Οι μικροεπεξεργαστές, οι μικροελεγκτές και τα ολοκληρωμένα κυκλώματα (IC) είναι τα δομικά στοιχεία όλων των ηλεκτρονικών συσκευών. Λέγεται επίσης ότι είναι η καρδιά και η ψυχή της ηλεκτρονικής βιομηχανίας. Αυτές οι συσκευές μπορεί να ακούγονται παρόμοιες, αλλά διαφέρουν ως προς τις ιδιότητες και τις λειτουργίες τους. Συχνά οι άνθρωποι αποτυγχάνουν να κατανοήσουν τη διαφορά μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή. Η σύγχυση δεν τελειώνει εδώ. Η διαφορά μικροεπεξεργαστή και CPU είναι ένα άλλο θέμα συζήτησης. Σε αυτό το άρθρο, θα δούμε τη σύγκριση μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή και μια λεπτομερή εξήγηση όλων αυτών των όρων. Επίσης, θα μάθετε τη σύγκριση ή τη διαφορά μεταξύ IC και μικροεπεξεργαστή λεπτομερώς. Διαβάστε αυτόν τον οδηγό για να κατανοήσετε καλύτερα πώς διαφέρουν μεταξύ τους.
Πίνακας περιεχομένων
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του μικροεπεξεργαστή και του μικροελεγκτή;
Συνεχίστε να διαβάζετε περαιτέρω για να μάθετε τα πάντα σχετικά με τη σύγκριση και τη διαφορά μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή λεπτομερώς.
Τι είναι ο μικροεπεξεργαστής;
Πριν μάθουμε τη διαφορά μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή, ας μάθουμε για τους μικροεπεξεργαστές. Ένας μικροεπεξεργαστής είναι ένα τσιπ που λέγεται ότι είναι ο εγκέφαλος του υπολογιστή. Ονομάζεται επίσης κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU). Αυτό το μεμονωμένο τσιπ μπορεί να επεξεργαστεί όλες τις λογικές και υπολογιστικές πληροφορίες, όπως πρόσθεση/αφαίρεση, διαχείριση εισόδου/εξόδου και πολλά άλλα. Ελέγχει όλα τα στοιχεία του συστήματος όπως USB, συσκευές I/O, οθόνες, μνήμη κ.λπ. Για να εκτελέσει τις οδηγίες που δίνουν οι χρήστες, ανακτά τα δεδομένα, τα αποκωδικοποιεί από γλώσσα υψηλού επιπέδου σε γλώσσα μηχανής και στη συνέχεια εκτελεί τη δεδομένη οδηγίες.
Ποια είναι τα εξαρτήματα του μικροεπεξεργαστή;
Ένας μικροεπεξεργαστής αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση των εντολών:
-
Καταχωρητές: Είναι η προσωρινή θέση αποθήκευσης για την εκτέλεση της δεδομένης εντολής. Μετά την εκτέλεση, τα δεδομένα αποστέλλονται στην πηγή και διαγράφονται από τους καταχωρητές.
-
Αριθμητική και Λογική Μονάδα: Εκτελεί αριθμητικές και λογικές πράξεις όπως μαθηματικούς υπολογισμούς.
-
Μονάδα χρονισμού και ελέγχου: Διασφαλίζει ότι όλα τα εσωτερικά και εξωτερικά εξαρτήματα συνεργάζονται χρονικά και διαδοχικά.
Πώς λειτουργεί ένας μικροεπεξεργαστής;
Ένας μικροεπεξεργαστής είναι ένα αυτόνομο τσιπ που συνδέεται με εξωτερικά περιφερειακά όπως συσκευές I/O και μονάδες μνήμης για την εκτέλεση ενός δεδομένου συνόλου εντολών.
- Συσκευή εισόδου για τη μετάδοση των πληροφοριών από τον χρήστη στη μονάδα μνήμης.
- Μνήμη για τη διατήρηση των πληροφοριών και την εκτέλεση της απαιτούμενης λειτουργίας.
-
Εξόδου συσκευές για την εμφάνιση των αποτελεσμάτων.
Φωτογραφία από τον Christian Wiediger στο Unsplash
Ποιοι είναι οι τύποι μικροεπεξεργαστών;
Οι μικροεπεξεργαστές κατηγοριοποιούνται σε τρεις τύπους με βάση:
1. Μέγεθος διαύλου δεδομένων
Σύμφωνα με το μέγεθος του διαύλου δεδομένων, ο μικροεπεξεργαστής ταξινομείται στους ακόλουθους τύπους:
-
4-bit: Αυτοί οι επεξεργαστές έχουν πλάτος διαδρομής δεδομένων 4 bit. Χρησιμοποιήθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1970. Παραδείγματα αυτού του επεξεργαστή είναι τα INTEL 4004 και 4040.
-
8-bit: Πρόκειται για επεξεργαστές ικανούς να μεταφέρουν δεδομένα 8-bit ταυτόχρονα. Ένα παράδειγμα αυτού του επεξεργαστή είναι ο INTEL 8085.
-
16 bit: Πρόκειται για επεξεργαστές ικανούς να μεταφέρουν δεδομένα 16 bit ταυτόχρονα. Παραδείγματα αυτών των επεξεργαστών είναι οι INTEL 8088 και 80286.
-
32 bit: Αυτοί οι επεξεργαστές μπορούν να μεταφέρουν 32 bit δεδομένων ανά κύκλο ρολογιού. Παραδείγματα αυτών των επεξεργαστών είναι οι INTEL 80386, 80486 και Pentium.
2. Εφαρμογή
Με βάση την εφαρμογή του επεξεργαστή, κατηγοριοποιείται στους ακόλουθους τύπους:
-
Επεξεργαστές γενικού σκοπού (GPP): Οι επεξεργαστές γενικής χρήσης (GPP) προορίζονται για κοινές καθημερινές εφαρμογές. Για παράδειγμα, επιτραπέζιοι υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα, INTEL 8085 και Pentium.
-
Μικροελεγκτές (MCU): Οι μικροελεγκτές (MCU) είναι επεξεργαστές με ενσωματωμένες μονάδες μνήμης και περιφερειακά I/O που έχουν σχεδιαστεί για να εκτελούν ένα συγκεκριμένο σύνολο λειτουργιών. Για παράδειγμα, INTEL 8051, πλυντήρια ρούχων, εκτυπωτές υπολογιστών κ.λπ.
-
Μικροεπεξεργαστής Ειδικού Σκοπού (SPM): Ο μικροεπεξεργαστής ειδικού σκοπού (SPM) έχει σχεδιαστεί για να χειρίζεται μια συγκεκριμένη λειτουργία που απαιτείται για μια εφαρμογή. Για παράδειγμα, διαδικασία ψηφιακού σήματος, ραντάρ και πτήση.
Συνεχίστε να διαβάζετε περαιτέρω για να μάθετε τη σύγκριση ή τη διαφορά μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή.
3. Αρχιτεκτονική
-
Complex Instruction Set Computer (CISC): Όπως εξηγεί το όνομα, ο υπολογιστής σύνθετου συνόλου εντολών (CISC) χρησιμοποιεί έναν ελάχιστο αριθμό εντολών ανά πρόγραμμα. Μία εντολή εκτελεί όλες τις λειτουργίες όπως φόρτωση, αξιολόγηση και αποθήκευση. Ως εκ τούτου, καθιστά τη διαδικασία πολύπλοκη. Αγνοεί τον αριθμό των κύκλων ανά εντολή. Η κύρια εστίασή του είναι να δημιουργεί σύνθετες εντολές απευθείας στο υλικό. Οι επεξεργαστές INTEL και AMD βασίζονται σε χαρακτηριστικά CISC.
-
Υπολογιστής μειωμένου συνόλου εντολών (RISC): Ο υπολογιστής με μειωμένο σετ εντολών (RISC) σχεδιάστηκε ως αντίδραση στο CISC στα μέσα του 1980 για να ελαχιστοποιηθεί ο χρόνος απόδοσης μειώνοντας το σύνολο εντολών του υπολογιστή. Κάθε εντολή χρειάζεται μόνο έναν κύκλο ρολογιού για να εκτελέσει τις εκχωρημένες οδηγίες. Αυτό απαιτεί από τη μνήμη RAM να αποθηκεύει περισσότερες οδηγίες και ο μεταγλωττιστής να μετατρέπει εντολές γλώσσας υψηλού επιπέδου σε δυαδικό κώδικα πιο αποτελεσματικά. Μερικά παραδείγματα είναι MIPS, PowerPC, Arm Processors κ.λπ.
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα των μικροεπεξεργαστών;
Ακολουθεί μια λίστα με όλα τα πλεονεκτήματα ενός μικροεπεξεργαστή:
- Αποδοτική
- Ενσωματωμένη τεχνητή νοημοσύνη (AI) και γραφική διεπαφή χρήστη (GUI)
- Φορητό και υψηλής ταχύτητας
- Συμπαγές σε μέγεθος
- Ευέλικτο και αξιόπιστο
- Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και παραγωγή θερμότητας
Ποια είναι τα μειονεκτήματα των μικροεπεξεργαστών;
Τα παρακάτω είναι τα μειονεκτήματα του μικροεπεξεργαστή:
- Απαιτείται δυαδική γλώσσα
- Δεν υποστηρίζει λειτουργίες κινητής υποδιαστολής
- Το μέγεθος των δεδομένων
- Αδυναμία λειτουργίας χωρίς εξωτερικές συσκευές υποστήριξης
- Καταστρέφεται με ακατάλληλη παροχή ρεύματος
- Αργοί μονοπύρηνες επεξεργαστές
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των μικροεπεξεργαστών;
Παρακάτω αναφέρονται μερικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του μικροεπεξεργαστή:
Πλεονεκτήματα:
- Μετακινεί γρήγορα δεδομένα σε διάφορες τοποθεσίες
- Χρησιμοποιείται για γενική χρήση
- Δυνατότητα εκτέλεσης πολλών εργασιών ταυτόχρονα
Μειονεκτήματα:
- Ακριβός
- Τεράστιο σε μέγεθος
- Δεν έχει συνδεδεμένη μνήμη RAM, ROM ή I/O
Συνεχίστε να διαβάζετε αυτό το άρθρο μέχρι το τέλος για να μάθετε τη σύγκριση ή τη διαφορά μεταξύ IC και μικροεπεξεργαστή και μεταξύ IC και μικροεπεξεργαστή.
Τι είναι ο μικροελεγκτής και πώς λειτουργεί;
Ως μέρος της εκμάθησης της διαφοράς μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή, ενημερώστε μας για τους μικροελεγκτές. Ο μικροελεγκτής είναι μια ενσωματωμένη ηλεκτρονική συσκευή χρόνιου υπολογιστή που έχει σχεδιαστεί για να εκτελεί μια συγκεκριμένη λειτουργία σε ένα ενσωματωμένο σύστημα. Αναφέρεται επίσης ως μονάδα μικροελεγκτή ή MCU. Ένας μικροελεγκτής περιλαμβάνει τρία κύρια στοιχεία σε ένα μόνο τσιπ: μικροεπεξεργαστή, μονάδα μνήμης και περιφερειακά εισόδου και εξόδου. Αυτά λειτουργούν με τη βοήθεια συσκευών υποστήριξης όπως χρονόμετρα, μετατροπείς αναλογικού σε ψηφιακό, σειριακή είσοδο και έξοδο και κοινές γραμμές που ονομάζονται δίαυλος συστήματος.
Αρχή λειτουργίας:
Ένα ενιαίο τσιπ μικροελεγκτή ενσωματωμένο μέσα σε ένα σύστημα διασφαλίζει την απόδοση μιας συγκεκριμένης λειτουργίας σε μια συσκευή. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει τη λήψη και την εκτέλεση δεδομένων από περιφερειακά εισόδου και εξόδου χρησιμοποιώντας τον μικροεπεξεργαστή. Ο μικροελεγκτής λαμβάνει τις προσωρινές πληροφορίες στη μνήμη δεδομένων του, όπου ο επεξεργαστής έχει πρόσβαση στις πληροφορίες και χρησιμοποιεί τις δεδομένες οδηγίες από τη μνήμη του προγράμματος για να πραγματοποιήσει τη λειτουργία. Στη συνέχεια, χρησιμοποιεί περιφερειακά εξόδου για να εκτελέσει την απαιτούμενη ενέργεια.
Φωτογραφία του Vishnu Mohanan στο Unsplash
Ποια είναι τα βασικά στοιχεία ενός συστήματος μικροελεγκτή;
Τα κύρια στοιχεία του μικροελεγκτή είναι:
-
Μικροεπεξεργαστής: Είναι ένα μεμονωμένο τσιπ που ονομάζεται εγκέφαλος της συσκευής. Εκτελεί αριθμητικές και λογικές πράξεις όπως πρόσθεση/αφαίρεση, μεταφορές δεδομένων, λειτουργίες I/O και πολλά άλλα. Επιτρέπει επίσης λειτουργίες που βοηθούν στην επικοινωνία των οδηγιών σε άλλα στοιχεία σε ένα μεγαλύτερο ολοκληρωμένο σύστημα.
-
Μνήμη: Αυτό είναι το τμήμα που χρησιμοποιείται ως θέση αποθήκευσης για τα δεδομένα, το οποίο χρησιμοποιεί ο επεξεργαστής για να εκτελέσει τις δοθείσες οδηγίες.
-
Περιφερειακά I/O: Οι θύρες εισόδου είναι ένα μέσο λήψης δεδομένων και αποστολής τους στον επεξεργαστή με τη μορφή γλώσσας μηχανής. Ο επεξεργαστής εκτελεί τις απαραίτητες λειτουργίες και καθοδηγεί τη συσκευή εξόδου εκτός του μικροελεγκτή για την εκτέλεση της εργασίας.
Πόσοι τύποι μικροελεγκτών υπάρχουν;
Οι μικροελεγκτές ταξινομούνται σε διαφορετικούς τύπους σύμφωνα με:
1. Πλάτος
Το Bus Width αναφέρεται στις παράλληλες γραμμές που συνδέουν τα εσωτερικά στοιχεία του μικροελεγκτή. Η κύρια λειτουργία του είναι να μεταφέρει δεδομένα μεταξύ του επεξεργαστή, της μονάδας μνήμης και των περιφερειακών I/O. Υπάρχουν τρεις τύποι διαύλων: δίαυλος δεδομένων, δίαυλος διευθύνσεων και δίαυλος ελέγχου. Επιπλέον, ταξινομείται σε τρεις τύπους μικροελεγκτών 8-bit, 16-bit και 32-bit.
-
Μικροελεγκτής 8 bit: Ο μικροελεγκτής 8 bit αποτελείται από ένα πλάτος διαύλου πλάτους 8 bit. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να εκτελεί μόνο λειτουργίες που λειτουργούν σε 8-bit σε έναν μόνο κύκλο. Επομένως, όταν εκτελείται μια λειτουργία 16-bit, χρειάζεται διπλάσιος χρόνος για την εκτέλεση αποτελεσμάτων που είναι απλοί μαθηματικοί υπολογισμοί. Παραδείγματα μικροελεγκτή 8 bit είναι το INTEL 8031/8051.
-
Μικροελεγκτής 16 bit: Ο μικροελεγκτής 16 bit αποτελείται από ένα πλάτος διαύλου πλάτους 16 bit. Λέγεται ότι είναι πιο αποτελεσματικός και ταχύτερος από τον μικροελεγκτή 8 bit, καθώς μπορεί να μεταφέρει και να επεξεργαστεί δεδομένα 16 bit σε έναν μόνο κύκλο. Παρέχει τις πιο ακριβείς λειτουργίες για εφαρμογές που απαιτούν λειτουργίες χρονοδιακόπτη. Για παράδειγμα, INTEL 8051XA, PIC2X, INTEL 8096, κ.λπ.
-
Μικροελεγκτής 32 bit: Ο μικροελεγκτής 32 bit αποτελείται από ένα πλάτος διαύλου πλάτους 32 bit. Οι ικανότητες απόδοσης του είναι καλύτερες από οποιονδήποτε άλλο μικροελεγκτή. Αν και η κατανάλωση ενέργειας και το κόστος του είναι υψηλότερα, η ακριβής λειτουργική του ικανότητα το καθιστά αξιόλογο. Υποστηρίζει πολλαπλά περιφερειακά όπως USB, ethernet, δίαυλο δικτύου περιοχής ελέγχου κ.λπ. Ένα παράδειγμα μικροελεγκτή 32 bit είναι η οικογένεια INTEL/ATMEL 251.
Θα γνωρίσετε τη σύγκριση μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή περαιτέρω σε αυτό το άρθρο.
2. Μνήμη
Με βάση τη μνήμη, ο μικροελεγκτής κατηγοριοποιείται σε δύο τύπους:
-
Μικροελεγκτής ενσωματωμένης μνήμης: Ο μικροελεγκτής ενσωματωμένης μνήμης αποτελείται από όλα τα εξαρτήματα ενσωματωμένα μαζί σε ένα ενιαίο τσιπ. Αυτά τα στοιχεία περιλαμβάνουν μνήμη δεδομένων και προγραμμάτων, διακοπές, χρονόμετρα, μετρητές, κ.λπ. Αν και τα μπλοκ μνήμης στους μικροελεγκτές δεν είναι επεκτάσιμα, μια ROM μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επέκταση του χώρου της.
-
Μικροελεγκτής εξωτερικής μνήμης: Ο μικροελεγκτής εξωτερικής μνήμης δεν έχει ενσωματωμένο μπλοκ μνήμης. Απαιτεί την υποστήριξη εξωτερικής μνήμης για να λειτουργήσει. Για παράδειγμα, το INTEL 8031 δεν έχει τσιπ μνήμης συνδεδεμένο σε αυτό.
3. Αρχιτεκτονική σετ οδηγιών
Σύμφωνα με την αρχιτεκτονική του συνόλου εντολών, ο μικροελεγκτής ταξινομείται σε δύο τύπους:
-
Complex Instruction Set Computer (CISC): Complex Instruction Set Computer (CISC) είναι ένας μικροελεγκτής που προορίζεται να ακολουθεί μόνο μία σύνθετη εντολή. Εκτελεί διάφορες ενέργειες με μία μόνο εντολή. Είναι ένα συμπαγές πρόγραμμα που χρησιμοποιεί μεγάλες οδηγίες και πολλές λειτουργίες διεύθυνσης. Χρειάζεται πολύς χρόνος για να εκτελεστούν οι οδηγίες που δίνονται.
-
Υπολογιστής μειωμένου συνόλου εντολών (RISC): Το μειωμένο σετ εντολών Υπολογιστής (RISC) είναι ένας μικροελεγκτής που αναπτύχθηκε ως απόκριση στο CISC. Επιτρέπει την επεξεργασία απλούστερων εντολών. Εκτελεί μία δεδομένη οδηγία κάθε φορά.
Συνεχίστε να διαβάζετε περαιτέρω για να κατανοήσετε τη σύγκριση ή τη διαφορά μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή.
4. Αρχιτεκτονική μικροελεγκτή
Με βάση την αρχιτεκτονική του μικροελεγκτή, ο μικροελεγκτής ταξινομείται σε δύο τύπους:
-
Harvard Architecture Microcontroller: Ο μικροελεγκτής αρχιτεκτονικής Harvard έχει δύο διαφορετικές διεπαφές μνήμης: μία για δεδομένα/μεταβλητές και μία για προγράμματα/εντολές. Ο παραλληλισμός της διεπαφής εντολών είναι το χαρακτηριστικό της πώλησης. Είναι ακριβό για τον εκλεπτυσμένο σχεδιασμό του.
-
Μικροελεγκτής Von Neumann/Princeton Architecture: Ο μικροελεγκτής αρχιτεκτονικής Von Neumann/Princeton χρησιμοποιεί μια ενιαία διεπαφή για την αποθήκευση δεδομένων και οδηγιών. Αν και χρειάζεται χρόνος για την εκτέλεση των οδηγιών, είναι οικονομικά αποδοτικό και βολικό.
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των μικροελεγκτών;
Μια λίστα με όλα τα πλεονεκτήματα του μικροεπεξεργαστή αναφέρεται παρακάτω:
- Λειτουργεί ως μικροϋπολογιστής χωρίς ψηφιακά μέρη
- Εύκολο στη χρήση και στη συντήρηση
- Οικονομικά και συμπαγές
- Εκτελεί τις οδηγίες που δίνονται πιο γρήγορα
- Χρονοδιακόπτης κύκλου οδηγιών
- Υποστηρίζει την προσθήκη RAM, ROM και περιφερειακών I/O
Λίστα όλων των μειονεκτημάτων του μικροεπεξεργαστή αναφέρονται παρακάτω:
- Πολύπλοκη αρχιτεκτονική
- Αδυναμία χειρισμού συσκευών υψηλής ισχύος λόγω χαμηλής ταχύτητας
- Εκτελεί περιορισμένο αριθμό λειτουργιών κάθε φορά
- Χρησιμοποιείται σε μικρο εξοπλισμό, ο οποίος είναι δύσκολος στη χρήση
- Δεν έχουν όλοι οι μικροελεγκτές περιφερειακά I/O
- Αποτελείται από έναν συμπληρωματικό ημιαγωγό οξειδίου μετάλλου, είναι επιρρεπής σε βλάβη από στατικό φορτίο
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των μικροελεγκτών;
Μερικά από τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των μικροελεγκτών αναφέρονται παρακάτω:
Πλεονεκτήματα:
- Λειτουργεί σε αποθηκευμένες συσκευές ισχύος
- Λιγότερη κατανάλωση ρεύματος
- Βρίσκεται σε συσκευές που χρησιμοποιούνται τακτικά
Μειονεκτήματα:
- Απαιτεί ένα άτομο να εκπαιδευτεί καθώς προορίζεται για συγκεκριμένο σκοπό
- Δεν μπορούν να έχουν πρόσβαση στη μνήμη προγράμματος
Τώρα, ας προχωρήσουμε για να μάθουμε τη σύγκριση ή τη διαφορά μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή και μεταξύ IC και μικροεπεξεργαστή.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του μικροεπεξεργαστή και του μικροελεγκτή;
Αφού κατανοήσουμε τον μικροεπεξεργαστή και τον μικροελεγκτή και τις ιδιότητές τους, ας δούμε τη σύγκριση ή τη διαφορά μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή.
Μικροεπεξεργαστής
Μικροελεγκτής
Το κύριο μέρος του συστήματος υπολογιστών
Μέρος ενός ενσωματωμένου συστήματος
Αποτελείται μόνο από τη μονάδα μνήμης. Ως εκ τούτου, απαιτείται πρόσθετη μνήμη και θύρες I/O
Αποτελείται από έναν επεξεργαστή εκτός από την εσωτερική του μνήμη και τα στοιχεία εισόδου/εξόδου
Το κύκλωμα είναι μεγάλο λόγω της προσθήκης εξωτερικών εξαρτημάτων
Το κύκλωμα είναι μικρότερο λόγω των εσωτερικά διαθέσιμων εξαρτημάτων
Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συμπαγή συστήματα λόγω της αναποτελεσματικότητάς του
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συμπαγή συστήματα, καθώς είναι αποτελεσματικό
Το κόστος ολόκληρου του συστήματος είναι υψηλό
Το κόστος ολόκληρου του συστήματος είναι χαμηλό
Η κατανάλωση ενέργειας του είναι υψηλή, επομένως δεν μπορεί να λειτουργήσει σε αποθηκευμένες συσκευές τροφοδοσίας
Έχει χαμηλή κατανάλωση ρεύματος. Ως εκ τούτου, λειτουργεί με αποθηκευμένες μπαταρίες ισχύος
Δεν έχετε λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας
Έχουν λειτουργίες για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας που ονομάζονται κατάσταση αδράνειας ή εξοικονόμησης ενέργειας
Χρησιμοποιείται μόνο σε προσωπικούς υπολογιστές
Χρησιμοποιείται ευρέως σε πλυντήρια ρούχων, mp3player, αριθμομηχανές, αυτοκίνητα
Βασίζεται στην αρχιτεκτονική Von Neumann
Βασίζεται στην Αρχιτεκτονική του Χάρβαρντ
Λειτουργεί αργά, καθώς κάθε λειτουργία απαιτεί επικοινωνία με εξωτερικά εξαρτήματα
Λειτουργεί πιο γρήγορα καθώς η επικοινωνία είναι γρήγορη λόγω των στοιχείων που υπάρχουν εσωτερικά
Είναι πολύπλοκο, με μεγάλο αριθμό οδηγιών
Είναι απλό με λίγες οδηγίες
Χρησιμοποιείται για εφαρμογές γενικής χρήσης
Χρησιμοποιείται για συστήματα ειδικά για εφαρμογές
Δεν έχει RAM, ROM και άλλα περιφερειακά I/O
Διαθέτει επεξεργαστή, RAM, ROM και άλλα περιφερειακά ενσωματωμένα σε ένα τσιπ
Τα συστήματα λειτουργούν με πολύ υψηλή ταχύτητα
Τα συστήματα λειτουργούν έως και 200 MHz ή περισσότερα ανάλογα με το κύκλωμα
Έχει μικρότερο αριθμό καταχωρητών, επομένως οι λειτουργίες βασίζονται στη μνήμη
Διαθέτει περισσότερα μητρώα, καθιστώντας εύκολη τη σύνταξη προγραμμάτων
Παραδείγματα: INTEL 8085 ΚΑΙ 8086
Παραδείγματα: Altera, INTEL, NEC, Panasonic κ.λπ
Μέσω αυτής της σύγκρισης μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή, είναι σαφές ότι ο μικροεπεξεργαστής είναι ένα μέρος του μικροελεγκτή με πρόσθετη μνήμη, θύρα I/O και άλλα περιφερειακά όπως χρονόμετρα, μετρητές, μετατροπείς αναλογικού σε ψηφιακό και άλλα. Όπως διαβάζουμε, ο μικροεπεξεργαστής ονομάζεται και κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU). Σίγουρα, είναι πολύ περισσότερα από την CPU. Καθώς θα συνεχίσετε να διαβάζετε, θα συναντήσετε τη διαφορά μεταξύ IC και μικροεπεξεργαστή που αναφέρεται λεπτομερώς.
Τι είναι η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU);
Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) θεωρείται ο εγκέφαλος του υπολογιστή. Αποτελείται από εκατομμύρια τρανζίστορ. Ο μικροεπεξεργαστής είναι το κύκλωμα που περιβάλλει την CPU. Ας καταλάβουμε τι είναι η CPU.
Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) είναι το πιο σημαντικό μέρος του συστήματος υπολογιστή. Είναι ουσιαστικά το μέρος του υπολογιστή που εκτελεί I/O, επεξεργασία και αποθήκευση δεδομένων. Εκτελεί τις οδηγίες εκτελώντας τις αριθμητικές, λογικές και εισροές/εξόδους του συστήματος. Μια CPU συχνά θεωρείται λανθασμένα ως υλικό, αλλά η CPU είναι ενσωματωμένη σε ένα μόνο τσιπ που ονομάζεται μικροεπεξεργαστής. Μια CPU εκτελεί τις λειτουργίες της σε τέσσερα βήματα:
- Φέρω
- Αποκρυπτογραφώ
- Εκτέλεση
- Γράψε πίσω
Τα εξαρτήματα της CPU περιλαμβάνουν Αριθμητική και Λογική (ALU) και Μονάδα Ελέγχου (CU). Η ALU εκτελεί αριθμητικές και λογικές πράξεις ενώ η CU ανακτά εντολές από τη μνήμη, την αποκωδικοποιεί και τις εκτελεί.
Φωτογραφία από τον Christian Wiediger στο Unsplash
Σε τι διαφέρει ο μικροεπεξεργαστής από τον επεξεργαστή;
Αφού μάθετε τη διαφορά μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή, ενημερώστε μας για τη διαφορά μικροεπεξεργαστή και CPU. Ένας μικροεπεξεργαστής ενσωματώνει όλες τις λειτουργίες μιας CPU σε ένα μόνο τσιπ. Αυτό το τσιπ ονομάζεται ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC). Εκτός από αυτό, αποτελείται επίσης από κυκλώματα πρόσβασης I/O και μνήμης. Αυτό το τσιπ λαμβάνει πληροφορίες, τις επεξεργάζεται σύμφωνα με τις οδηγίες και εκτελεί την έξοδο σε δυαδική γλώσσα.
Μικροεπεξεργαστής
ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ
Είναι μόνο η κεντρική μονάδα επεξεργασίας
Διαθέτει μνήμη και I/O ενσωματωμένα μαζί
Χρησιμοποιείται σε προσωπικούς υπολογιστές
Χρησιμοποιείται σε ενσωματωμένα συστήματα
Δεν αποτελείται από RAM, ROM, I/O και άλλα περιφερειακά
Διαθέτει RAM, ROM και άλλα περιφερειακά ενσωματωμένα σε ένα τσιπ
Ένα εξωτερικό μέσο χρησιμοποιείται για τη σύνδεση περιφερειακών RAM, ROM και I/O
Η CPU χρησιμοποιεί έναν ενσωματωμένο δίαυλο ελέγχου
Έχει μια πολύπλοκη αρχιτεκτονική που επεξεργάζεται μεγάλο αριθμό εντολών
Έχει απλό σχεδιασμό και απαιτεί επεξεργασία μερικών οδηγιών
Αν και είναι κατανοητό ότι η CPU είναι μικροεπεξεργαστής, δεν είναι όλοι οι μικροεπεξεργαστές CPU. Ένας μικροεπεξεργαστής είναι κάτι περισσότερο από την CPU, καθώς περιέχει άλλους επεξεργαστές όπως μια μονάδα επεξεργαστή γραφικών (GPU), μια μονάδα επεξεργασίας δικτύου (NPU) και μια μονάδα επεξεργασίας ήχου (APU). Οι κάρτες ήχου και οι κάρτες δικτύου είναι επίσης ενσωματωμένες σε μικροεπεξεργαστές. Πριν καταλάβουμε τη διαφορά μεταξύ IC και μικροεπεξεργαστή, ας δούμε τι είναι ακριβώς το IC.
Τι είναι το ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC);
Ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC) είναι ένα μίνι ηλεκτρονικό κύκλωμα που παράγεται σε ένα τσιπ ημιαγωγών. Ένα από τα πρώτα ολοκληρωμένα κυκλώματα δημιουργήθηκε τη δεκαετία του 1970. Τα συστατικά ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος είναι τρανζίστορ, πυκνωτές, αντιστάσεις και δίοδοι. Επιπλέον, λειτουργεί ως ενισχυτής, μικροεπεξεργαστής, μικροελεγκτής, ταλαντωτής, χρονόμετρο, μετρητής, λογική πύλη και μνήμη υπολογιστή.
Ακολουθούν ορισμένα χαρακτηριστικά του IC:
-
Κατασκευή και Συσκευασία: Είναι κατασκευασμένο από πυρίτιο και είναι μικρό και εύθραυστο. Τα συστατικά του συγκολλούνται σε σύρματα χρυσού και αλουμινίου και χυτεύονται περαιτέρω σε ένα επίπεδο κουτί από πλαστικό και κεραμικό.
-
Μέγεθος IC: Διατίθεται σε μεγέθη από 1 τετραγωνικό mm έως 200 τετραγωνικά mm.
-
Ενσωμάτωση IC: Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα παίρνουν τα ονόματά τους καθώς ενσωματώνονται σε διαφορετικές συσκευές στο ίδιο τσιπ. Όπως, ένας μικροελεγκτής είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που περιλαμβάνει μνήμη, μικροεπεξεργαστή, θύρες I/O και άλλα περιφερειακά στην ίδια συσκευή.
Θα βρείτε την επικεφαλίδα περαιτέρω σε αυτό το άρθρο που εξηγεί τη διαφορά μεταξύ IC και μικροεπεξεργαστή.
Σε τι διαφέρει ο μικροεπεξεργαστής από το IC;
Αφού μάθετε τη σύγκριση ή τη διαφορά μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή, είναι απαραίτητο να γνωρίζετε τη διαφορά μεταξύ IC και μικροεπεξεργαστή. Οι μικροεπεξεργαστές είναι ένας τύπος IC. Λέγεται ότι είναι πολύπλοκο. Ένας μικροεπεξεργαστής διαποτίζει τις λειτουργίες μιας κεντρικής μονάδας επεξεργασίας σε ένα μόνο τσιπ. Έχει σχεδιαστεί για μια εφαρμογή υπολογιστή, ενώ τα ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι συσκευές γενικής χρήσης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διάφορες εφαρμογές.
Οι μικροεπεξεργαστές αποτελούνται από όλα τα στοιχεία που βρίσκονται σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα, συμπεριλαμβανομένης της μνήμης, της CPU, των θυρών I/O και της μη πτητικής μνήμης RAM και ROM. Αυτά από μόνα τους μπορούν να εκτελούν λογισμικό σε έναν υπολογιστή χωρίς την απαίτηση οποιασδήποτε συσκευής υποστήριξης. Ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα δεν μπορεί να λειτουργήσει ανεξάρτητα καθώς έχει αποθηκευμένες οδηγίες από μόνο του. Αυτή είναι λοιπόν η διαφορά μεταξύ IC και μικροεπεξεργαστή.
***
Ελπίζουμε ότι το άρθρο μας σας καθοδήγησε επαρκώς στο να γνωρίζετε τη σύγκριση ή τη διαφορά μεταξύ μικροεπεξεργαστή και μικροελεγκτή και τη διαφορά μεταξύ IC και μικροεπεξεργαστή. Μπορείτε να μας ενημερώσετε για τυχόν απορίες ή προτάσεις σχετικά με οποιοδήποτε άλλο θέμα θέλετε να κάνουμε ένα άρθρο. Ρίξτε τα στην παρακάτω ενότητα σχολίων για να τα γνωρίζουμε.