Hva er forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller?

Mikroprosessorer, mikrokontrollere og integrerte kretser (IC) er byggesteinene i alle elektroniske enheter. De sies også å være hjertet og sjelen til den elektroniske industrien. Disse enhetene kan høres like ut, men har forskjellige egenskaper og funksjoner. Ofte klarer ikke folk å forstå forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller. Forvirringen slutter ikke her; mikroprosessor og CPU-forskjell er et annet diskusjonstema. I denne artikkelen vil vi se sammenligningen mellom mikroprosessor og mikrokontroller og en detaljert forklaring av alle disse begrepene. Du vil også lære sammenligningen eller forskjellen mellom IC og mikroprosessor i detalj. Les gjennom denne veiledningen for å få en bedre forståelse av hvordan de varierer fra hverandre.

Hva er forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller?

Fortsett å lese videre for å finne ut alt om sammenligningen og forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller i detalj.

Hva er mikroprosessor?

Før du vet forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller, la oss lære om mikroprosessorer. En mikroprosessor er en brikke som sies å være datamaskinens hjerne. Det kalles også den sentrale prosesseringsenheten (CPU). Denne enkeltbrikken kan behandle all logisk og beregningsinformasjon som addisjon/subtraksjon, I/O-administrasjon og mange flere. Den kontrollerer alle systemkomponenter som USB, I/O-enheter, skjermer, minne osv. For å utføre instruksjonene gitt av brukerne, henter den dataene, dekoder dem fra høynivåspråk til maskinspråk, og utfører deretter de gitte bruksanvisning.

Hva er komponentene i mikroprosessoren?

En mikroprosessor består av følgende komponenter som brukes til å utføre de gitte instruksjonene:

• Registre: Det er den midlertidige lagringsplassen for å utføre den gitte instruksen. Etter utførelse sendes dataene til kilden og slettes fra registre.

• Aritmetisk og logisk enhet: Den utfører aritmetiske og logiske operasjoner som matematiske beregninger.

• Timing og kontrollenhet: Sikrer at alle interne og eksterne komponenter fungerer sammen i tid og rekkefølge.

Hvordan fungerer en mikroprosessor?

En mikroprosessor er en frittstående brikke koblet til eksterne periferiutstyr som I/O-enheter og minneenheter for å utføre et gitt sett med instruksjoner.

• Inndataenhet for å sende informasjonen fra brukeren til minneenheten.
• Minne for å beholde informasjonen og utføre den nødvendige funksjonen.

• Utdataenheter for å vise resultatene.

Foto av Christian Wiediger på Unsplash

Hva er typene mikroprosessorer?

Mikroprosessorer er kategorisert i tre typer på grunnlag:

1. Størrelse på databuss

I henhold til størrelsen på databussen er mikroprosessoren klassifisert i følgende typer:

• 4-bit: Disse prosessorene har en databanebredde på 4 biter. De kom i bruk tidlig på 1970-tallet. Eksempler på denne prosessoren er INTEL 4004 og 4040.

• 8-bit: Dette er prosessorer som er i stand til å overføre 8-bits data samtidig. Et eksempel på denne prosessoren er INTEL 8085.

• 16-bit: Dette er prosessorer som er i stand til å overføre 16-bits data samtidig. Eksempler på disse prosessorene er INTEL 8088 og 80286.

• 32-bit: Disse prosessorene kan overføre 32-bits data per klokkesyklus. Eksempler på disse prosessorene er INTEL 80386, 80486 og Pentium.

2. Søknad

Basert på bruken av prosessoren, er den kategorisert i følgende typer:

• Generelle prosessorer (GPPer): Generelle prosessorer (GPPer) er ment for vanlige daglige applikasjoner. For eksempel stasjonære datamaskiner, mobiltelefoner, INTEL 8085 og Pentium.

• Mikrokontrollere (MCU): Mikrokontrollere (MCUer) er prosessorer med innebygde minneenheter og I/O periferiutstyr designet for å utføre et bestemt sett med funksjoner. For eksempel INTEL 8051, vaskemaskiner, datamaskinskrivere, etc.

• Spesialformålsmikroprosessor (SPM): Spesialmikroprosessor (SPM) er utformet for å håndtere en bestemt operasjon som kreves for en applikasjon. For eksempel digital signalprosess, radar og flyging.

Fortsett å lese videre for å lære sammenligningen eller forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller.

3. Arkitektur

• Complex Instruction Set Computer (CISC): Som navnet forklarer, bruker Complex Instruction Set Computer (CISC) et minimalt antall instruksjoner per program. Én kommando utfører alle funksjonene som lasting, evaluering og lagring. Derfor gjør prosessen komplisert. Den ser bort fra antall sykluser per kommando. Hovedfokuset er å bygge komplekse kommandoer direkte til maskinvaren. INTEL- og AMD-prosessorer er basert på CISC-funksjoner.

• Reduced Instruction Set Computer (RISC): Reduced Instruction Set Computer (RISC) ble designet som en reaksjon på CISC i midten av 1980 for å minimere ytelsestiden ved å redusere datamaskinens instruksjonssett. Hver kommando trenger bare én klokkesyklus for å utføre de tildelte instruksjonene. Dette krever at RAM-en lagrer flere instruksjoner og at kompilatoren konverterer språkkommandoer på høyt nivå til binær kode mer effektivt. Noen få eksempler er MIPS, PowerPC, armprosessorer, etc.

Hva er fordelene med mikroprosessorer?

Her er en liste over alle fordelene med en mikroprosessor:

• Kostnadseffektiv
• Innebygd kunstig intelligens (AI) og grafisk brukergrensesnitt (GUI)
• Bærbar og høyhastighets
• Kompakt i størrelsen
• Allsidig og pålitelig
• Lavt strømforbruk og varmeutvikling

Hva er ulempene med mikroprosessorer?

Følgende er ulempene med mikroprosessor:

• Krev binært språk
• Støtter ikke flyttalloperasjoner
• Størrelsen på dataene
• Manglende evne til å fungere uten eksterne støtteenheter
• Blir skadet med feil strømforsyning
• Langsomme enkeltkjerneprosessorer

Hva er fordelene og ulempene med mikroprosessorer?

Nedenfor er noen fordeler og ulemper med mikroprosessoren:

Fordeler:

• Flytter data raskt til forskjellige steder
• Brukes til generelle formål
• Kan utføre flere oppgaver samtidig

Ulemper:

• Dyrt
• Enorm i størrelsen
• Har ikke RAM, ROM eller I/O koblet til

Fortsett å lese denne artikkelen til slutten for å lære sammenligningen eller forskjellen mellom IC og mikroprosessor og mellom IC og mikroprosessor.

Hva er mikrokontroller og hvordan fungerer det?

Som en del av å lære forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller, gi oss beskjed om mikrokontrollere. En mikrokontroller er en integrert elektronisk kronisk databehandlingsenhet designet for å utføre en spesifikk funksjon i et innebygd system. Det er også referert til som en mikrokontrollerenhet eller MCU. En mikrokontroller inkluderer tre hovedkomponenter på en enkelt brikke: mikroprosessor, minneenhet og inngangs- og utgangsutstyr. Disse fungerer ved hjelp av støtteenheter som tidtakere, analog til digital omformere, seriell inngang og utgang, og vanlige linjer kalt systembuss.

Arbeidsprinsipp:

En enkelt mikrokontrollerbrikke innebygd i et system sikrer ytelsen til en bestemt funksjon i en enhet. Denne prosessen involverer mottak og utføring av data fra inngangs- og utgangsutstyr ved hjelp av mikroprosessoren. Mikrokontrolleren mottar den midlertidige informasjonen i dataminnet sitt, hvor prosessoren får tilgang til informasjonen og bruker de gitte instruksjonene fra programminnet for å utføre operasjonen. Deretter bruker den eksterne enheter for å utføre den nødvendige handlingen.

Foto av Vishnu Mohanan på Unsplash

Hva er de grunnleggende komponentene i et mikrokontrollersystem?

Hovedkomponentene til mikrokontrolleren er:

• Mikroprosessor: Det er en enkelt brikke som kalles enhetens hjerne. Den utfører aritmetiske og logiske operasjoner som addisjon/subtraksjon, dataoverføringer, I/O-operasjoner og mye mer. Det muliggjør også operasjoner som hjelper til med å kommunisere instruksjoner til andre komponenter i et større integrert system.

• Minne: Dette er delen som brukes som lagringssted for dataene, som prosessoren bruker for å utføre de gitte instruksjonene.

• I/O Periferiutstyr: Inngangsportene er et middel for å motta data og sende det til prosessoren i form av maskinspråk. Prosessoren utfører de nødvendige operasjonene og instruerer utgangsenheten eksternt til mikrokontrolleren for oppgaveutførelsen.

Hvor mange typer mikrokontrollere finnes det?

Mikrokontrollere er klassifisert i forskjellige typer i henhold til:

1. Bredde

Bussbredde refererer til de parallelle linjene som forbinder de interne komponentene til mikrokontrolleren. Dens primære funksjon er å overføre data mellom prosessoren, minneenheten og I/O-tilbehøret. Det er tre typer busser: databuss, adressebuss og kontrollbuss. Videre er den klassifisert i tre typer 8-bits, 16-biters og 32-biters mikrokontrollere.

• 8-bits mikrokontroller: 8-bits mikrokontroller består av en bussbredde som er 8-bits bred. Dette betyr at den bare kan utføre operasjoner som fungerer på 8-bit i en enkelt syklus. Når en 16-bits operasjon utføres, tar det derfor dobbelt så lang tid å utføre resultater som bare er enkle matematiske beregninger. Eksempler på 8-bits mikrokontroller er INTEL 8031/8051.

• 16-bits mikrokontroller: 16-bits mikrokontroller består av en bussbredde som er 16-bits bred. Den sies å være mer effektiv og raskere enn 8-bits mikrokontroller, da den kan overføre og behandle 16-bits data i en enkelt syklus. Den gir de mest presise operasjonene for applikasjoner som krever timerfunksjoner. For eksempel INTEL 8051XA, PIC2X, INTEL 8096, etc.

• 32-bits mikrokontroller: 32-bits mikrokontroller består av en bussbredde som er 32-bits bred. Ytelsesevnen er bedre enn noen annen mikrokontroller. Selv om strømforbruket og kostnadene er høyere, gjør dens nøyaktige driftsevne det verdt det. Den støtter flere eksterne enheter som USB, Ethernet, kontrollområdenettverksbuss osv. Et eksempel på en 32-bits mikrokontroller er INTEL/ATMEL 251-familien.

Du vil bli kjent med sammenligningen mellom mikroprosessor og mikrokontroller videre i denne artikkelen.

2. Minne

På grunnlag av minne er mikrokontrolleren kategorisert i to typer:

• Innebygd minnemikrokontroller: Innebygd minnemikrokontroller består av alle komponentene innebygd sammen i en enkelt brikke. Disse komponentene inkluderer data- og programminne, avbrudd, tidtakere, tellere osv. Selv om minneblokkene i mikrokontrollere ikke kan utvides, kan en ROM brukes til å utvide plassen.

• Eksternt minne mikrokontroller: Eksternt minne mikrokontroller har ikke en minneblokk innebygd i seg selv. Det krever støtte fra eksternt minne for å fungere. For eksempel har INTEL 8031 ​​ingen minnebrikke koblet til den.

3. Instruksjonssettarkitektur

I henhold til instruksjonssettarkitekturen er mikrokontrolleren klassifisert i to typer:

• Complex Instruction Set Computer (CISC): Complex Instruction Set Computer (CISC) er en mikrokontroller som kun er ment å følge én kompleks instruksjon. Den utfører ulike handlinger med bare én kommando. Det er et kompakt program som bruker store instruksjoner og mange adressemoduser. Det tar mye tid å utføre de gitte instruksjonene.

• Reduced Instruction Set Computer (RISC): Reduced Instruction Set Computer (RISC) er en mikrokontroller som ble utviklet som svar på CISC. Det muliggjør behandling av enklere instruksjoner. Den utfører én gitt instruksjon om gangen.

Fortsett å lese videre for å forstå sammenligningen eller forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller.

4. Mikrokontrollerarkitektur

På grunnlag av mikrokontrollerarkitektur er mikrokontrolleren klassifisert i to typer:

• Harvard arkitektur mikrokontroller: Harvard arkitektur mikrokontroller har to forskjellige minnegrensesnitt: ett for data/variabler og det andre for programmer/instruksjoner. Parallellen til instruksjonsgrensesnittet er salgsfunksjonen. Det er dyrt for sin sofistikerte design.

• Von Neumann/Princeton arkitektur mikrokontroller: Von Neumann/Princeton arkitektur mikrokontroller bruker et enkelt grensesnitt for lagring av både data og instruksjoner. Selv om det tar tid å utføre instruksjonene, er det kostnadseffektivt og praktisk.

Hva er fordelene og ulempene med mikrokontrollere?

En liste over alle fordelene med mikroprosessoren er nevnt nedenfor:

• Fungerer som en mikrodatamaskin uten noen digitale deler
• Enkel å bruke og vedlikeholde
• Kostnadseffektiv og kompakt
• Utfører de gitte instruksjonene raskere
• Instruksjonssyklustimer
• Støtter tillegg av RAM, ROM og I/O periferiutstyr

Liste over alle ulempene med mikroprosessoren er nevnt nedenfor:

• Kompleks arkitektur
• Manglende evne til å håndtere enheter med høy effekt på grunn av lav hastighet
• Utfører et begrenset antall funksjoner om gangen
• Brukes i mikroutstyr, som er vanskelig å bruke
• Ikke alle mikrokontrollere har I/O periferiutstyr
• Sammensatt av en komplementær metalloksidhalvleder, er den utsatt for skade av statisk ladning

Hva er fordelene og ulempene med mikrokontrollere?

Noen av fordelene og ulempene med mikrokontrollere er nevnt nedenfor:

Fordeler:

• Fungerer på lagrede strømenheter
• Mindre strømforbruk
• Finnes i jevnlig brukte enheter

Ulemper:

• Krever at en person er opplært da det er ment for et bestemt formål
• De får ikke tilgang til programminnet

La oss nå gå videre for å lære sammenligningen eller forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller og mellom IC og mikroprosessor.

Hva er forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller?

Etter å ha forstått mikroprosessoren og mikrokontrolleren og deres egenskaper, la oss se på sammenligningen eller forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller.

Mikroprosessor
Mikrokontroller
Hoveddelen av datasystemet

En del av et innebygd system

Den består kun av minneenheten. Derfor kreves det ekstra minne og I/O-porter
Den består av en prosessor i tillegg til internminnet og I/O-komponentene
Kretsen er stor på grunn av tillegg av eksterne komponenter
Kretsen er mindre på grunn av de internt tilgjengelige komponentene
Den kan ikke brukes i kompakte systemer på grunn av dens ineffektivitet

Den kan brukes i kompakte systemer, da den er effektiv

Kostnaden for hele systemet er høy

Kostnaden for hele systemet er lav

Strømforbruket er høyt, så det kan ikke fungere på lagrede strømenheter
Den har lavt strømforbruk. Derfor fungerer den på lagrede batterier
Har ikke strømsparingsmodus

De har moduser for å redusere strømforbruket kalt inaktiv eller strømsparingsmodus
Den brukes bare på personlige datamaskiner

Det er mye brukt i vaskemaskiner, mp3-spillere, kalkulatorer, biler

Den er basert på Von Neumann-arkitekturen

Den er basert på Harvard Architecture

Det fungerer sakte, da hver operasjon krever kommunikasjon med eksterne komponenter
Det fungerer raskere da kommunikasjonen er rask på grunn av komponentene som er tilstede internt
Det er komplekst, med et stort antall instruksjoner
Det er enkelt med få instruksjoner
Den brukes til generelle applikasjoner

Den brukes for applikasjonsspesifikke systemer

Den har ingen RAM, ROM og andre I/O-tilbehør

Den har en prosessor, RAM, ROM og andre eksterne enheter innebygd i en brikke
Systemer kjører med svært høy hastighet

Systemer kjører opp til 200MHz eller mer avhengig av kretsen
Den har mindre antall registre, så operasjonene er minnebaserte
Den har flere registre, noe som gjør det praktisk å skrive programmer
Eksempler: INTEL 8085 OG 8086

Eksempler: Altera, INTEL, NEC, Panasonic, etc

Gjennom denne sammenligningen mellom mikroprosessor og mikrokontroller er det klart at mikroprosessor er en del av mikrokontrolleren med ekstra minne, en I/O-port og andre perifere enheter som timere, tellere, analog til digital omformere og mer. Som vi leser kalles mikroprosessoren også den sentrale prosessorenheten (CPU). Absolutt, det er mye mer enn CPU. Når du fortsetter å lese, vil du komme over forskjellen mellom IC og mikroprosessor nevnt i detalj.

Hva er Central Processing Unit (CPU)?

Den sentrale prosessorenheten (CPU) regnes som hjernen til datamaskinen. Den består av millioner av transistorer. Mikroprosessoren er kretsen som omgir CPUen. La oss forstå hva en CPU er.

Den sentrale prosessorenheten (CPU) er den viktigste delen av datasystemet. Det er i hovedsak den delen av datamaskinen som utfører I/O, prosessering og lagring av data. Den utfører instruksjonene ved å utføre systemets aritmetiske, logiske og input/output-operasjoner. En CPU blir ofte forvekslet med maskinvare, men CPU er innebygd i en enkelt brikke kalt en mikroprosessor. En CPU utfører sine operasjoner i fire trinn:

• Hent
• Dekode
• Henrette
• Skriv tilbake

Komponenter av CPU inkluderer aritmetisk og logisk (ALU) og kontrollenhet (CU). ALU utfører aritmetiske og logiske operasjoner mens CU henter kommandoer fra minnet, dekoder det og utfører dem.

Foto av Christian Wiediger på Unsplash

Hvordan er mikroprosessor forskjellig fra CPU?

Etter å ha lært forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller, gi oss beskjed om mikroprosessor- og CPU-forskjellen. En mikroprosessor innprenter alle funksjonene til en CPU på en enkelt brikke. Denne brikken kalles en integrert krets (IC). I tillegg til dette består den også av I/O og minnetilgangskretser. Denne brikken mottar informasjon, behandler den i henhold til instruksjonene og utfører utdataene på binært språk.

Mikroprosessor
prosessor
Det er bare den sentrale behandlingsenheten

Den har minne og I/O integrert sammen
Det brukes i personlige datamaskiner

Den brukes i innebygde systemer

Den består ikke av RAM, ROM, I/O og andre eksterne enheter
Den har RAM, ROM og andre eksterne enheter integrert i en brikke
Et eksternt medium brukes til å koble til RAM, ROM og I/O periferiutstyr
CPU-en bruker en innebygd kontrollerende buss
Den har en kompleks arkitektur som behandler en stor mengde instruksjoner
Den har en enkel design og krever behandling av noen få instruksjoner

Selv om det er forstått at CPU er en mikroprosessor, er ikke alle mikroprosessorer CPUer. En mikroprosessor er mer enn CPU, da den inneholder andre prosessorer som en grafikkprosessorenhet (GPU), nettverksbehandlingsenhet (NPU) og lydbehandlingsenhet (APU). Lydkort og nettverkskort er også innebygd i mikroprosessorer. Før du forstår forskjellen mellom IC og mikroprosessor, la oss se hva som er nøyaktig IC.

Hva er den integrerte kretsen (IC)?

En integrert krets (IC) er en mini elektronisk krets produsert på en halvlederbrikke. En av de første integrerte kretsene ble opprettet på 1970-tallet. Komponentene i en integrert krets er transistorer, kondensatorer, motstander og dioder. Dessuten fungerer den som en forsterker, mikroprosessor, mikrokontroller, oscillator, timer, teller, logisk port og dataminne.

Her er noen av funksjonene til IC:en:

• Konstruksjon og emballasje: Den er laget av silisium og er liten og skjør. Bestanddelene bindes til gull- og aluminiumstråder og støpes videre inn i en flat boks av plast og keramikk.

• Størrelse på en IC: Den er tilgjengelig i størrelser mellom 1 kvadrat mm og 200 kvadrat mm.

• IC-integrasjon: Integrerte kretser får navnene sine når de bygger seg inn i forskjellige enheter på samme brikke. Som en mikrokontroller er en integrert krets som inkluderer minne, mikroprosessor, I/O-porter og andre eksterne enheter i samme enhet.

Du finner overskriften videre i denne artikkelen som forklarer forskjellen mellom IC og mikroprosessor.

Hvordan er mikroprosessor forskjellig fra IC?

Etter å ha lært sammenligningen eller forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller, er det nødvendig å vite forskjellen mellom IC og mikroprosessor. Mikroprosessorer er en type IC. Det sies å være komplekst. En mikroprosessor fyller funksjonene til en sentral prosesseringsenhet på en enkelt brikke. Den er designet for en dataapplikasjon, mens integrerte kretser er enheter for generelle formål som kan brukes til forskjellige applikasjoner.

Mikroprosessorer består av alle komponentene som finnes i en integrert krets, inkludert minne, CPU, I/O-porter og dens ikke-flyktige lagrings-RAM og ROM. Disse alene kan kjøre programvare på en datamaskin uten behov for noen støtteenhet. En integrert krets kan ikke fungere uavhengig da den har instruksjoner lagret i seg selv. Så dette er forskjellen mellom IC og mikroprosessor.

***

Vi håper at artikkelen vår har veiledet deg tilstrekkelig til å vite om sammenligningen eller forskjellen mellom mikroprosessor og mikrokontroller og forskjellen mellom IC og mikroprosessor. Du kan gi oss spørsmål eller forslag om ethvert annet emne du vil at vi skal lage en artikkel om. Slipp dem i kommentarfeltet nedenfor for at vi skal vite det.