Која је разлика између микропроцесора и микроконтролера?

by
Tweet
Share
Share
Pin

Mikroprocesori, mikrokontroleri i integrisana kola (IC) predstavljaju osnovne komponente svih elektronskih uređaja. Često se za njih kaže da su srce i duša elektronske industrije. Iako nazivi ovih uređaja mogu zvučati slično, oni se zapravo razlikuju po svojim karakteristikama i funkcijama. Mnogi ljudi nisu sigurni u razliku između mikroprocesora i mikrokontrolera. Pored toga, postoji i dilema oko razlike između mikroprocesora i CPU-a. Ovaj članak će analizirati poređenje mikroprocesora i mikrokontrolera, uz detaljna objašnjenja svih pomenutih pojmova. Takođe, biće objašnjeno poređenje ili razlika između IC-a i mikroprocesora. Pročitajte ovaj vodič da biste stekli jasnije razumevanje njihovih međusobnih razlika.

Koja je razlika između mikroprocesora i mikrokontrolera?

Nastavite sa čitanjem kako biste detaljno saznali sve o poređenju i razlikama između mikroprocesora i mikrokontrolera.

Šta je mikroprocesor?

Pre nego što istražimo razliku između mikroprocesora i mikrokontrolera, hajde da prvo razumemo šta je mikroprocesor. Mikroprocesor je čip koji se često naziva „mozgom“ računara. On je takođe poznat kao centralna procesorska jedinica (CPU). Ovaj pojedinačni čip ima sposobnost obrade logičkih i računskih informacija, kao što su sabiranje/oduzimanje, upravljanje ulazno/izlaznim operacijama, i mnoge druge funkcije. Kontroliše sve sistemske komponente, uključujući USB, ulazno/izlazne uređaje, monitore, memoriju itd. Da bi izvršio instrukcije koje zadaju korisnici, on preuzima podatke, dekodira ih sa jezika visokog nivoa u mašinski jezik, a zatim izvršava date instrukcije.

Koje su komponente mikroprocesora?

Mikroprocesor se sastoji od sledećih ključnih komponenti koje su neophodne za izvršavanje datih instrukcija:

  • Registri: Ovo je privremeni prostor za skladištenje koji se koristi tokom izvršavanja instrukcije. Nakon izvršenja, podaci se šalju na odredište i brišu iz registara.

  • Aritmetičko-logička jedinica (ALU): Ova jedinica obavlja aritmetičke i logičke operacije, uključujući matematička izračunavanja.

  • Vremenska i kontrolna jedinica: Ova jedinica osigurava da sve unutrašnje i spoljašnje komponente rade usklađeno i u pravom redosledu.

Kako radi mikroprocesor?

Mikroprocesor je samostalni čip koji je povezan sa spoljnim perifernim uređajima, kao što su ulazno/izlazni uređaji i memorijske jedinice, kako bi izvršio dati skup instrukcija.

  • Ulazni uređaj služi za prenos informacija od korisnika do memorijske jedinice.
  • Memorija služi za čuvanje informacija i obavljanje potrebnih funkcija.

  • Izlazni uređaji se koriste za prikazivanje rezultata.

Fotografija Christian Wiediger na Unsplash-u

Koje su vrste mikroprocesora?

Mikroprocesori se klasifikuju u tri glavne kategorije na osnovu:

1. Veličine magistrale podataka

Prema veličini magistrale podataka, mikroprocesori se dele na sledeće tipove:

  • 4-bitni: Ovi procesori imaju širinu putanje podataka od 4 bita. Počeli su da se koriste početkom 1970-ih. Primeri ovog tipa procesora uključuju INTEL 4004 i 4040.

  • 8-bitni: Ovi procesori su sposobni da prenose 8-bitne podatke istovremeno. Primer je INTEL 8085.

  • 16-bitni: Ovi procesori mogu da prenose 16-bitne podatke istovremeno. Primeri su INTEL 8088 i 80286.

  • 32-bitni: Ovi procesori mogu da prenose 32-bitne podatke po taktu. Primeri uključuju INTEL 80386, 80486 i Pentium.

2. Primene

Na osnovu primene, procesori se dele na sledeće kategorije:

  • Procesori opšte namene (GPP): Ovo su procesori namenjeni za uobičajene, svakodnevne aplikacije. Na primer, desktop računari, mobilni telefoni, INTEL 8085 i Pentium.

  • Mikrokontroleri (MCU): Mikrokontroleri su procesori sa ugrađenim memorijskim jedinicama i ulazno/izlaznim perifernim uređajima, dizajnirani da obavljaju specifičan skup funkcija. Na primer, INTEL 8051, mašine za pranje veša, računarski štampači itd.

  • Mikroprocesor posebne namene (SPM): Ovo su mikroprocesori dizajnirani za obavljanje određene operacije koja je potrebna za specifičnu aplikaciju. Na primer, obrada digitalnih signala, radarski sistemi i vazduhoplovstvo.

Nastavite sa čitanjem kako biste saznali više o poređenju i razlici između mikroprocesora i mikrokontrolera.

3. Arhitektura

  • Računar sa složenim skupom instrukcija (CISC): Kao što ime sugeriše, računar sa složenim skupom instrukcija (CISC) koristi minimalan broj instrukcija po programu. Jedna komanda izvršava sve funkcije, kao što su učitavanje, evaluacija i skladištenje. To čini proces složenim. CISC zanemaruje broj ciklusa po komandi, fokusirajući se na izgradnju složenih komandi direktno na hardveru. Intel i AMD procesori su zasnovani na CISC arhitekturi.

  • Računar sa smanjenim skupom instrukcija (RISC): Računar sa smanjenim skupom instrukcija (RISC) je dizajniran kao odgovor na CISC sredinom 1980-ih, sa ciljem smanjenja vremena izvršavanja smanjenjem skupa instrukcija. Svakoj komandi je potreban samo jedan takt za izvršavanje zadatih instrukcija. To zahteva od RAM memorije da čuva više instrukcija, a kompajler da efikasnije pretvara komande sa višeg nivoa na binarni kod. Primeri su MIPS, PowerPC i ARM procesori.

Koje su prednosti mikroprocesora?

Evo liste prednosti mikroprocesora:

  • Isplativ
  • Ugrađena veštačka inteligencija (AI) i grafički korisnički interfejs (GUI)
  • Prenosiv i velike brzine
  • Kompaktne veličine
  • Svestran i pouzdan
  • Niska potrošnja energije i proizvodnja toplote

Koji su nedostaci mikroprocesora?

Sledeći su nedostaci mikroprocesora:

  • Zahteva binarni jezik
  • Ne podržava operacije sa pokretnim zarezom
  • Veličina podataka
  • Nemoćnost funkcionisanja bez spoljnih pratećih uređaja
  • Oštećenje usled nepravilnog napajanja
  • Spori jednojezgarni procesori

Koje su prednosti i mane mikroprocesora?

U nastavku su navedene neke prednosti i mane mikroprocesora:

Prednosti:

  • Brzo premešta podatke na različite lokacije
  • Koristi se za opštu namenu
  • Sposoban da obavlja više zadataka istovremeno

Protiv:

  • Skup
  • Velike veličine
  • Nema RAM, ROM ili I/O priključene na sebi

Nastavite da čitate ovaj članak do kraja da biste naučili poređenje ili razliku između IC-a i mikroprocesora, kao i između IC-a i mikrokontrolera.

Šta je mikrokontroler i kako funkcioniše?

Kao deo razumevanja razlike između mikroprocesora i mikrokontrolera, hajde da se upoznamo sa mikrokontrolerima. Mikrokontroler je integrisani elektronski računarski uređaj dizajniran da obavlja specifičnu funkciju u ugrađenom sistemu. Takođe se naziva mikrokontrolerska jedinica ili MCU. Mikrokontroler uključuje tri glavne komponente na jednom čipu: mikroprocesor, memorijsku jedinicu i periferne uređaje za ulaz i izlaz. Oni rade uz pomoć pratećih uređaja kao što su tajmeri, analogno-digitalni pretvarači, serijski ulaz i izlaz, i zajedničke linije koje se nazivaju sistemska magistrala.

Princip rada:

Jedan čip mikrokontrolera ugrađen u sistem obezbeđuje izvršavanje određene funkcije u uređaju. Ovaj proces uključuje primanje i izvršavanje podataka sa ulaznih i izlaznih perifernih uređaja pomoću mikroprocesora. Mikrokontroler privremeno čuva informacije u svojoj memoriji podataka, gde procesor pristupa informacijama i koristi date instrukcije iz programske memorije da izvrši operaciju. Zatim koristi izlazne periferije da izvrši potrebnu akciju.

Fotografija Vishnu Mohanan na Unsplash-u

Koje su osnovne komponente mikrokontrolerskog sistema?

Glavne komponente mikrokontrolera su:

  • Mikroprocesor: To je jedan čip koji se često naziva „mozgom“ uređaja. On izvodi aritmetičke i logičke operacije, kao što su sabiranje/oduzimanje, prenos podataka, I/O operacije i mnoge druge. Takođe omogućava operacije koje pomažu u komunikaciji instrukcija sa drugim komponentama u većem integrisanom sistemu.

  • Memorija: Ovo je deo koji se koristi kao lokacija za skladištenje podataka, koje procesor koristi za izvršavanje datih instrukcija.

  • I/O periferni uređaji: Ulazni portovi su sredstvo za primanje podataka i njihovo slanje procesoru u obliku mašinskog jezika. Procesor izvodi neophodne operacije i daje instrukcije izlaznom uređaju koji je eksterni u odnosu na mikrokontroler za izvršenje zadatka.

Koliko tipova mikrokontrolera postoji?

Mikrokontroleri su klasifikovani u različite tipove prema:

1. Širini

Širina magistrale se odnosi na paralelne linije koje povezuju unutrašnje komponente mikrokontrolera. Njena primarna funkcija je da prenosi podatke između procesora, memorijske jedinice i I/O perifernih uređaja. Postoje tri tipa magistrala: magistrala podataka, adresna magistrala i kontrolna magistrala. Dalje, klasifikovan je u tri tipa: 8-bitni, 16-bitni i 32-bitni mikrokontroleri.

  • 8-bitni mikrokontroler: 8-bitni mikrokontroler se sastoji od magistrale širine 8 bita. To znači da može da obavlja samo operacije koje rade na 8-bitnim podacima u jednom ciklusu. Dakle, kada se izvršava 16-bitna operacija, potrebno je duplo više vremena za dobijanje rezultata, čak i kod jednostavnih matematičkih izračunavanja. Primeri 8-bitnih mikrokontrolera su INTEL 8031/8051.

  • 16-bitni mikrokontroler: 16-bitni mikrokontroler se sastoji od magistrale širine 16 bita. Smatra se efikasnijim i bržim od 8-bitnog mikrokontrolera, jer može da prenosi i obrađuje 16-bitne podatke u jednom ciklusu. Pruža preciznije operacije za aplikacije koje zahtevaju funkcije tajmera. Na primer, INTEL 8051XA, PIC2Kx, INTEL 8096 itd.

  • 32-bitni mikrokontroler: 32-bitni mikrokontroler se sastoji od magistrale širine 32 bita. Njegove performanse su bolje od bilo kog drugog mikrokontrolera. Iako su njegova potrošnja energije i troškovi veći, njegova precizna operativna sposobnost ga čini vrednim. Podržava više perifernih uređaja, kao što su USB, Ethernet, CAN bus itd. Primer 32-bitnog mikrokontrolera je porodica INTEL/ATMEL 251.

Poređenje između mikroprocesora i mikrokontrolera biće objašnjeno kasnije u ovom članku.

2. Memorija

Na osnovu memorije, mikrokontroleri se dele na dva tipa:

  • Ugrađeni memorijski mikrokontroler: Ovi mikrokontroleri imaju sve komponente ugrađene u jedan čip. Ove komponente uključuju memoriju za podatke i programe, prekide, tajmere, brojače, itd. Iako memorijski blokovi u mikrokontrolerima nisu proširivi, ROM se može koristiti za proširenje njegovog prostora.

  • Mikrokontroler eksterne memorije: Ovi mikrokontroleri nemaju ugrađen memorijski blok. Za rad im je potrebna podrška spoljne memorije. Na primer, INTEL 8031 nema priključen memorijski čip.

3. Arhitektura skupa instrukcija

Prema arhitekturi skupa instrukcija, mikrokontroleri se dele na dva tipa:

  • Računar sa složenim skupom instrukcija (CISC): Ovo su mikrokontroleri koji su dizajnirani da prate jednu složenu instrukciju. Oni izvode različite radnje samo jednom komandom. To je kompaktan program koji koristi velike instrukcije i mnogo načina adresiranja. Za izvršavanje datih instrukcija potrebno je dosta vremena.

  • Računar sa smanjenim skupom instrukcija (RISC): Ovo su mikrokontroleri koji su razvijeni kao odgovor na CISC. Oni omogućavaju obradu jednostavnijih instrukcija, izvršavajući jednu po jednu instrukciju.

Nastavite da čitate kako biste razumeli poređenje ili razliku između mikroprocesora i mikrokontrolera.

4. Arhitektura mikrokontrolera

Na osnovu arhitekture, mikrokontroleri se dele na dva tipa:

  • Mikrokontroler harvardske arhitekture: Ovi mikrokontroleri imaju dva različita memorijska interfejsa: jedan za podatke/varijable i drugi za programe/instrukcije. Paralelnost interfejsa instrukcija je njihova glavna karakteristika. Skuplji su zbog svog sofisticiranog dizajna.

  • Mikrokontroler von Neumann/Princeton arhitekture: Ovi mikrokontroleri koriste jedan interfejs za skladištenje podataka i instrukcija. Iako je potrebno više vremena za izvršavanje instrukcija, isplativiji su i praktičniji.

Koje su prednosti i mane mikrokontrolera?

U nastavku je navedena lista prednosti mikrokontrolera:

  • Deluje kao mikroračunar bez potrebe za dodatnim digitalnim delovima
  • Jednostavan za upotrebu i održavanje
  • Ekonomičan i kompaktan
  • Brže izvršava date instrukcije
  • Tajmer ciklusa instrukcija
  • Podržava dodavanje RAM-a, ROM-a i I/O perifernih uređaja

U nastavku je navedena lista nedostataka mikrokontrolera:

  • Kompleksna arhitektura
  • Nemoćnost rada sa uređajima velike snage zbog male brzine
  • Obavlja ograničen broj funkcija istovremeno
  • Koriste se u mikro opremi, što je teže za korišćenje
  • Nemaju svi mikrokontroleri I/O periferije
  • Sastoji se od komplementarnog metal-oksidnog poluprovodnika, sklon je oštećenju statičkim elektricitetom

Koje su prednosti i mane mikrokontrolera?

Nekoliko prednosti i mana mikrokontrolera su navedene u nastavku:

Prednosti:

  • Radi na uređajima za skladištenje energije
  • Manja potrošnja energije
  • Nalazi se u uređajima koji se redovno koriste

Protiv:

  • Zahteva obučeno osoblje, jer su namenjeni za određenu svrhu
  • Ne mogu pristupiti programskoj memoriji

Hajde sada da analiziramo poređenje ili razliku između mikroprocesora i mikrokontrolera, kao i između IC-a i mikroprocesora.

Koja je razlika između mikroprocesora i mikrokontrolera?

Nakon razumevanja mikroprocesora i mikrokontrolera i njihovih karakteristika, pogledajmo poređenje ili razliku između njih.

Mikroprocesor Mikrokontroler
Glavni deo računarskog sistema Deo ugrađenog sistema
Sastoji se samo od memorijske jedinice. Zbog toga su potrebni dodatna memorija i I/O portovi Sastoji se od procesora pored svoje interne memorije i I/O komponenti
Kolo je veliko zbog dodavanja spoljnih komponenti Kolo je manje zbog interno dostupnih komponenti
Ne može se koristiti u kompaktnim sistemima zbog svoje neefikasnosti Može se koristiti u kompaktnim sistemima, jer je efikasan
Cena celog sistema je visoka Cena celog sistema je niska
Potrošnja energije je velika, pa ne može da radi na uskladištenim uređajima za napajanje Ima malu potrošnju energije. Dakle, radi na baterijama koje se mogu uskladištiti
Nema režim za uštedu energije Ima režime za smanjenje potrošnje energije koji se nazivaju mirovanje ili režim uštede energije
Koristi se samo na personalnim računarima Široko se koristi u mašinama za pranje veša, mp3 plejerima, kalkulatorima, automobilima
Zasnovan je na von Neumann arhitekturi Zasnovan je na harvardskoj arhitekturi
Radi sporo, jer svaka operacija zahteva komunikaciju sa spoljnim komponentama Radi brže jer je komunikacija brza zbog komponenti koje su interno prisutne
Složen je, sa velikim brojem uputstava Jednostavan je sa nekoliko uputstava
Koristi se za aplikacije opšte namene Koristi se za sisteme specifične za aplikaciju
Nema RAM, ROM i druge I/O periferne uređaje Ima procesor, RAM, ROM i druge periferne uređaje ugrađene u čip
Sistemi rade veoma velikom brzinom Sistemi rade do 200 MHz ili više u zavisnosti od kola
Ima manji broj registara, pa su operacije zasnovane na memoriji Ima više registara, što ga čini pogodnim za pisanje programa
Primeri: INTEL 8085 i 8086 Primeri: Altera, INTEL, NEC, Panasonic itd.

Kroz ovo poređenje između mikroprocesora i mikrokontrolera, jasno je da je mikroprocesor deo mikrokontrolera sa dodatnom memorijom, I/O portovima i drugim periferijama, kao što su tajmeri, brojači, analogno-digitalni pretvarači i još mnogo toga. Kao što smo videli, mikroprocesor se naziva i centralna procesorska jedinica (CPU). Naravno, on je mnogo više od CPU-a. Nastavljajući sa čitanjem, naići ćete na razliku između IC-a i mikroprocesora koja je detaljno objašnjena.

Šta je centralna procesorska jedinica (CPU)?

Centralna procesorska jedinica (CPU) se smatra „mozgom“ računara. Sastoji se od miliona tranzistora. Mikroprocesor je kolo koje okružuje CPU. Hajde da razumemo šta je CPU.

Centralna procesorska jedinica (CPU) je najvažniji deo računarskog sistema. To je u suštini deo računara koji obavlja I/O, obradu i skladištenje podataka. Izvršava instrukcije obavljanjem sistemskih aritmetičkih, logičkih i ulazno/izlaznih operacija. CPU se često pogrešno smatra hardverom, ali je CPU ugrađen u jedan čip koji se naziva mikroprocesor. CPU obavlja svoje operacije u četiri koraka:

  • Dohvati
  • Dekodiraj
  • Izvrši
  • Odgovori

Komponente CPU-a uključuju aritmetičku i logičku jedinicu (ALU) i kontrolnu jedinicu (CU). ALU obavlja aritmetičke i logičke operacije, dok CU preuzima komande iz memorije, dekodira ih i izvršava.

Fotografija Christian Wiediger na Unsplash-u

Po čemu se mikroprocesor razlikuje od procesora?

Nakon što ste razumeli razliku između mikroprocesora i mikrokontrolera, hajde da pogledamo razliku između mikroprocesora i CPU-a. Mikroprocesor integriše sve funkcije CPU-a na jedan čip. Ovaj čip se naziva integrisano kolo (IC). Pored toga, sastoji se i od ulazno/izlaznih kola i kola za pristup memoriji. Ovaj čip prima informacije, obrađuje ih u skladu sa instrukcijama i daje izlaz u binarnom jeziku.

Mikroprocesor Procesor
To je samo centralna procesorska jedinica Ima memoriju i I/O integrisane zajedno
Koristi se u personalnim računarima Koristi se u ugrađenim sistemima
Ne sastoji se od RAM-a, ROM-a, I/O i drugih perifernih uređaja Ima RAM, ROM i druge periferne uređaje integrisane u čip
Spoljni medijum se koristi za povezivanje RAM, ROM i I/O perifernih uređaja CPU koristi ugrađenu kontrolnu magistralu
Ima složenu arhitekturu koja obrađuje veliku količinu instrukcija Ima jednostavan dizajn i zahteva obradu nekoliko uputstava

Iako se podrazumeva da je CPU mikroprocesor, nisu svi mikroprocesori CPU. Mikroprocesor je više od CPU-a, jer sadrži i druge procesore, kao što su grafička procesorska jedinica (GPU), mrežna procesorska jedinica (NPU) i jedinica za obradu zvuka (APU). Zvučne i mrežne kartice su takođe ugrađene u mikroprocesore. Pre nego što razumemo razliku između IC-a i mikroprocesora, hajde da vidimo šta je tačno IC.

Šta je integrisano kolo (IC)?

Integrisano kolo (IC) je minijaturno elektronsko kolo proizvedeno na poluprovodničkom čipu. Jedno od prvih integrisanih kola je napravljeno 1970-ih. Osnovne komponente integrisanog kola su tranzistori, kondenzatori, otpornici i diode. Štaviše, ono funkcioniše kao pojačalo, mikroprocesor, mikrokontroler, oscilator, tajmer, brojač, logička kapija i memorija računara.

Evo nekih karakteristika IC-a:

  • Konstrukcija i pakovanje: Napravljen je od silikona i malih je dimenzija. Njegovi sastavni delovi su povezani zlatnim i aluminijumskim žicama, a zatim su izliveni u pljosnatu kutiju od plastike i keramike.

  • Veličina IC-a: Dostupan je u veličinama između 1 kvadratnog mm i 200 kvadratnih mm.

  • Integracija IC-a: Integrisana kola dobijaju svoja imena kada se integrišu u različite uređaje na istom čipu. Na primer, mikrokontroler je integrisano kolo koje uključuje memoriju, mikroprocesor, I/O portove i druge periferne uređaje u istom uređaju.

U nastavku ovog članka, pronaći ćete odeljak koji objašnjava razliku između IC-a i mikroprocesora.

Po čemu se mikroprocesor razlikuje od IC-a?

Nakon što ste naučili poređenje ili razliku između mikroprocesora i mikrokontrolera, neophodno je razumeti razliku između IC-a i mikroprocesora. Mikroprocesori su jedna vrsta IC-a i smatraju se kompleksnim. Mikroprocesor integriše funkcije centralne procesorske jedinice na jednom čipu. Dizajniran je za računarske aplikacije, dok su integrisana kola uređaji opšte namene koji se mogu koristiti za različite aplikacije.

Mikroprocesori se sastoje od svih komponenti koje se nalaze u integrisanom kolu, uključujući memoriju, CPU, ulazno/izlazne portove i njihovu nestabilnu RAM i ROM memoriju. Samo oni mogu pokrenuti softver na računaru bez potrebe za bilo kojim pratećim uređajem. Integrisano kolo ne može da funkcioniše nezavisno, jer ima instrukcije pohranjene unutar sebe. Dakle, ovo je razlika između IC-a i mikroprocesora.

***

Nadamo se da vam je naš članak pružio dovoljno informacija o poređenju i razlici između mikroprocesora i mikrokontrolera, kao i razliku između IC-a i mikroprocesora. Slobodno nas kontaktirajte sa svim pitanjima ili sugestijama o bilo kojoj drugoj temi o kojoj želite da napišemo članak. Ostavite ih u odeljku za komentare ispod kako bismo bili informisani.