroler, să învățăm despre microprocesoare. Un microprocesor este un cip despre care se spune că este creierul computerului. Se mai numește și unitate centrală de procesare (CPU). Acest singur cip poate procesa toate informațiile logice și de calcul, cum ar fi adăugarea/scăderea, gestionarea I/O și multe altele. Controlează toate componentele sistemului, cum ar fi USB, dispozitive I/O, monitoare, memorie etc. Pentru a efectua instrucțiunile date de utilizatori, preia datele, le decodifică din limbajul de nivel înalt în limbajul mașinii și apoi execută instrucțiuni.

Care sunt componentele microprocesorului?

Un microprocesor constă din următoarele componente utilizate pentru a efectua instrucțiunile date:

  • Registre: Este locația de stocare temporară pentru executarea instrucțiunii date. După execuție, datele sunt trimise la sursă și șterse din registre.

  • Unitate de aritmetică și logică: Efectuează operații aritmetice și logice, cum ar fi calculul matematic.

  • Unitatea de sincronizare și control: Se asigură că toate componentele interne și externe funcționează împreună în timp și secvență.

Cum funcționează un microprocesor?

Un microprocesor este un cip independent conectat cu periferice externe, cum ar fi dispozitive I/O și unități de memorie, pentru a executa un anumit set de instrucțiuni.

  • Dispozitiv de introducere pentru a transmite informațiile de la utilizator către unitatea de memorie.
  • Memorie pentru a reține informațiile și a îndeplini funcția necesară.

  • Dispozitive de ieșire pentru afișarea rezultatelor.

Fotografie de Christian Wiediger pe Unsplash

Care sunt tipurile de microprocesoare?

Microprocesoarele sunt clasificate în trei tipuri pe baza:

1. Dimensiunea magistralei de date

În funcție de dimensiunea magistralei de date, microprocesorul este clasificat în următoarele tipuri:

  • 4 biți: Aceste procesoare au o lățime a căii de date de 4 biți. Au intrat în uz la începutul anilor 1970. Exemple ale acestui procesor sunt INTEL 4004 și 4040.

  • 8 biți: Acestea sunt procesoare capabile să transfere 8 biți de date în același timp. Un exemplu al acestui procesor este INTEL 8085.

  • 16 biți: Acestea sunt procesoare capabile să transfere 16 biți de date în același timp. Exemple de aceste procesoare sunt INTEL 8088 și 80286.

  • 32 de biți: Aceste procesoare pot transfera 32 de biți de date pe ciclu de ceas. Exemple de aceste procesoare sunt INTEL 80386, 80486 și Pentium.

2. Aplicare

Pe baza aplicației procesorului, acesta este clasificat în următoarele tipuri:

  • Procesoare cu scop general (GPP): Procesoarele cu scop general (GPP) sunt destinate aplicațiilor zilnice obișnuite. De exemplu, computere desktop, telefoane mobile, INTEL 8085 și Pentium.

  • Microcontrolere (MCU): Microcontrolerele (MCU) sunt procesoare cu unități de memorie încorporate și periferice I/O concepute pentru a executa un anumit set de funcții. De exemplu, INTEL 8051, mașini de spălat, imprimante de computer etc.

  • Microprocesor cu scop special (SPM): microprocesor cu scop special (SPM) este proiectat pentru a gestiona o anumită operație necesară pentru o aplicație. De exemplu, procesul de semnal digital, radar și zbor.

Continuați să citiți mai departe pentru a afla comparația sau diferența dintre microprocesor și microcontroler.

3. Arhitectura

  • Calculator cu set de instrucțiuni complexe (CISC): După cum explică numele, computerul cu set de instrucțiuni complexe (CISC) utilizează un număr minim de instrucțiuni per program. O singură comandă îndeplinește toate funcțiile precum încărcarea, evaluarea și stocarea. Prin urmare, procesul devine complex. Nu ține cont de numărul de cicluri per comandă. Obiectivul său principal este de a construi comenzi complexe direct pe hardware. Procesoarele INTEL și AMD se bazează pe caracteristicile CISC.

  • Calculator cu set de instrucțiuni redus (RISC): Calculatorul cu set de instrucțiuni redus (RISC) a fost conceput ca o reacție la CISC la mijlocul anilor 1980 pentru a minimiza timpul de performanță prin reducerea setului de instrucțiuni al computerului. Fiecare comandă are nevoie de un singur ciclu de ceas pentru a executa instrucțiunile atribuite. Acest lucru necesită ca RAM să stocheze mai multe instrucțiuni și compilatorul să convertească mai eficient comenzile limbajului de nivel înalt în cod binar. Câteva exemple sunt MIPS, PowerPC, Arm Processors etc.

Care sunt avantajele microprocesoarelor?

Iată o listă cu toate avantajele unui microprocesor:

  • Eficient din punct de vedere al costurilor
  • Inteligență artificială (AI) și interfață grafică pentru utilizator (GUI) încorporate
  • Portabil și de mare viteză
  • Compact ca dimensiune
  • Versatil și de încredere
  • Consum redus de energie și generare de căldură

Care sunt dezavantajele microprocesoarelor?

Următoarele sunt dezavantajele microprocesorului:

  • Necesită limbaj binar
  • Nu acceptă operațiuni în virgulă mobilă
  • Dimensiunea datelor
  • Incapacitatea de a funcționa fără dispozitive externe de suport
  • Se deteriorează cu sursa de alimentare necorespunzătoare
  • Procesoare lente single-core

Care sunt avantajele și dezavantajele microprocesoarelor?

Mai jos sunt menționate câteva avantaje și dezavantaje ale microprocesorului:

Pro:

  • Mută ​​rapid datele în diferite locații
  • Folosit pentru uz general
  • Capabil să îndeplinească mai multe sarcini în același timp

Contra:

  • Scump
  • Uriașă ca dimensiune
  • Nu are RAM, ROM sau I/O atașată

Continuați să citiți acest articol până la sfârșit pentru a afla comparația sau diferența dintre IC și microprocesor și dintre IC și microprocesor.

Ce este microcontrolerul și cum funcționează?

Ca parte a învățării diferenței dintre microprocesor și microcontroler, anunțați-ne despre microcontrolere. Un microcontroler este un dispozitiv electronic integrat de calcul cronic conceput pentru a îndeplini o funcție specifică într-un sistem încorporat. Este denumită și unitate de microcontroler sau MCU. Un microcontroler include trei componente majore pe un singur cip: microprocesor, unitate de memorie și periferice de intrare și ieșire. Acestea funcționează cu ajutorul dispozitivelor suport, cum ar fi cronometre, convertoare analog-digitale, intrare și ieșire serială și linii comune numite magistrală de sistem.

Principiul de funcționare:

Un singur cip de microcontroler încorporat în interiorul unui sistem asigură performanța unei anumite funcții într-un dispozitiv. Acest proces implică primirea și executarea datelor de la perifericele de intrare și de ieșire folosind microprocesorul. Microcontrolerul primește informațiile temporare în memoria sa de date, unde procesorul accesează informațiile și folosește instrucțiunile date din memoria programului pentru a efectua operația. Apoi, folosește periferice de ieșire pentru a executa acțiunea necesară.

Fotografie de Vishnu Mohanan pe Unsplash

Care sunt componentele de bază ale unui sistem de microcontroler?

Principalele componente ale microcontrolerului sunt:

  • Microprocesor: este un singur cip care este numit creierul dispozitivului. Efectuează operații aritmetice și logice, cum ar fi adunarea/scăderea, transferurile de date, operațiuni I/O și multe altele. De asemenea, permite operațiuni care ajută la comunicarea instrucțiunilor către alte componente într-un sistem integrat mai mare.

  • Memoria: Aceasta este partea folosită ca locație de stocare a datelor, pe care procesorul o folosește pentru a efectua instrucțiunile date.

  • Periferice I/O: porturile de intrare sunt un mijloc de a primi date și de a le trimite procesorului sub formă de limbaj mașină. Procesorul efectuează operațiunile necesare și instruiește dispozitivul de ieșire extern microcontrolerului pentru executarea sarcinii.

Câte tipuri de microcontrolere există?

Microcontrolerele sunt clasificate în diferite tipuri în funcție de:

1. Latime

Lățimea magistralei se referă la liniile paralele care conectează componentele interne ale microcontrolerului. Funcția sa principală este de a transfera date între procesor, unitatea de memorie și periferice I/O. Există trei tipuri de magistrale: magistrală de date, magistrală de adrese și magistrală de control. Mai mult, este clasificat în trei tipuri de microcontrolere de 8 biți, 16 biți și 32 de biți.

  • Microcontroler pe 8 biți: microcontrolerul pe 8 biți constă dintr-o lățime de magistrală de 8 biți. Aceasta înseamnă că poate efectua numai operațiuni care funcționează pe 8 biți într-un singur ciclu. Prin urmare, atunci când se efectuează o operație pe 16 biți, este nevoie de dublu timp pentru a executa rezultate care sunt doar simple calcule matematice. Exemple de microcontroler pe 8 biți sunt INTEL 8031/8051.

  • Microcontroler pe 16 biți: microcontrolerul pe 16 biți constă dintr-o lățime de magistrală de 16 biți. Se spune că este mai eficient și mai rapid decât microcontrolerul pe 8 biți, deoarece poate transfera și procesa date pe 16 biți într-un singur ciclu. Oferă cele mai precise operații pentru aplicațiile care necesită funcții de cronometru. De exemplu, INTEL 8051XA, PIC2X, INTEL 8096 etc.

  • Microcontroler pe 32 de biți: microcontrolerul pe 32 de biți constă dintr-o lățime de magistrală de 32 de biți. Abilitățile sale de performanță sunt mai bune decât orice alt microcontroler. Deși consumul de energie și costul său sunt mai mari, capacitatea sa operațională precisă îl face să merite. Acceptă mai multe periferice precum USB, ethernet, magistrală de rețea de control, etc. Un exemplu de microcontroler pe 32 de biți este familia INTEL/ATMEL 251.

Veți cunoaște mai departe comparația dintre microprocesor și microcontroler în acest articol.

2. Memoria

Pe baza memoriei, microcontrolerul este clasificat în două tipuri:

  • Microcontroler cu memorie încorporată: microcontrolerul cu memorie încorporată constă din toate componentele încorporate împreună într-un singur cip. Aceste componente includ memoria de date și program, întreruperi, temporizatoare, contoare etc. Deși blocurile de memorie din microcontrolere nu sunt extensibile, un ROM poate fi folosit pentru a-și extinde spațiul.

  • Microcontroler cu memorie externă: microcontrolerul cu memorie externă nu are un bloc de memorie încorporat în sine. Este nevoie de suportul memoriei externe pentru a funcționa. De exemplu, INTEL 8031 ​​nu are un cip de memorie atașat la el.

3. Arhitectura setului de instrucțiuni

Conform arhitecturii setului de instrucțiuni, microcontrolerul este clasificat în două tipuri:

  • Calculator cu set de instrucțiuni complexe (CISC): Calculatorul cu set de instrucțiuni complexe (CISC) este un microcontroler menit să urmeze doar o instrucțiune complexă. Efectuează diverse acțiuni cu o singură comandă. Este un program compact care folosește instrucțiuni mari și multe moduri de adrese. Este nevoie de mult timp pentru a efectua instrucțiunile date.

  • Computer cu set de instrucțiuni redus (RISC): Computer cu set de instrucțiuni redus (RISC) este un microcontroler care a fost dezvoltat ca răspuns la CISC. Permite procesarea unor instrucțiuni mai simple. Efectuează câte o instrucțiune dată la un moment dat.

Continuați să citiți în continuare pentru a înțelege comparația sau diferența dintre microprocesor și microcontroler.

4. Arhitectura microcontrollerului

Pe baza arhitecturii microcontrolerului, microcontrolerul este clasificat în două tipuri:

  • Microcontroler de arhitectură Harvard: microcontrolerul de arhitectură Harvard are două interfețe de memorie diferite: una pentru date/variabile și cealaltă pentru programe/instrucțiuni. Paralelismul interfeței de instrucțiuni este caracteristica sa de vânzare. Este scump pentru designul său sofisticat.

  • Microcontroler cu arhitectură Von Neumann/Princeton: microcontrolerul cu arhitectură Von Neumann/Princeton utilizează o singură interfață pentru stocarea atât a datelor, cât și a instrucțiunilor. Deși este nevoie de timp pentru a executa instrucțiunile, este rentabil și convenabil.

Care sunt avantajele și dezavantajele microcontrolerelor?

O listă cu toate avantajele microprocesorului este menționată mai jos:

  • Acționează ca un microcomputer fără părți digitale
  • Ușor de utilizat și întreținut
  • Eficient și compact
  • Efectuează instrucțiunile date mai rapid
  • Temporizator ciclu de instrucțiuni
  • Acceptă adăugarea de RAM, ROM și periferice I/O

Lista tuturor dezavantajelor microprocesorului este menționată mai jos:

  • Arhitectură complexă
  • Incapacitatea de a manipula dispozitive de mare putere din cauza vitezei reduse
  • Îndeplinește un număr limitat de funcții simultan
  • Folosit în micro echipamente, care este dificil de utilizat
  • Nu toate microcontrolerele au periferice I/O
  • Compus dintr-un semiconductor complementar de oxid de metal, este predispus la deteriorare prin sarcina statică

Care sunt avantajele și dezavantajele microcontrolerelor?

Câteva dintre avantajele și dezavantajele microcontrolerelor sunt menționate mai jos:

Pro:

  • Funcționează pe dispozitivele de alimentare stocate
  • Consum mai mic de energie
  • Se găsește în dispozitivele utilizate în mod regulat

Contra:

  • Necesită ca o persoană să fie instruită, deoarece este concepută pentru un anumit scop
  • Ei nu pot accesa memoria programului

Acum, să trecem să învățăm comparația sau diferența dintre microprocesor și microcontroler și dintre IC și microprocesor.

Care este diferența dintre microprocesor și microcontroler?

După ce înțelegem microprocesorul și microcontrolerul și proprietățile lor, să ne uităm la comparația sau diferența dintre microprocesor și microcontroler.

Microprocesor
Microcontroler
Partea principală a sistemului informatic

Parte a unui sistem încorporat

Este format doar din unitatea de memorie. Prin urmare, sunt necesare memorie suplimentare și porturi I/O
Este alcătuit dintr-un procesor pe lângă memoria internă și componentele I/O
Circuitul este mare datorită adăugării de componente externe
Circuitul este mai mic datorită componentelor disponibile intern
Nu poate fi utilizat în sisteme compacte din cauza ineficienței sale

Poate fi folosit in sisteme compacte, deoarece este eficient

Costul întregului sistem este mare

Costul întregului sistem este scăzut

Consumul său de energie este mare, așa că nu poate funcționa pe dispozitivele de alimentare stocate
Are un consum redus de energie. Prin urmare, funcționează pe bateriile stocate
Nu aveți modul de economisire a energiei

Au moduri de reducere a consumului de energie numite mod inactiv sau mod de economisire a energiei
Este folosit doar pe computerele personale

Este utilizat pe scară largă în mașini de spălat, mp3player, calculatoare, automobile

Se bazează pe arhitectura Von Neumann

Se bazează pe arhitectura Harvard

Funcționează lent, deoarece fiecare operațiune necesită comunicare cu componente externe
Funcționează mai rapid deoarece comunicarea este rapidă datorită componentelor prezente în interior
Este complex, cu un număr mare de instrucțiuni
Este simplu, cu puține instrucțiuni
Este folosit pentru aplicații de uz general

Este utilizat pentru sisteme specifice aplicației

Nu are RAM, ROM și alte periferice I/O

Are un procesor, RAM, ROM și alte periferice încorporate într-un cip
Sistemele rulează la o viteză foarte mare

Sistemele rulează până la 200 MHz sau mai mult, în funcție de circuit
Are un număr mai mic de registre, deci operațiunile sunt bazate pe memorie
Are mai multe registre, ceea ce face convenabil să scrieți programe
Exemple: INTEL 8085 ȘI 8086

Exemple: Altera, INTEL, NEC, Panasonic etc

Prin această comparație între microprocesor și microcontroler, este clar că microprocesorul este o parte a microcontrolerului cu memorie suplimentară, un port I/O și alte periferice precum temporizatoare, contoare, convertoare analog-digitale și multe altele. După cum citim, microprocesorul este numit și unitatea centrală de procesare (CPU). Cu siguranță, este mult mai mult decât CPU. Pe măsură ce veți continua să citiți, veți întâlni diferența dintre IC și microprocesor menționată în detaliu.

Ce este unitatea centrală de procesare (CPU)?

Unitatea centrală de procesare (CPU) este considerată creierul computerului. Este format din milioane de tranzistori. Microprocesorul este circuitul care înconjoară CPU. Să înțelegem ce este un procesor.

Unitatea centrală de procesare (CPU) este cea mai importantă parte a sistemului informatic. Este în esență partea computerului care realizează I/O, procesarea și stocarea datelor. Efectuează instrucțiunile executând operațiile aritmetice, logice și de intrare/ieșire ale sistemului. Un procesor este adesea confundat cu hardware, dar procesorul este încorporat într-un singur cip numit microprocesor. Un procesor își desfășoară operațiunile în patru pași:

  • Preluare
  • Decodați
  • A executa
  • Scrie înapoi

Componentele procesorului includ aritmetică și logică (ALU) și unitatea de control (CU). ALU efectuează operații aritmetice și logice în timp ce CU preia comenzile din memorie, le decodifică și le execută.

Fotografie de Christian Wiediger pe Unsplash

Cum diferă microprocesorul de procesor?

După ce ați aflat diferența dintre microprocesor și microcontroler, anunțați-ne despre diferența dintre microprocesor și CPU. Un microprocesor inculcă toate funcțiile unui procesor pe un singur cip. Acest cip se numește circuit integrat (IC). Pe lângă aceasta, constă și din circuite I/O și de acces la memorie. Acest cip primește informații, o procesează conform instrucțiunilor și execută ieșirea în limbaj binar.

Microprocesor
CPU
Este doar unitatea centrală de procesare

Are memorie și I/O integrate împreună
Este folosit în computerele personale

Este utilizat în sistemele încorporate

Nu constă din RAM, ROM, I/O și alte periferice
Are RAM, ROM și alte periferice integrate într-un cip
Un mediu extern este utilizat pentru a conecta RAM, ROM și periferice I/O
CPU folosește o magistrală de control încorporată
Are o arhitectură complexă care procesează o cantitate mare de instrucțiuni
Are un design simplu și necesită procesarea câteva instrucțiuni

Deși se înțelege că procesorul este un microprocesor, nu toate microprocesoarele sunt procesoare. Un microprocesor este mai mult decât un procesor, deoarece conține alte procesoare, cum ar fi o unitate de procesor grafic (GPU), o unitate de procesare a rețelei (NPU) și o unitate de procesare audio (APU). Plăcile de sunet și plăcile de rețea sunt, de asemenea, încorporate în microprocesoare. Înainte de a înțelege diferența dintre IC și microprocesor, să vedem ce este exact IC.

Ce este circuitul integrat (IC)?

Un circuit integrat (IC) este un mini circuit electronic produs pe un cip semiconductor. Unul dintre primele circuite integrate a fost creat în anii 1970. Componentele constitutive ale unui circuit integrat sunt tranzistorii, condensatorii, rezistențele și diodele. Mai mult, funcționează ca amplificator, microprocesor, microcontroler, oscilator, temporizator, contor, poartă logică și memorie pentru computer.

Iată câteva caracteristici ale IC:

  • Construcție și ambalare: Este fabricat din silicon și este mic și fragil. Constituenții săi sunt legați în fire de aur și aluminiu și apoi turnați într-o cutie plată de plastic și ceramică.

  • Dimensiunea unui IC: este disponibil în dimensiuni între 1 mm pătrat și 200 mm pătrați.

  • Integrare IC: Circuitele integrate își primesc numele pe măsură ce se încorporează în diferite dispozitive pe același cip. De exemplu, un microcontroler este un circuit integrat care include memorie, microprocesor, porturi I/O și alte periferice în același dispozitiv.

Veți găsi titlul mai departe în acest articol care explică diferența dintre IC și microprocesor.

Prin ce diferă microprocesorul de IC?

După ce ați învățat comparația sau diferența dintre microprocesor și microcontroler, este necesar să cunoașteți diferența dintre IC și microprocesor. Microprocesoarele sunt un tip de IC. Se spune că este una complexă. Un microprocesor îmbină funcțiile unei unități centrale de procesare pe un singur cip. Este proiectat pentru o aplicație computerizată, în timp ce circuitele integrate sunt dispozitive de uz general care pot fi utilizate pentru diverse aplicații.

Microprocesoarele constau din toate componentele care se găsesc într-un circuit integrat, inclusiv memoria, procesorul, porturile I/O și memoria RAM și ROM-ul de stocare nevolatilă. Numai aceștia pot rula software-ul pe un computer fără a avea nevoie de niciun dispozitiv compatibil. Un circuit integrat nu poate funcționa independent, deoarece are instrucțiuni stocate în sine. Deci, aceasta este diferența dintre IC și microprocesor.

***

Sperăm că articolul nostru v-a ghidat suficient în a cunoaște comparația sau diferența dintre microprocesor și microcontroler și diferența dintre IC și microprocesor. Ne puteți transmite orice întrebări sau sugestii despre orice alt subiect despre care doriți să facem un articol. Trimite-le în secțiunea de comentarii de mai jos pentru ca noi să știm.

  Cum să eliminați dispozitive din Google Home