Różnica między mikroprocesorem a mikrokontrolerem
Nathaniela Brooksa
Mikroprocesor a mikrokontroler: kluczowa różnica
- Mikroprocesor składa się tylko z jednostki centralnej, podczas gdy mikrokontroler zawiera procesor, pamięć i wejścia/wyjścia, wszystko zintegrowane w jednym chipie.
- Mikroprocesor jest używany w komputerach osobistych, natomiast mikrokontroler jest używany w systemie wbudowanym.
- Mikroprocesor wykorzystuje zewnętrzną magistralę do łączenia się z pamięcią RAM, ROM i innymi urządzeniami peryferyjnymi, z drugiej strony mikrokontroler wykorzystuje wewnętrzną magistralę sterującą.
- Mikroprocesory oparte są na modelu von Neumanna Mikrokontrolery oparte są na architekturze Harvarda
- Mikroprocesor jest skomplikowany i kosztowny, wymaga dużej liczby instrukcji do przetworzenia, ale mikrokontroler jest niedrogi i prosty i wymaga mniejszej liczby instrukcji do przetworzenia.
Co to jest mikroprocesor?
A mikroprocesor jest jednostką sterującą mikrokomputera zamkniętą w małym układzie scalonym. Wykonuje operacje jednostki arytmetycznej (ALU) i komunikuje się z innymi urządzeniami z nią połączonymi. Jest to pojedynczy układ scalony, w którym połączono kilka funkcji.
Co to jest mikrokontroler?
A mikrokontroler jest układem zoptymalizowanym do sterowania urządzeniami elektronicznymi. Jest przechowywany w pojedynczym układzie scalonym, który jest dedykowany do wykonywania określonego zadania i wykonywania jednej konkretnej aplikacji.
Są to specjalnie zaprojektowane obwody do zastosowań wbudowanych i są szeroko stosowane w automatycznie sterowanych urządzeniach elektronicznych. Zawiera pamięć, procesor i programowalne I/O.
Rodzaje mikroprocesorów
Ważne typy mikroprocesorów to:
- Mikroprocesory o złożonym zestawie instrukcji
- Układ scalony specyficzny dla aplikacji
- Mikroprocesory ze zredukowanym zestawem instrukcji
- Digitakie Signal Wieloprocesory (DSP)
Rodzaje mikrokontrolerów
Oto ważne typy mikrokontrolerów:
- Mikrokontroler 8-bitowy
- Mikrokontroler 16-bitowy
- Mikrokontroler 32-bitowy
- Wbudowany mikrokontroler
- Pamięć zewnętrzna Mikrokontroler
Historia mikroprocesora
Oto ważny punkt orientacyjny w historii mikroprocesora
- Fairchild Semiconductors wynalazł pierwszy układ scalony (układ scalony) w 1959 roku.
- W 1968 roku Robert Noyce, Gordan Moore i Andrew Grove założyli własną firmę Intel.
- Intel rozrósł się z trzyosobowej firmy start-up w 3 r. do giganta przemysłowego w 1968 r.
- W 1971 roku firma INTEL stworzyła pierwszą generację mikroprocesora 4004, który działałby z częstotliwością zegara 108 kHz
- W latach 1973–1978 produkowano 8-bitowe mikroprocesory drugiej generacji, takie jak Motorola 6800 i 6801, INTEL-8085 i Zilog's-Z80.
- W 1978 roku na rynek wszedł proces Intel 8008 trzeciej generacji.
- We wczesnych latach 80-tych Intel wypuścił 32-bitowe procesory czwartej generacji.
- W 1995 roku Intel wypuścił 64-bitowe procesory piątej generacji.
Historia mikrokontrolera
Oto ważne punkty orientacyjne z historii mikrokontrolera:
- Użyty po raz pierwszy w 1975 r. (Intel 8048)
- Wprowadzenie pamięci EEPROM w 1993 r
- W tym samym roku Atmel wprowadził na rynek pierwszy mikrokontroler wykorzystujący pamięć Flash.
Różnica między mikroprocesorem a mikrokontrolerem
Oto różnica między mikroprocesorem a mikrokontrolerem
| Mikroprocesor | Mikrokontrolery |
|---|---|
| Mikroprocesor jest sercem systemu komputerowego. | Mikrokontroler jest sercem systemu wbudowanego. |
| To tylko procesor, więc pamięć i komponenty we/wy muszą być podłączone zewnętrznie | Mikrokontroler składa się z procesora wraz z pamięcią wewnętrzną i komponentami we/wy. |
| Pamięć i wejścia/wyjścia muszą być podłączone zewnętrznie, więc obwód staje się duży. | Pamięć i wejścia/wyjścia są już obecne, a obwód wewnętrzny jest mały. |
| Nie można go używać w systemach kompaktowych | Można go stosować w systemach kompaktowych. |
| Koszt całego systemu jest wysoki | Koszt całego systemu jest niski |
| Ze względu na komponenty zewnętrzne całkowite zużycie energii jest wysokie. Dlatego nie jest idealny dla urządzeń zasilanych energią zmagazynowaną, takich jak baterie. | Ponieważ komponentów zewnętrznych jest niewiele, całkowite zużycie energii jest mniejsze. Dzięki temu można go używać z urządzeniami zasilanymi energią zmagazynowaną, np. bateriami. |
| Większość mikroprocesorów nie ma funkcji oszczędzania energii. | Większość mikrokontrolerów oferuje tryb oszczędzania energii. |
| Stosowany jest głównie w komputerach osobistych. | Stosowany jest głównie w pralkach, odtwarzaczach MP3 i systemach wbudowanych. |
| Mikroprocesor ma mniejszą liczbę rejestrów, więc więcej operacji odbywa się w pamięci. | Mikrokontroler ma więcej rejestrów. Dlatego programy są łatwiejsze do napisania. |
| Mikroprocesory oparte są na modelu Von Neumanna | Mikrokontrolery oparte są na architekturze Harvarda |
| Jest to jednostka centralna umieszczona w pojedynczym zintegrowanym chipie opartym na krzemie. | Jest to produkt uboczny rozwoju mikroprocesorów z procesorem i innymi urządzeniami peryferyjnymi. |
| Nie ma pamięci RAM, ROM, jednostek wejścia-wyjścia, timerów i innych urządzeń peryferyjnych w chipie. | Posiada procesor wraz z pamięcią RAM, ROM i innymi urządzeniami peryferyjnymi osadzonymi w jednym chipie. |
| Wykorzystuje zewnętrzną magistralę do łączenia się z pamięcią RAM, ROM i innymi urządzeniami peryferyjnymi. | Wykorzystuje wewnętrzną magistralę sterującą. |
| Systemy oparte na mikroprocesorach mogą działać z bardzo dużą szybkością ze względu na zastosowaną technologię. | Systemy bazujące na mikrokontrolerach działają z częstotliwością 200 MHz lub większą, w zależności od architektury. |
| Jest używany w aplikacjach ogólnego przeznaczenia, które pozwalają na obsługę dużej ilości danych. | Jest używany w systemach specyficznych dla aplikacji. |
| Jest to proces skomplikowany i kosztowny, wymagający przetworzenia dużej liczby instrukcji. | Jest to proste i niedrogie, z mniejszą liczbą instrukcji do przetworzenia. |
Cechy mikroprocesora
Oto kilka ważnych cech mikroprocesora:
- Oferuje wbudowany program monitorujący/debuggerujący z możliwością przerwania
- Duża liczba instrukcji, z których każda wykonuje inną wersję tej samej operacji
- Oferuje równoległe wejścia/wyjścia
- Zegar cyklu instrukcji
- Interfejs pamięci zewnętrznej
Cechy mikrokontrolera
Oto kilka ważnych cech mikrokontrolera:
- Reset procesora
- Styki wejścia/wyjścia programu i pamięci zmiennej (RAM).
- Centralny procesor taktujący urządzenie
- Zegary cyklu instrukcji
Zastosowania mikroprocesora
Mikroprocesory stosowane są głównie w urządzeniach takich jak:
- Kalkulatory
- System księgowy
- Maszyna do gier
- Złożone sterowniki przemysłowe
- Sygnalizacja świetlna
- Dane kontrolne
- Zastosowania wojskowe
- Systemy obronne
- Systemy obliczeniowe
Zastosowania mikrokontrolera
Mikrokontrolery stosowane są głównie w urządzeniach takich jak:
- Telefony komórkowe
- Samochody
- Odtwarzacze CD/DVD
- Pralki
- Aparaty
- Alarmy bezpieczeństwa
- Kontrolery klawiatury
- Kuchenka mikrofalowa
- Zegarki
- Odtwarzacze mp3
Podsumowanie
Jaka jest różnica między mikrokontrolerem a mikroprocesorem?
Kluczową różnicą między mikroprocesorem a mikrokontrolerem jest to, że mikroprocesor składa się tylko z jednostki centralnej, podczas gdy mikrokontroler zawiera procesor, pamięć, wejście/wyjście, wszystkie zintegrowane w jednym układzie. Mikrokontroler jest niedrogi, prosty i ma niewielką liczbę instrukcji do przetworzenia, podczas gdy mikroprocesor jest złożony i drogi, z wieloma instrukcjami.
Który jest lepszy mikrokontroler czy mikroprocesor?
Oba te procesy są dobre. Jednak to, którego z nich powinieneś użyć, zależy od Twoich wymagań. Mikrokontrolery są głównie używane w małych aplikacjach, takich jak pralki, kamery, alarmy bezpieczeństwa, kontrolery klawiatur itp., podczas gdy mikroprocesor jest używany w komputerach osobistych, złożonych kontrolerach przemysłowych, sygnalizacji świetlnej, systemach obronnych itp.
Który jest szybszy mikroprocesor czy mikrokontroler?
Mikroprocesory są znacznie szybsze niż mikrokontrolery. Prędkość zegara mikroprocesora wynosi powyżej 1 GHz. Natomiast w przypadku mikrokontrolera prędkość zegara wynosi 200 MHz lub więcej, w zależności od architektury.
