Hvad er forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller?

Af
Tweet
Share
Share
Pin

Mikroprocessorer, mikrocontrollere og integrerede kredsløb (IC’er) er byggestenene i alle elektroniske enheder. De siges også at være hjertet og sjælen i den elektroniske industri. Disse enheder kan lyde ens, men adskiller sig i deres egenskaber og funktioner. Ofte forstår folk ikke forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller. Forvirringen slutter ikke her; mikroprocessor og CPU-forskel er et andet diskussionsemne. I denne artikel vil vi se sammenligningen mellem mikroprocessor og mikrocontroller og en detaljeret forklaring af alle disse udtryk. Du vil også lære sammenligningen eller forskellen mellem IC og mikroprocessor i detaljer. Læs denne guide igennem for at få en bedre forståelse af, hvordan de adskiller sig fra hinanden.

Hvad er forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller?

Fortsæt med at læse videre for at finde ud af alt om sammenligningen og forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller i detaljer.

Hvad er mikroprocessor?

Før vi kender forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller, lad os lære om mikroprocessorer. En mikroprocessor er en chip, der siges at være computerens hjerne. Det kaldes også den centrale behandlingsenhed (CPU). Denne enkelt chip kan behandle alle de logiske og beregningsmæssige oplysninger som addition/subtraktion, I/O-styring og mange flere. Den styrer alle systemkomponenter som USB, I/O-enheder, skærme, hukommelse osv. For at udføre instruktionerne givet af brugerne henter den dataene, afkoder dem fra højniveausprog til maskinsprog og udfører derefter den givne instruktioner.

Hvad er komponenterne i mikroprocessor?

En mikroprocessor består af følgende komponenter, der bruges til at udføre de givne instruktioner:

  • Registre: Det er den midlertidige lagerplads til at udføre den givne instruktion. Efter udførelse sendes data til kilden og slettes fra registre.

  • Aritmetisk og logisk enhed: Den udfører aritmetiske og logiske operationer som matematisk beregning.

  • Timing og kontrolenhed: Sikrer at alle interne og eksterne komponenter arbejder sammen i tid og rækkefølge.

Hvordan fungerer en mikroprocessor?

En mikroprocessor er en selvstændig chip forbundet med eksterne enheder som I/O-enheder og hukommelsesenheder for at udføre et givet sæt instruktioner.

  • Inputenhed til at videregive informationen fra brugeren til hukommelsesenheden.
  • Hukommelse til at gemme informationen og udføre den nødvendige funktion.

  • Outputenheder til at vise resultaterne.

Foto af Christian Wiediger på Unsplash

Hvad er typerne af mikroprocessorer?

Mikroprocessorer er kategoriseret i tre typer på basis af:

1. Databuss størrelse

I henhold til størrelsen af ​​databussen er mikroprocessoren klassificeret i følgende typer:

  • 4-bit: Disse processorer har en datastibredde på 4 bit. De kom i brug i begyndelsen af ​​1970’erne. Eksempler på denne processor er INTEL 4004 og 4040.

  • 8-bit: Disse er processorer, der er i stand til at overføre 8-bit data på samme tid. Et eksempel på denne processor er INTEL 8085.

  • 16-bit: Disse er processorer, der er i stand til at overføre 16-bit data på samme tid. Eksempler på disse processorer er INTEL 8088 og 80286.

  • 32-bit: Disse processorer kan overføre 32-bit data pr. clock-cyklus. Eksempler på disse processorer er INTEL 80386, 80486 og Pentium.

2. Ansøgning

Baseret på anvendelsen af ​​processoren er den kategoriseret i følgende typer:

  • Generelle formål processorer (GPP’er): Generelle formål processorer (GPP’er) er beregnet til almindelige daglige applikationer. For eksempel stationære computere, mobiltelefoner, INTEL 8085 og Pentium.

  • Mikrocontrollere (MCU): Mikrocontrollere (MCU’er) er processorer med indbyggede hukommelsesenheder og I/O-ydre enheder designet til at udføre et bestemt sæt funktioner. Eksempelvis INTEL 8051, vaskemaskiner, computerprintere mv.

  • Special Purpose Microprocessor (SPM): Special Purpose Microprocessor (SPM) er designet til at håndtere en bestemt operation, der kræves til en applikation. For eksempel digital signalproces, radar og flyvning.

Fortsæt med at læse videre for at lære sammenligningen eller forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller.

3. Arkitektur

  • Complex Instruction Set Computer (CISC): Som navnet forklarer, bruger Complex Instruction Set Computer (CISC) et minimalt antal instruktioner pr. program. Én kommando udfører alle funktioner som indlæsning, evaluering og lagring. Derfor gør processen kompleks. Den ser bort fra antallet af cyklusser pr. kommando. Dens primære fokus er at bygge komplekse kommandoer direkte til hardwaren. INTEL og AMD CPU’er er baseret på CISC funktioner.

  • Reduced Instruction Set Computer (RISC): Reduced Instruction Set Computer (RISC) blev designet som en reaktion på CISC i midten af ​​1980’erne for at minimere ydeevnetiden ved at reducere computerens instruktionssæt. Hver kommando behøver kun én urcyklus for at udføre de tildelte instruktioner. Dette kræver, at RAM’en gemmer flere instruktioner, og at compileren konverterer sprogkommandoer på højt niveau til binær kode mere effektivt. Et par eksempler er MIPS, PowerPC, armprocessorer osv.

Hvad er fordelene ved mikroprocessorer?

Her er en liste over alle fordelene ved en mikroprocessor:

  • Omkostningseffektiv
  • Indbygget kunstig intelligens (AI) og grafisk brugergrænseflade (GUI)
  • Bærbar og høj hastighed
  • Kompakt i størrelsen
  • Alsidig og pålidelig
  • Lavt strømforbrug og varmeproduktion

Hvad er ulemperne ved mikroprocessorer?

Følgende er ulemperne ved mikroprocessor:

  • Kræv binært sprog
  • Understøtter ikke flydende kommaoperationer
  • Størrelse af data
  • Manglende evne til at fungere uden eksterne understøttende enheder
  • Bliver beskadiget med forkert strømforsyning
  • Langsomme single-core processorer

Hvad er fordele og ulemper ved mikroprocessorer?

Nedenfor er nogle få fordele og ulemper ved mikroprocessoren:

Fordele:

  • Flytter hurtigt data til forskellige steder
  • Anvendes til generelle formål
  • Kan udføre flere opgaver ad gangen

Ulemper:

  • Dyrt
  • Kæmpe i størrelsen
  • Har ikke RAM, ROM eller I/O tilsluttet

Fortsæt med at læse denne artikel til slutningen for at lære sammenligningen eller forskellen mellem IC og mikroprocessor og mellem IC og mikroprocessor.

Hvad er mikrocontroller, og hvordan virker det?

Som en del af at lære forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller, lad os vide om mikrocontrollere. En mikrocontroller er en integreret elektronisk kronisk computerenhed designet til at udføre en specifik funktion i et indlejret system. Det kaldes også en mikrocontrollerenhed eller MCU. En mikrocontroller omfatter tre hovedkomponenter på en enkelt chip: mikroprocessor, hukommelsesenhed og input og output periferiudstyr. Disse fungerer ved hjælp af understøttende enheder som timere, analog til digital omformere, seriel input og output og fælles linjer kaldet systembus.

Arbejdsprincip:

En enkelt mikrocontroller-chip indlejret i et system sikrer udførelsen af ​​en bestemt funktion i en enhed. Denne proces involverer modtagelse og eksekvering af data fra input og output periferiudstyr ved hjælp af mikroprocessoren. Mikrocontrolleren modtager den midlertidige information i sin datahukommelse, hvor processoren tilgår informationen og bruger de givne instruktioner fra programhukommelsen til at udføre operationen. Derefter bruger den udgangsudstyr til at udføre den nødvendige handling.

Foto af Vishnu Mohanan på Unsplash

Hvad er de grundlæggende komponenter i et mikrocontrollersystem?

Hovedkomponenterne i mikrocontrolleren er:

  • Mikroprocessor: Det er en enkelt chip, der kaldes enhedens hjerne. Den udfører aritmetiske og logiske operationer som addition/subtraktion, dataoverførsler, I/O-operationer og meget mere. Det muliggør også operationer, der hjælper med at kommunikere instruktion til andre komponenter i et større integreret system.

  • Hukommelse: Dette er den del, der bruges som lagringssted for dataene, som processoren bruger til at udføre de givne instruktioner.

  • I/O Periferiudstyr: Inputportene er et middel til at modtage data og sende dem til processoren i form af maskinsprog. Processoren udfører de nødvendige operationer og instruerer outputenheden eksternt i forhold til mikrocontrolleren til opgaveudførelsen.

Hvor mange typer mikrocontrollere findes der?

Mikrocontrollere er klassificeret i forskellige typer i henhold til:

1. Bredde

Busbredde refererer til de parallelle linjer, der forbinder de interne komponenter i mikrocontrolleren. Dens primære funktion er at overføre data mellem processoren, hukommelsesenheden og I/O-ydre enheder. Der er tre typer busser: databus, adressebus og kontrolbus. Yderligere er den klassificeret i tre typer 8-bit, 16-bit og 32-bit mikrocontrollere.

  • 8-bit mikrocontroller: 8-bit mikrocontroller består af en busbredde, der er 8-bit bred. Dette betyder, at den kun kan udføre operationer, der fungerer på 8-bit i en enkelt cyklus. Når en 16-bit operation udføres, tager det derfor dobbelt så lang tid at udføre resultater, der blot er simple matematiske beregninger. Eksempler på 8-bit mikrocontrolleren er INTEL 8031/8051.

  • 16-bit mikrocontroller: 16-bit mikrocontroller består af en busbredde, der er 16-bit bred. Den siges at være mere effektiv og hurtigere end 8-bit mikrocontrolleren, da den kan overføre og behandle 16-bit data i en enkelt cyklus. Det giver de mest præcise operationer til applikationer, der kræver timerfunktioner. For eksempel INTEL 8051XA, PIC2X, INTEL 8096 osv.

  • 32-bit mikrocontroller: 32-bit mikrocontroller består af en busbredde, der er 32-bit bred. Dens ydeevne er bedre end nogen anden mikrocontroller. Selvom dets strømforbrug og omkostninger er højere, gør dens nøjagtige driftsevne det umagen værd. Den understøtter flere ydre enheder som USB, ethernet, kontrolområdenetværksbus osv. Et eksempel på en 32-bit mikrocontroller er INTEL/ATMEL 251-familien.

Du vil lære sammenligningen mellem mikroprocessor og mikrocontroller at kende længere i denne artikel.

2. Hukommelse

På basis af hukommelse er mikrocontrolleren kategoriseret i to typer:

  • Embedded Memory Microcontroller: Embedded Memory Microcontroller består af alle komponenterne indlejret i en enkelt chip. Disse komponenter omfatter data- og programhukommelse, interrupts, timere, tællere osv. Selvom hukommelsesblokkene i mikrocontrollere ikke kan udvides, kan en ROM bruges til at udvide dens plads.

  • Ekstern hukommelsesmikrocontroller: Ekstern hukommelsesmikrocontroller har ikke en hukommelsesblok indlejret i sig selv. Det kræver understøttelse af ekstern hukommelse for at fungere. For eksempel har INTEL 8031 ​​ingen hukommelseschip knyttet til sig.

3. Instruktionssæt-arkitektur

I henhold til instruktionssættets arkitektur er mikrocontrolleren klassificeret i to typer:

  • Complex Instruction Set Computer (CISC): Complex Instruction Set Computer (CISC) er en mikrocontroller, der kun er beregnet til at følge én kompleks instruktion. Den udfører forskellige handlinger med kun én kommando. Det er et kompakt program, der bruger store instruktioner og mange adressetilstande. Det tager meget tid at udføre de givne instruktioner.

  • Reduced Instruction Set Computer (RISC): Reduced Instruction Set Computer (RISC) er en mikrocontroller, der blev udviklet som svar på CISC. Det muliggør behandling af enklere instruktion. Den udfører en given instruktion ad gangen.

Fortsæt med at læse videre for at forstå sammenligningen eller forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller.

4. Mikrocontroller-arkitektur

På basis af mikrocontrollerarkitektur er mikrocontrolleren klassificeret i to typer:

  • Harvard Architecture Microcontroller: Harvard Architecture mikrocontroller har to forskellige hukommelsesgrænseflader: en til data/variable og den anden til programmer/instruktioner. Parallellen i instruktionsgrænsefladen er dens salgsfunktion. Det er dyrt for sit sofistikerede design.

  • Von Neumann/Princeton arkitektur mikrocontroller: Von Neumann/Princeton arkitektur mikrocontroller bruger en enkelt grænseflade til lagring af både data og instruktioner. Selvom det tager tid at udføre instruktionerne, er det omkostningseffektivt og praktisk.

Hvad er fordelene og ulemperne ved mikrocontrollere?

En liste over alle fordelene ved mikroprocessoren er nævnt nedenfor:

  • Fungerer som en mikrocomputer uden nogen digitale dele
  • Nem at bruge og vedligeholde
  • Omkostningseffektiv og kompakt
  • Udfører de givne instruktioner hurtigere
  • Instruktionscyklus timer
  • Understøtter tilføjelse af RAM, ROM og I/O-ydre enheder

Liste over alle ulemperne ved mikroprocessoren er nævnt nedenfor:

  • Kompleks arkitektur
  • Manglende evne til at håndtere enheder med høj effekt på grund af langsom hastighed
  • Udfører et begrænset antal funktioner ad gangen
  • Anvendes i mikroudstyr, som er svært at bruge
  • Ikke alle mikrocontrollere har I/O-ydre enheder
  • Sammensat af en komplementær metaloxid-halvleder, er den tilbøjelig til at blive beskadiget af statisk ladning

Hvad er fordele og ulemper ved mikrocontrollere?

Et par af fordele og ulemper ved mikrocontrollere er nævnt nedenfor:

Fordele:

  • Virker på enheder med lagret strøm
  • Mindre strømforbrug
  • Findes i regelmæssigt brugte enheder

Ulemper:

  • Kræver, at en person er uddannet, da det er beregnet til et bestemt formål
  • De kan ikke få adgang til programhukommelsen

Lad os nu gå videre for at lære sammenligningen eller forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller og mellem IC og mikroprocessor.

Hvad er forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller?

Efter at have forstået mikroprocessoren og mikrocontrolleren og deres egenskaber, lad os se på sammenligningen eller forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller.

Mikroprocessor
Mikrocontroller
Hoveddelen af ​​computersystemet

En del af et indlejret system

Den består kun af hukommelsesenheden. Derfor kræves yderligere hukommelse og I/O-porte
Den består af en processor ud over dens interne hukommelse og I/O-komponenter
Kredsløbet er stort på grund af tilføjelsen af ​​eksterne komponenter
Kredsløbet er mindre på grund af de internt tilgængelige komponenter
Det kan ikke bruges i kompakte systemer på grund af dets ineffektivitet

Den kan bruges i kompakte systemer, da den er effektiv

Omkostningerne ved hele systemet er høje

Omkostningerne ved hele systemet er lave

Dens strømforbrug er højt, så den kan ikke fungere på lagrede strømenheder
Den har lavt strømforbrug. Derfor fungerer det på lagrede batterier
Har ikke strømsparetilstand

De har tilstande til at reducere strømforbruget kaldet inaktiv eller strømbesparende tilstand
Det bruges kun på personlige computere

Det er meget udbredt i vaskemaskiner, mp3-afspillere, lommeregnere, biler

Det er baseret på Von Neumann-arkitekturen

Den er baseret på Harvard Architecture

Det fungerer langsomt, da hver operation kræver kommunikation med eksterne komponenter
Det virker hurtigere, da kommunikationen er hurtig på grund af de komponenter, der er til stede internt
Det er komplekst med et stort antal instruktioner
Det er enkelt med få instruktioner
Det bruges til generelle formål

Det bruges til applikationsspecifikke systemer

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

Den har en processor, RAM, ROM og andre perifere enheder indlejret i en chip
Systemer kører med meget høj hastighed

Systemer kører op til 200MHz eller mere afhængigt af kredsløbet
Den har færre registre, så operationerne er hukommelsesbaserede
Den har flere registre, hvilket gør det praktisk at skrive programmer
Eksempler: INTEL 8085 OG 8086

Eksempler: Altera, INTEL, NEC, Panasonic osv

Gennem denne sammenligning mellem mikroprocessor og mikrocontroller er det klart, at mikroprocessor er en del af mikrocontrolleren med ekstra hukommelse, en I/O-port og andre perifere enheder som timere, tællere, analog til digital omformere og mere. Som vi læser, kaldes mikroprocessoren også for den centrale behandlingsenhed (CPU). Det er bestemt meget mere end CPU’en. Som du vil fortsætte med at læse, vil du støde på forskellen mellem IC og mikroprocessor nævnt i detaljer.

Hvad er Central Processing Unit (CPU)?

Den centrale processorenhed (CPU) betragtes som computerens hjerne. Den består af millioner af transistorer. Mikroprocessoren er det kredsløb, der omgiver CPU’en. Lad os forstå, hvad en CPU er.

Den centrale behandlingsenhed (CPU) er den vigtigste del af computersystemet. Det er i bund og grund den del af computeren, der udfører I/O, behandling og lagring af data. Det udfører instruktionerne ved at udføre systemets aritmetiske, logiske og input/output operationer. En CPU forveksles ofte som hardware, men CPU’en er indlejret i en enkelt chip kaldet en mikroprocessor. En CPU udfører sine operationer i fire trin:

  • Hent
  • Afkode
  • Udfør
  • Skrive tilbage

Komponenter i CPU’en inkluderer aritmetisk og logisk (ALU) og kontrolenhed (CU). ALU udfører aritmetiske og logiske operationer, mens CU’en henter kommandoer fra hukommelsen, afkoder det og udfører dem.

Foto af Christian Wiediger på Unsplash

Hvordan er mikroprocessor forskellig fra CPU?

Efter at have lært forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller, lad os vide om forskellen mellem mikroprocessor og CPU. En mikroprocessor indprenter alle funktionerne i en CPU på en enkelt chip. Denne chip kaldes et integreret kredsløb (IC). Ud over dette består den også af I/O og hukommelsesadgangskredsløb. Denne chip modtager information, behandler den i henhold til anvisningerne og udfører outputtet i binært sprog.

Mikroprocessor
CPU
Det er kun den centrale behandlingsenhed

Den har hukommelse og I/O integreret sammen
Det bruges i personlige computere

Det bruges i indlejrede systemer

Den består ikke af RAM, ROM, I/O og andre perifere enheder
Den har RAM, ROM og andre perifere enheder integreret i en chip
Et eksternt medie bruges til at forbinde RAM-, ROM- og I/O-ydre enheder
CPU’en bruger en indbygget styrebus
Det har en kompleks arkitektur, der behandler en stor mængde instruktioner
Det har et enkelt design og kræver behandling af et par instruktioner

Selvom det er underforstået, at CPU’en er en mikroprocessor, er ikke alle mikroprocessorer CPU’er. En mikroprocessor er mere end CPU’en, da den indeholder andre processorer som en grafikprocessorenhed (GPU), netværksbehandlingsenhed (NPU) og lydbehandlingsenhed (APU). Lydkort og netværkskort er også indlejret i mikroprocessorer. Før vi forstår forskellen mellem IC og mikroprocessor, lad os se, hvad der præcist er IC.

Hvad er det integrerede kredsløb (IC)?

Et integreret kredsløb (IC) er et mini elektronisk kredsløb produceret på en halvlederchip. Et af de første integrerede kredsløb blev skabt i 1970’erne. De konstituerende komponenter i et integreret kredsløb er transistorer, kondensatorer, modstande og dioder. Desuden fungerer den som en forstærker, mikroprocessor, mikrocontroller, oscillator, timer, tæller, logisk gate og computerhukommelse.

Her er nogle funktioner i IC’en:

  • Konstruktion og emballage: Den er lavet af silicium og er lille og skrøbelig. Dens bestanddele bindes til guld- og aluminiumstråde og støbes yderligere ind i en flad kasse af plastik og keramik.

  • Størrelse på en IC: Den fås i størrelser mellem 1 kvadrat mm og 200 kvadrat mm.

  • IC-integration: Integrerede kredsløb får deres navne, da de indlejrer sig i forskellige enheder på den samme chip. Ligesom en mikrocontroller er et integreret kredsløb, der inkluderer hukommelse, mikroprocessor, I/O-porte og andre perifere enheder i den samme enhed.

Du finder overskriften længere i denne artikel, der forklarer forskellen mellem IC og mikroprocessor.

Hvordan er mikroprocessor forskellig fra IC?

Efter at have lært sammenligningen eller forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller, er det nødvendigt at kende forskellen mellem IC og mikroprocessor. Mikroprocessorer er en type IC. Det siges at være komplekst. En mikroprocessor imputerer funktionerne i en central processorenhed på en enkelt chip. Det er designet til en computerapplikation, hvorimod integrerede kredsløb er enheder til generelle formål, der kan bruges til forskellige applikationer.

Mikroprocessorer består af alle de komponenter, der findes i et integreret kredsløb, inklusive hukommelse, CPU, I/O-porte og dets ikke-flygtige lager-RAM og ROM. Disse alene kan køre software på en computer uden krav om nogen understøttende enhed. Et integreret kredsløb kan ikke fungere uafhængigt, da det har instruktioner gemt i sig selv. Så dette er forskellen mellem IC og mikroprocessor.

***

Vi håber, at vores artikel har guidet dig tilstrækkeligt til at vide om sammenligningen eller forskellen mellem mikroprocessor og mikrocontroller og forskellen mellem IC og mikroprocessor. Du kan give os spørgsmål eller forslag om ethvert andet emne, du ønsker, at vi skal lave en artikel om. Smid dem i kommentarfeltet nedenfor, så vi ved det.

  Sådan bruges Google Lens til at identificere objekter på billeder