Mi a különbség a mikroprocesszor és a mikrokontroller között?

A mikroprocesszorok, mikrovezérlők és integrált áramkörök (IC-k) minden elektronikus eszköz építőkövei. Azt is mondják, hogy ők az elektronikai ipar szíve és lelke. Ezek az eszközök hasonlónak tűnhetnek, de tulajdonságaikban és funkcióikban különböznek. Az emberek gyakran nem értik a különbséget a mikroprocesszor és a mikrokontroller között. A zűrzavar itt nem ér véget; A mikroprocesszor és a CPU különbsége egy másik vitatéma. Ebben a cikkben a mikroprocesszor és a mikrokontroller összehasonlítását, valamint mindezen kifejezések részletes magyarázatát fogjuk látni. Ezenkívül részletesen megtanulja az IC és a mikroprocesszor összehasonlítását vagy különbségét. Olvassa el ezt az útmutatót, hogy jobban megértse, hogyan különböznek egymástól.

Mi a különbség a mikroprocesszor és a mikrokontroller között?

Olvasson tovább, hogy részletesen megtudjon mindent a mikroprocesszor és a mikrovezérlő közötti összehasonlításról és különbségről.

Mi az a mikroprocesszor?

Mielőtt megismerné a mikroprocesszor és a mikrovezérlő közötti különbséget, ismerkedjünk meg a mikroprocesszorokkal. A mikroprocesszor egy chip, amelyről azt mondják, hogy a számítógép agya. Központi feldolgozó egységnek (CPU) is nevezik. Ez az egyetlen chip képes feldolgozni az összes logikai és számítási információt, például az összeadást/kivonást, az I/O kezelést és még sok mást. Vezérli az összes rendszerkomponenst, mint az USB, I/O eszközök, monitorok, memória stb. A felhasználók által adott utasítások végrehajtásához lekéri az adatokat, magas szintű nyelvről gépi nyelvre dekódolja, majd végrehajtja a megadott utasítás.

Mik a mikroprocesszor összetevői?

A mikroprocesszor a következő összetevőkből áll, amelyek a megadott utasítások végrehajtásához használhatók:

• Regiszterek: Az adott utasítás végrehajtásának ideiglenes tárolóhelye. A végrehajtás után az adatok elküldésre kerülnek a forrásnak, és törlődnek a regiszterekből.

• Aritmetikai és logikai egység: Számtani és logikai műveleteket hajt végre, például matematikai számításokat.

• Időzítő és vezérlőegység: Biztosítja, hogy minden belső és külső alkatrész időben és sorrendben együtt működjön.

Hogyan működik a mikroprocesszor?

A mikroprocesszor egy önálló chip, amely külső perifériákkal, például I/O-eszközökkel és memóriaegységekkel van összekötve egy adott utasításkészlet végrehajtása érdekében.

• Beviteli eszköz, amely az információt továbbítja a felhasználótól a memóriaegységnek.
• Memória az információk megőrzéséhez és a szükséges funkció végrehajtásához.

• Kimeneti eszközök az eredmények megjelenítéséhez.

Fotó: Christian Wiediger az Unsplash-en

Mik a mikroprocesszorok típusai?

A mikroprocesszorokat három típusra osztják a következő alapon:

1. Adatbusz mérete

Az adatbusz méretétől függően a mikroprocesszor a következő típusokba sorolható:

• 4 bites: Ezeknek a processzoroknak az adatútvonala 4 bit. Az 1970-es évek elején kerültek használatba. Ilyen processzor például az INTEL 4004 és 4040.

• 8 bites: Ezek olyan processzorok, amelyek képesek 8 bites adat egyidejű átvitelére. Példa erre a processzorra az INTEL 8085.

• 16 bites: Ezek olyan processzorok, amelyek képesek 16 bites adat egyidejű átvitelére. Ilyen processzorok például az INTEL 8088 és 80286.

• 32 bites: Ezek a processzorok órajelenként 32 bites adatot tudnak továbbítani. Ilyen processzorok például az INTEL 80386, 80486 és Pentium.

2. Alkalmazás

A processzor alkalmazása alapján a következő típusokba sorolható:

• Általános célú processzorok (GPP-k): Az általános célú processzorok (GPP-k) általános napi alkalmazásokra szolgálnak. Például asztali számítógépek, mobiltelefonok, INTEL 8085 és Pentium.

• Mikrovezérlők (MCU): A mikrovezérlők (MCU) olyan processzorok, amelyek beépített memóriaegységekkel és I/O perifériákkal rendelkeznek, és amelyeket bizonyos funkciók végrehajtására terveztek. Például INTEL 8051, mosógépek, számítógépes nyomtatók stb.

• Különleges célú mikroprocesszor (SPM): A speciális célú mikroprocesszort (SPM) arra tervezték, hogy egy adott alkalmazáshoz szükséges műveletet kezeljen. Például digitális jelfolyamat, radar és repülés.

Olvasson tovább, hogy megismerje a mikroprocesszor és a mikrovezérlő közötti összehasonlítást vagy különbséget.

3. Építészet

• Komplex utasításkészletű számítógép (CISC): Ahogy a neve is mutatja, az összetett utasításkészletű számítógép (CISC) programonként minimális számú utasítást használ. Egy parancs hajtja végre az összes funkciót, például a betöltést, a kiértékelést és a tárolást. Ezért bonyolulttá teszi a folyamatot. Figyelmen kívül hagyja a parancsonkénti ciklusok számát. Elsődleges célja az összetett parancsok közvetlenül a hardverre építése. Az INTEL és az AMD CPU-k CISC funkciókon alapulnak.

• Csökkentett utasításkészletű számítógép (RISC): A csökkentett utasításkészletű számítógépet (RISC) a CISC-re reagálva tervezték 1980 közepén, hogy minimálisra csökkentsék a teljesítményt a számítógép utasításkészletének csökkentésével. Minden parancsnak csak egy óraciklusra van szüksége a hozzárendelt utasítások végrehajtásához. Ehhez a RAM-nak több utasítást kell tárolnia, a fordítónak pedig a magas szintű nyelvi parancsokat hatékonyabban kell bináris kóddá alakítania. Néhány példa: MIPS, PowerPC, Arm Processors stb.

Mik a mikroprocesszorok előnyei?

Itt van egy lista a mikroprocesszor összes előnyéről:

• Költséghatékony
• Beépített mesterséges intelligencia (AI) és grafikus felhasználói felület (GUI)
• Hordozható és nagy sebességű
• Kompakt méretben
• Sokoldalú és megbízható
• Alacsony energiafogyasztás és hőtermelés

Mik a mikroprocesszorok hátrányai?

A mikroprocesszor hátrányai a következők:

• Bináris nyelv szükséges
• Nem támogatja a lebegőpontos műveleteket
• Az adatok mérete
• Működésképtelenség külső támogató eszközök nélkül
• Nem megfelelő tápellátás miatt megsérül
• Lassú egymagos processzorok

Mik a mikroprocesszorok előnyei és hátrányai?

Az alábbiakban felsorolunk néhány előnyt és hátrányt a mikroprocesszorról:

Előnyök:

• Gyorsan áthelyezi az adatokat különböző helyekre
• Általános célra használják
• Egyszerre több feladat elvégzésére is képes

Hátrányok:

• Drága
• Hatalmas méretű
• Nincs hozzá RAM, ROM vagy I/O csatolva

Olvassa tovább ezt a cikket a végéig, hogy megismerje az IC és a mikroprocesszor, valamint az IC és a mikroprocesszor közötti összehasonlítást vagy különbséget.

Mi az a mikrokontroller és hogyan működik?

A mikroprocesszor és a mikrokontroller közötti különbség megismerésének részeként tudassa velünk a mikrokontrollereket. A mikrokontroller egy integrált elektronikus krónikus számítástechnikai eszköz, amelyet arra terveztek, hogy egy beágyazott rendszerben egy meghatározott funkciót hajtson végre. Mikrokontroller egységnek vagy MCU-nak is nevezik. A mikrokontroller három fő összetevőt tartalmaz egyetlen chipen: mikroprocesszort, memóriaegységet, valamint bemeneti és kimeneti perifériákat. Ezek olyan támogató eszközök segítségével működnek, mint az időzítők, analóg-digitális átalakítók, soros bemenet és kimenet, valamint a rendszerbusznak nevezett közös vonalak.

Működési elv:

A rendszerbe beágyazott egyetlen mikrokontroller chip biztosítja egy adott funkció teljesítményét az eszközben. Ez a folyamat magában foglalja az adatok fogadását és végrehajtását a bemeneti és kimeneti perifériákról a mikroprocesszor segítségével. A mikrokontroller az ideiglenes információkat az adatmemóriájába kapja, ahol a processzor hozzáfér az információhoz, és a programmemóriából adott utasítások segítségével hajtja végre a műveletet. Ezután a kimeneti perifériákat használja a szükséges művelet végrehajtásához.

Vishnu Mohanan fotója az Unsplash-en

Melyek a mikrokontroller rendszer alapvető összetevői?

A mikrokontroller fő összetevői a következők:

• Mikroprocesszor: Ez egy egyetlen chip, amelyet az eszköz agyának neveznek. Számtani és logikai műveleteket hajt végre, mint például összeadás/kivonás, adatátvitel, I/O műveletek és még sok más. Lehetővé teszi azokat a műveleteket is, amelyek segítenek az utasítások kommunikálásában egy nagyobb integrált rendszer más összetevőivel.

• Memória: Ez az adatok tárolási helyeként használt rész, amelyet a processzor az adott utasítások végrehajtására használ.

• I/O perifériák: A bemeneti portok az adatok fogadásának és a processzornak való elküldésének eszközei gépi nyelv formájában. A processzor elvégzi a szükséges műveleteket és utasítja a mikrokontrolleren kívüli kimeneti eszközt a feladat végrehajtására.

Hányféle mikrokontroller létezik?

A mikrokontrollereket különböző típusokba sorolják a következők szerint:

1. Szélesség

A buszszélesség a mikrokontroller belső alkatrészeit összekötő párhuzamos vonalakra vonatkozik. Elsődleges feladata a processzor, a memóriaegység és az I/O perifériák közötti adatátvitel. Három típusú busz létezik: adatbusz, címbusz és vezérlőbusz. Továbbá három típusba sorolható: 8 bites, 16 bites és 32 bites mikrokontroller.

• 8 bites mikrokontroller: A 8 bites mikrokontroller egy 8 bites buszszélességből áll. Ez azt jelenti, hogy egyetlen ciklusban csak 8 biten működő műveleteket tud végrehajtani. Ezért ha egy 16 bites műveletet hajtanak végre, akkor dupla időbe telik az eredmények végrehajtása, amelyek csupán egyszerű matematikai számítások. A 8 bites mikrokontroller például az INTEL 8031/8051.

• 16 bites mikrokontroller: A 16 bites mikrokontroller egy 16 bit széles buszszélességből áll. Azt mondják, hogy hatékonyabb és gyorsabb, mint a 8 bites mikrokontroller, mivel egyetlen ciklusban képes 16 bites adatokat továbbítani és feldolgozni. Ez biztosítja a legpontosabb műveleteket az időzítő funkciókat igénylő alkalmazásokhoz. Például INTEL 8051XA, PIC2X, INTEL 8096 stb.

• 32 bites mikrokontroller: A 32 bites mikrovezérlő egy 32 bites buszszélességből áll. A teljesítménye jobb, mint bármely más mikrokontroller. Bár az energiafogyasztása és a költsége magasabb, a pontos működési képessége megéri. Több perifériát támogat, például USB, Ethernet, vezérlőterületi hálózati busz stb. A 32 bites mikrokontrollerre példa az INTEL/ATMEL 251 család.

Ebben a cikkben részletesebben megismerheti a mikroprocesszor és a mikrovezérlő összehasonlítását.

2. Memória

A memória alapján a mikrokontroller két típusba sorolható:

• Beágyazott memória mikrokontroller: A beágyazott memória mikrovezérlő egyetlen chipbe ágyazott összes komponensből áll. Ezek a komponensek magukban foglalják az adat- és programmemóriát, a megszakításokat, az időzítőket, a számlálókat stb. Bár a mikrokontrollerek memóriablokkjai nem bővíthetők, egy ROM segítségével bővíthető a hely.

• Külső memória mikrokontroller: A külső memória mikrokontroller nem rendelkezik önmagába ágyazott memóriablokkkal. Működéséhez külső memória támogatása szükséges. Például az INTEL 8031-hez nincs memóriachip csatlakoztatva.

3. Instruction Set Architecture

Az utasításkészlet architektúrája szerint a mikrokontroller két típusba sorolható:

• Complex Instruction Set Computer (CISC): A Complex Instruction Set Computer (CISC) egy mikrokontroller, amely csak egy összetett utasítás követésére szolgál. Különféle műveleteket hajt végre egyetlen paranccsal. Ez egy kompakt program, amely nagy utasításokat és sok címmódot használ. A megadott utasítások végrehajtása sok időt vesz igénybe.

• Csökkentett utasításkészletű számítógép (RISC): A csökkentett utasításkészletű számítógép (RISC) egy mikrokontroller, amelyet a CISC-re válaszul fejlesztettek ki. Lehetővé teszi az egyszerűbb utasítások feldolgozását. Egyszerre egy adott utasítást hajt végre.

Olvasson tovább, hogy megértse a mikroprocesszor és a mikrovezérlő közötti összehasonlítást vagy különbséget.

4. Mikrokontroller architektúra

A mikrokontroller architektúrája alapján a mikrovezérlőket két típusra osztják:

• Harvard Architecture Mikrokontroller: A Harvard architektúrájú mikrokontrollernek két különböző memóriainterfésze van: az egyik az adatokhoz/változókhoz, a másik pedig a programokhoz/utasításokhoz. Az utasítási felület párhuzamossága az értékesítési jellemzője. Kifinomult kialakítása miatt drága.

• Von Neumann/Princeton architektúra mikrokontroller: A Von Neumann/Princeton architektúra mikrokontroller egyetlen interfészt használ az adatok és az utasítások tárolására. Bár az utasítások végrehajtása időt vesz igénybe, költséghatékony és kényelmes.

Mik a mikrokontrollerek előnyei és hátrányai?

Az alábbiakban felsoroljuk a mikroprocesszor összes előnyét:

• Mikroszámítógépként működik minden digitális alkatrész nélkül
• Könnyen használható és karbantartható
• Költséghatékony és kompakt
• Gyorsabban végrehajtja a megadott utasításokat
• Utasítási ciklus időzítő
• Támogatja a RAM, ROM és I/O perifériák hozzáadását

Az alábbiakban felsoroljuk a mikroprocesszor összes hátrányát:

• Komplex architektúra
• Képtelenség kezelni a nagy teljesítményű eszközöket a lassú sebesség miatt
• Egyszerre korlátozott számú funkciót hajt végre
• Mikroberendezésekben használatos, nehezen használható
• Nem minden mikrokontroller rendelkezik I/O perifériával
• Komplementer fém-oxid félvezetőből áll, és hajlamos a statikus töltés miatti károsodásra

Mik a mikrokontrollerek előnyei és hátrányai?

Az alábbiakban felsorolunk néhány előnyt és hátrányt a mikrokontrollerek közül:

Előnyök:

• Tárolt áramforrásokon működik
• Kisebb energiafogyasztás
• Rendszeresen használt készülékekben található

Hátrányok:

• Megköveteli, hogy egy személy képzésben részesüljön, mivel azt egy adott célra szánták
• Nem tudnak hozzáférni a programmemóriához

Most pedig nézzük meg a mikroprocesszor és a mikrovezérlő, valamint az IC és a mikroprocesszor közötti összehasonlítást vagy különbséget.

Mi a különbség a mikroprocesszor és a mikrokontroller között?

A mikroprocesszor és a mikrokontroller, valamint tulajdonságaik megértése után nézzük meg a mikroprocesszor és a mikrovezérlő közötti összehasonlítást vagy különbséget.

Mikroprocesszor
Mikrokontroller
A számítógépes rendszer fő része

Egy beágyazott rendszer része

Csak a memóriaegységből áll. Ezért további memóriára és I/O portokra van szükség
A belső memórián és az I/O-komponenseken kívül egy processzorból áll
Az áramkör nagy a külső alkatrészek hozzáadásának köszönhetően
Az áramkör kisebb a belsőleg elérhető alkatrészek miatt
Hatékonysága miatt nem használható kompakt rendszerekben

Kompakt rendszerekben használható, mivel hatékony

Az egész rendszer költsége magas

A teljes rendszer költsége alacsony

Áramfelvétele magas, így nem tud működni tárolt áramforrásokon
Alacsony fogyasztású. Ezért tárolt akkumulátorral működik
Nincs energiatakarékos mód

Az energiafogyasztás csökkentésére szolgáló üzemmódokkal rendelkeznek, amelyeket készenléti vagy energiatakarékos üzemmódnak neveznek
Csak személyi számítógépeken használják

Széles körben használják mosógépekben, mp3 lejátszókban, számológépekben, autókban

A Von Neumann építészeten alapul

A Harvard építészetén alapul

Lassan működik, mivel minden művelet kommunikációt igényel külső komponensekkel
Gyorsabban működik, mivel a kommunikáció gyors a belső komponensek miatt
Összetett, sok utasítással
Egyszerű, kevés utasítással
Általános célú alkalmazásokhoz használják

Alkalmazás-specifikus rendszerekhez használják

Nincs benne RAM, ROM és egyéb I/O perifériák

Processzorral, RAM-mal, ROM-mal és egyéb perifériákkal rendelkezik egy chipbe ágyazva
A rendszerek nagyon nagy sebességgel működnek

A rendszerek az áramkörtől függően akár 200 MHz-ig vagy még tovább is működnek
Kevesebb regiszterszámmal rendelkezik, így a műveletek memória alapúak
Több regisztere van, így kényelmes a programok írása
Példák: INTEL 8085 ÉS 8086

Példák: Altera, INTEL, NEC, Panasonic stb

A mikroprocesszor és a mikrokontroller összehasonlítása révén egyértelmű, hogy a mikroprocesszor a mikrovezérlő része, amely további memóriával, I/O porttal és egyéb perifériákkal, például időzítőkkel, számlálókkal, analóg-digitális átalakítókkal és még sok mással rendelkezik. Ahogy olvassuk, a mikroprocesszort központi feldolgozó egységnek (CPU) is nevezik. Természetesen ez sokkal több, mint a CPU. Ahogy tovább olvasod, rá fogsz jönni az IC és a mikroprocesszor közötti különbségre, amelyet részletesen említettünk.

Mi az a központi feldolgozó egység (CPU)?

A központi feldolgozó egységet (CPU) a számítógép agyának tekintik. Több millió tranzisztorból áll. A mikroprocesszor az az áramkör, amely körülveszi a CPU-t. Megértjük, mi az a CPU.

A központi feldolgozó egység (CPU) a számítógépes rendszer legfontosabb része. Lényegében a számítógép azon része, amely az adatok I/O-ját, feldolgozását és tárolását végzi. Az utasításokat a rendszer aritmetikai, logikai és bemeneti/kimeneti műveleteinek végrehajtásával hajtja végre. A CPU-t gyakran összetévesztik hardvernek, de a CPU egyetlen chipbe van beágyazva, amelyet mikroprocesszornak neveznek. A CPU négy lépésben hajtja végre a működését:

• Fetch
• Dekódolni
• Végrehajtás
• Írj vissza

A CPU összetevői közé tartozik az aritmetikai és logikai (ALU) és a vezérlőegység (CU). Az ALU aritmetikai és logikai műveleteket hajt végre, miközben a CU lekéri a parancsokat a memóriából, dekódolja és végrehajtja azokat.

Fotó: Christian Wiediger az Unsplash-en

Miben különbözik a mikroprocesszor a CPU-tól?

Miután megtanulta a mikroprocesszor és a mikrokontroller közötti különbséget, tudassa velünk a mikroprocesszor és a CPU különbségét. A mikroprocesszor a CPU összes funkcióját egyetlen lapkára helyezi. Ezt a chipet integrált áramkörnek (IC) nevezik. Ezen kívül I/O és memória hozzáférési áramkörökből áll. Ez a chip információt fogad, az utasításoknak megfelelően feldolgozza, és a kimenetet bináris nyelven hajtja végre.

Mikroprocesszor
processzor
Ez csak a központi feldolgozó egység

Memória és I/O együtt van benne
Személyi számítógépekben használják

Beágyazott rendszerekben használják

Nem tartalmaz RAM-ot, ROM-ot, I/O-t és egyéb perifériákat
RAM, ROM és egyéb perifériák vannak benne chipbe integrálva
Külső adathordozót használnak a RAM, ROM és I/O perifériák csatlakoztatására
A CPU beépített vezérlőbuszt használ
Komplex architektúrája van, amely nagy mennyiségű utasítást dolgoz fel
Egyszerű kialakítású, és néhány utasítás feldolgozását igényli

Bár köztudott, hogy a CPU egy mikroprocesszor, nem minden mikroprocesszor CPU. A mikroprocesszor több, mint a CPU, mivel más processzorokat is tartalmaz, például grafikus processzort (GPU), hálózati feldolgozó egységet (NPU) és hangfeldolgozó egységet (APU). A hangkártyák és a hálózati kártyák is be vannak ágyazva a mikroprocesszorokba. Mielőtt megértené az IC és a mikroprocesszor közötti különbséget, nézzük meg, mi is az IC.

Mi az integrált áramkör (IC)?

Az integrált áramkör (IC) egy félvezető chipen előállított mini elektronikus áramkör. Az egyik első integrált áramkört az 1970-es években hozták létre. Az integrált áramkör alkotóelemei tranzisztorok, kondenzátorok, ellenállások és diódák. Sőt, erősítőként, mikroprocesszorként, mikrokontrollerként, oszcillátorként, időzítőként, számlálóként, logikai kapuként és számítógép memóriaként is működik.

Íme az IC néhány jellemzője:

• Felépítés és csomagolás: Szilíciumból készült, kicsi és törékeny. Összetevői arany- és alumíniumhuzalokba vannak kötve, majd egy lapos műanyag és kerámia dobozba öntik.

• IC mérete: 1 négyzetmm és 200 négyzetmm közötti méretben kapható.

• IC-integráció: Az integrált áramkörök nevüket attól kapják, hogy ugyanazon a chipen különböző eszközökbe ágyazzák be magukat. Hasonlóan, a mikrokontroller egy integrált áramkör, amely memóriát, mikroprocesszort, I/O portokat és egyéb perifériákat tartalmaz ugyanabban az eszközben.

Ebben a cikkben megtalálja a fejlécet, amely elmagyarázza az IC és a mikroprocesszor közötti különbséget.

Miben különbözik a mikroprocesszor az IC-től?

Miután megtanulta a mikroprocesszor és a mikrovezérlő összehasonlítását vagy különbségét, tudnia kell, mi a különbség az IC és a mikroprocesszor között. A mikroprocesszorok az IC egyik típusa. Azt mondják, hogy összetett. A mikroprocesszor egyetlen chipen tölti be a központi processzor funkcióit. Számítógépes alkalmazásokhoz tervezték, míg az integrált áramkörök általános célú eszközök, amelyek különféle alkalmazásokhoz használhatók.

A mikroprocesszorok az integrált áramkörben található összes komponensből állnak, beleértve a memóriát, a CPU-t, az I/O portokat, valamint a nem felejtő tároló RAM-ot és ROM-ot. Ezek önmagukban futtathatnak szoftvert a számítógépen, anélkül, hogy bármilyen támogató eszközre lenne szükség. Egy integrált áramkör nem működhet önállóan, mivel vannak benne tárolt utasítások. Tehát ez a különbség az IC és a mikroprocesszor között.

***

Reméljük, hogy cikkünk kellőképpen elvezette Önt a mikroprocesszor és a mikrovezérlő közötti összehasonlítás vagy különbség, valamint az IC és a mikroprocesszor közötti különbségek megismeréséhez. Bármilyen más témával kapcsolatos kérdését vagy javaslatát felteheti nekünk, amelyről cikket szeretne készíteni. Dobja be őket az alábbi megjegyzések részbe, hogy tudjuk.