Jaký je rozdíl mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem?

Mikroprocesory, mikrokontroléry a integrované obvody (IC) jsou stavebními kameny všech elektronických zařízení. Říká se o nich také, že jsou srdcem a duší elektronického průmyslu. Tato zařízení mohou znít podobně, ale liší se svými vlastnostmi a funkcemi. Lidé často nechápou rozdíl mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem. Zde zmatek nekončí; rozdíl mezi mikroprocesorem a CPU je dalším tématem diskuse. V tomto článku uvidíme srovnání mikroprocesoru a mikrokontroléru a podrobné vysvětlení všech těchto pojmů. Také se podrobně dozvíte srovnání nebo rozdíl mezi IC a mikroprocesorem. Přečtěte si tuto příručku, abyste lépe porozuměli tomu, jak se od sebe liší.

Table of Contents

Jaký je rozdíl mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem?

Pokračujte ve čtení a dozvíte se vše o srovnání a rozdílech mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem podrobně.

Co je mikroprocesor?

Než se seznámíme s rozdílem mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem, pojďme se dozvědět něco o mikroprocesorech. Mikroprocesor je čip, o kterém se říká, že je mozkem počítače. Nazývá se také centrální procesorová jednotka (CPU). Tento jediný čip dokáže zpracovat všechny logické a výpočetní informace, jako je sčítání/odčítání, správa I/O a mnoho dalších. Ovládá všechny systémové komponenty, jako je USB, I/O zařízení, monitory, paměť atd. Pro provedení instrukcí zadaných uživateli načte data, dekóduje je z jazyka vysoké úrovně do strojového jazyka a poté provede dané instrukce.

Jaké jsou součásti mikroprocesoru?

Mikroprocesor se skládá z následujících komponent používaných k provádění daných instrukcí:

Registry: Je to dočasné úložiště pro provedení dané instrukce. Po provedení jsou data odeslána do zdroje a vymazána z registrů.
Aritmetická a logická jednotka: Provádí aritmetické a logické operace, jako je matematický výpočet.
Jednotka časování a řízení: Zajišťuje, aby všechny interní a externí komponenty spolupracovaly v čase a pořadí.

Jak funguje mikroprocesor?

Mikroprocesor je samostatný čip propojený s externími periferiemi, jako jsou I/O zařízení a paměťové jednotky, aby provedl danou sadu instrukcí.

Vstupní zařízení pro předání informací od uživatele do paměťové jednotky.
Paměť pro uchování informací a provedení požadované funkce.
Výstupní zařízení pro zobrazení výsledků.

Foto Christian Wiediger na Unsplash

Jaké jsou typy mikroprocesorů?

Mikroprocesory jsou rozděleny do tří typů na základě:

1. Velikost datové sběrnice

Podle velikosti datové sběrnice je mikroprocesor klasifikován do následujících typů:

4bitové: Tyto procesory mají šířku datové cesty 4 bity. Začaly se používat na počátku 70. let 20. století. Příklady tohoto procesoru jsou INTEL 4004 a 4040.
8bitové: Jedná se o procesory schopné přenášet 8bitová data současně. Příkladem tohoto procesoru je INTEL 8085.
16bitové: Jedná se o procesory schopné přenášet 16bitová data současně. Příklady těchto procesorů jsou INTEL 8088 a 80286.
32-bit: Tyto procesory mohou přenášet 32 bitů dat za cyklus hodin. Příklady těchto procesorů jsou INTEL 80386, 80486 a Pentium.

2. Aplikace

Na základě použití procesoru je rozdělen do následujících typů:

General Purpose Processors (GPP): General Purpose Processors (GPP) jsou určeny pro běžné každodenní aplikace. Například stolní počítače, mobilní telefony, INTEL 8085 a Pentium.
Mikrokontroléry (MCU): Mikrokontroléry (MCU) jsou procesory s vestavěnými paměťovými jednotkami a I/O periferiemi určenými k provádění konkrétní sady funkcí. Například INTEL 8051, pračky, počítačové tiskárny atd.
Mikroprocesor pro zvláštní účely (SPM): Mikroprocesor pro zvláštní účely (SPM) je navržen tak, aby zpracovával konkrétní operace vyžadované aplikací. Například proces digitálního signálu, radar a let.

Pokračujte ve čtení, abyste se dozvěděli srovnání nebo rozdíl mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem.

3. Architektura

Počítač s komplexní instrukční sadou (CISC): Jak již název vysvětluje, počítač s komplexní instrukční sadou (CISC) používá minimální počet instrukcí na program. Jeden příkaz provádí všechny funkce, jako je načítání, vyhodnocování a ukládání. Proto je proces složitý. Nebere v úvahu počet cyklů na příkaz. Jeho hlavním cílem je vytvářet složité příkazy přímo na hardware. CPU INTEL a AMD jsou založeny na funkcích CISC.
Počítač s redukovanou instrukční sadou (RISC): Počítač s redukovanou instrukční sadou (RISC) byl navržen jako reakce na CISC v polovině roku 1980, aby se minimalizovala doba výkonu snížením instrukční sady počítače. Každý příkaz potřebuje pouze jeden hodinový cyklus k provedení přiřazených instrukcí. To vyžaduje, aby RAM ukládala více instrukcí a kompilátor efektivněji převáděl příkazy jazyka na vysoké úrovni na binární kód. Několik příkladů je MIPS, PowerPC, Arm Processors atd.

Jaké jsou výhody mikroprocesorů?

Zde je seznam všech výhod mikroprocesoru:

Nákladově efektivní
Vestavěná umělá inteligence (AI) a grafické uživatelské rozhraní (GUI)
Přenosný a vysokorychlostní
Kompaktní velikosti
Všestranný a spolehlivý
Nízká spotřeba energie a tvorba tepla

Jaké jsou nevýhody mikroprocesorů?

Nevýhody mikroprocesoru jsou následující:

Vyžadovat binární jazyk
Nepodporuje operace s pohyblivou řádovou čárkou
Velikost dat
Neschopnost fungovat bez externích podpůrných zařízení
Poškodí se nesprávným napájením
Pomalé jednojádrové procesory

Jaké jsou výhody a nevýhody mikroprocesorů?

Níže je uvedeno několik výhod a nevýhod mikroprocesoru:

Profesionálové:

Rychle přesouvá data na různá místa
Používá se pro všeobecné účely
Schopnost vykonávat několik úkolů najednou

Nevýhody:

Drahý
Obrovské velikosti
Není k němu připojena RAM, ROM nebo I/O

Pokračujte ve čtení tohoto článku až do konce, abyste se dozvěděli srovnání nebo rozdíl mezi IC a mikroprocesorem a mezi IC a mikroprocesorem.

Co je mikrokontrolér a jak funguje?

V rámci učení rozdílu mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem nám dejte vědět o mikrokontrolérech. Mikrokontrolér je integrované elektronické chronické výpočetní zařízení navržené k provádění specifické funkce ve vestavěném systému. Označuje se také jako mikrokontrolérová jednotka nebo MCU. Mikrokontrolér obsahuje tři hlavní součásti na jediném čipu: mikroprocesor, paměťovou jednotku a vstupní a výstupní periferie. Ty fungují s pomocí podpůrných zařízení, jako jsou časovače, analogově-digitální převodníky, sériový vstup a výstup a společné linky nazývané systémová sběrnice.

Pracovní princip:

Jediný mikrokontrolérový čip zabudovaný uvnitř systému zajišťuje výkon konkrétní funkce v zařízení. Tento proces zahrnuje příjem a spouštění dat ze vstupních a výstupních periferií pomocí mikroprocesoru. Dočasné informace přijímá mikrokontrolér do své datové paměti, kde k informacím přistupuje procesor a pomocí zadaných instrukcí z paměti programu provede operaci. Poté použije výstupní periferie k provedení požadované akce.

Foto Vishnu Mohanan na Unsplash

Jaké jsou základní součásti systému mikrokontrolérů?

Hlavní součásti mikrokontroléru jsou:

Mikroprocesor: Jedná se o jeden čip, který se nazývá mozek zařízení. Provádí aritmetické a logické operace, jako je sčítání/odčítání, přenosy dat, I/O operace a mnoho dalšího. Umožňuje také operace, které pomáhají sdělovat instrukce dalším komponentám ve větším integrovaném systému.
Paměť: Jedná se o část používanou jako úložiště dat, které procesor používá k provádění daných instrukcí.
I/O periferie: Vstupní porty jsou prostředkem pro příjem dat a jejich odesílání do procesoru ve formě strojového jazyka. Procesor provádí potřebné operace a dává pokyn výstupnímu zařízení mimo mikrokontrolér k provedení úlohy.

Kolik typů mikrokontrolérů existuje?

Mikrokontroléry jsou rozděleny do různých typů podle:

1. Šířka

Šířka sběrnice označuje paralelní vedení, která spojují vnitřní součásti mikrokontroléru. Jeho primární funkcí je přenos dat mezi procesorem, paměťovou jednotkou a I/O periferiemi. Existují tři typy sběrnic: datová sběrnice, adresová sběrnice a řídicí sběrnice. Dále se dělí na tři typy 8bitových, 16bitových a 32bitových mikrokontrolérů.

8bitový mikrokontrolér: 8bitový mikrokontrolér se skládá ze sběrnice o šířce 8 bitů. To znamená, že může provádět pouze operace, které pracují na 8 bitech v jednom cyklu. Proto při provádění 16bitové operace trvá provedení výsledků, které jsou pouze jednoduchými matematickými výpočty, dvojnásobnou dobu. Příklady 8bitového mikrokontroléru jsou INTEL 8031/8051.
16bitový mikrokontrolér: 16bitový mikrokontrolér se skládá ze sběrnice o šířce 16 bitů. Říká se, že je efektivnější a rychlejší než 8bitový mikrokontrolér, protože dokáže přenášet a zpracovávat 16bitová data v jediném cyklu. Poskytuje nejpřesnější operace pro aplikace, které vyžadují funkce časovače. Například INTEL 8051XA, PIC2X, INTEL 8096 atd.
32bitový mikrokontrolér: 32bitový mikrokontrolér se skládá ze sběrnice o šířce 32 bitů. Jeho výkonnostní schopnosti jsou lepší než u jakéhokoli jiného mikrokontroléru. I když je jeho spotřeba energie a náklady vyšší, jeho přesná provozní schopnost se vyplatí. Podporuje více periferií, jako je USB, ethernet, síťová sběrnice řídicí oblasti atd. Příkladem 32bitového mikrokontroléru je rodina INTEL/ATMEL 251.

S porovnáním mikroprocesoru a mikrokontroléru se dále seznámíte v tomto článku.

2. Paměť

Na základě paměti je mikrokontrolér rozdělen do dvou typů:

Vestavěný paměťový mikrokontrolér: Vestavěný paměťový mikrokontrolér se skládá ze všech součástí zabudovaných společně v jediném čipu. Tyto komponenty zahrnují datovou a programovou paměť, přerušení, časovače, čítače atd. Přestože paměťové bloky v mikrokontrolérech nelze rozšířit, lze k rozšíření jejího prostoru použít ROM.
Externí paměťový mikrokontrolér: Externí paměťový mikrokontrolér nemá v sobě zabudovaný paměťový blok. Ke svému provozu vyžaduje podporu externí paměti. Například INTEL 8031 nemá připojený žádný paměťový čip.

3. Architektura instrukční sady

Podle architektury instrukční sady je mikrokontrolér rozdělen do dvou typů:

Complex Instruction Set Computer (CISC): Complex Instruction Set Computer (CISC) je mikrokontrolér určený pouze ke sledování jedné komplexní instrukce. Jediným příkazem provádí různé akce. Jedná se o kompaktní program, který využívá velké instrukce a mnoho adresních režimů. Provedení zadaných pokynů zabere spoustu času.
Počítač RISC (Reduced Instruction Set Computer): Počítač RISC (Reduced Instruction Set Computer) je mikrokontrolér, který byl vyvinut v reakci na CISC. Umožňuje zpracování jednodušší instrukce. Provádí vždy jeden daný pokyn.

Pokračujte ve čtení, abyste pochopili srovnání nebo rozdíl mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem.

4. Architektura mikrokontroléru

Na základě architektury mikrokontroléru je mikrokontrolér rozdělen do dvou typů:

Mikrokontrolér Harvardské architektury: Mikrokontrolér Harvardské architektury má dvě různá paměťová rozhraní: jedno pro data/proměnné a druhé pro programy/instrukce. Paralelnost instrukčního rozhraní je jeho prodejní vlastností. Je drahý pro svůj sofistikovaný design.
Mikrokontrolér s architekturou von Neumann/Princeton: Mikrokontrolér s architekturou von Neumann/Princeton používá jediné rozhraní pro ukládání dat i instrukcí. I když provedení pokynů vyžaduje čas, je to nákladově efektivní a pohodlné.

Jaké jsou výhody a nevýhody mikrokontrolérů?

Níže je uveden seznam všech výhod mikroprocesoru:

Funguje jako mikropočítač bez jakýchkoli digitálních částí
Snadné použití a údržba
Cenově efektivní a kompaktní
Provede zadané pokyny rychleji
Časovač instrukčního cyklu
Podporuje přidání RAM, ROM a periferií I/O

Seznam všech nevýhod mikroprocesoru je uveden níže:

Komplexní architektura
Neschopnost manipulovat s vysoce výkonnými zařízeními kvůli pomalé rychlosti
Provádí omezený počet funkcí najednou
Používá se v mikrozařízeních, která se obtížně používají
Ne všechny mikrokontroléry mají I/O periferie
Skládá se z komplementárního polovodiče z oxidu kovu a je náchylný k poškození statickým nábojem

Jaké jsou výhody a nevýhody mikrokontrolérů?

Níže je uvedeno několik výhod a nevýhod mikrokontrolérů:

Profesionálové:

Funguje na uložených energetických zařízeních
Menší spotřeba energie
Nachází se v pravidelně používaných zařízeních

Nevýhody:

Vyžaduje, aby osoba byla vyškolena, protože je určena pro konkrétní účel
Nemohou získat přístup k paměti programu

Nyní se pojďme naučit srovnání nebo rozdíl mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem a mezi IC a mikroprocesorem.

Jaký je rozdíl mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem?

Po pochopení mikroprocesoru a mikrokontroléru a jejich vlastností se podívejme na srovnání či rozdíl mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem.

Mikroprocesor
Mikrokontrolér
Hlavní část počítačového systému

Část vestavěného systému

Skládá se pouze z paměťové jednotky. Proto jsou vyžadovány další paměťové a I/O porty
Kromě vnitřní paměti a I/O komponent se skládá z procesoru
Obvod je velký díky přidání externích součástek
Obvod je menší kvůli interně dostupným součástkám
Nemůže být použit v kompaktních systémech kvůli jeho neúčinnosti

Může být použit v kompaktních systémech, protože je efektivní

Cena celého systému je vysoká

Cena celého systému je nízká

Jeho spotřeba energie je vysoká, takže nemůže pracovat na uložených energetických zařízeních
Má nízkou spotřebu energie. Funguje tedy na akumulátory s uloženou energií
Nemáte režim úspory energie

Mají režimy pro snížení spotřeby energie nazývané nečinný nebo úsporný režim
Používá se pouze na osobních počítačích

Je široce používán v pračkách, mp3 přehrávačích, kalkulačkách, automobilech

Vychází z von Neumannovy architektury

Vychází z Harvardské architektury

Pracuje pomalu, protože každá operace vyžaduje komunikaci s externími součástmi
Funguje to rychleji, protože komunikace je rychlá díky součástem přítomným uvnitř
Je komplexní, s velkým množstvím instrukcí
Je to jednoduché s několika návody
Používá se pro univerzální aplikace

Používá se pro aplikačně specifické systémy

Nemá RAM, ROM a další I/O periferie

Má procesor, RAM, ROM a další periferie zabudované v čipu
Systémy běží velmi vysokou rychlostí

Systémy běží až do 200 MHz nebo více v závislosti na okruhu
Má menší počet registrů, takže operace jsou založeny na paměti
Má více registrů, což usnadňuje psaní programů
Příklady: INTEL 8085 A 8086

Příklady: Altera, INTEL, NEC, Panasonic atd

Z tohoto srovnání mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem je zřejmé, že mikroprocesor je součástí mikrokontroléru s přídavnou pamětí, I/O portem a dalšími periferiemi, jako jsou časovače, čítače, analogově digitální převodníky a další. Jak jsme se dočetli, mikroprocesor se také nazývá centrální procesorová jednotka (CPU). Určitě je to mnohem víc než CPU. Při dalším čtení narazíte na podrobně zmíněný rozdíl mezi IC a mikroprocesorem.

Co je centrální procesorová jednotka (CPU)?

Centrální procesorová jednotka (CPU) je považována za mozek počítače. Skládá se z milionů tranzistorů. Mikroprocesor je obvod, který obklopuje CPU. Pojďme pochopit, co je CPU.

Centrální procesorová jednotka (CPU) je nejdůležitější součástí počítačového systému. Je to v podstatě část počítače, která provádí I/O, zpracovává a ukládá data. Provádí instrukce prováděním systémových aritmetických, logických a vstupních/výstupních operací. CPU je často mylně považováno za hardware, ale CPU je zabudováno v jediném čipu zvaném mikroprocesor. CPU provádí své operace ve čtyřech krocích:

Vynést
Dekódovat
Vykonat
Odepsat

Mezi komponenty CPU patří aritmetická a logická (ALU) a řídicí jednotka (CU). ALU provádí aritmetické a logické operace, zatímco CU načítá příkazy z paměti, dekóduje je a provádí je.

Foto Christian Wiediger na Unsplash

Jak se liší mikroprocesor od CPU?

Poté, co se naučíte rozdíl mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem, dejte nám vědět o rozdílu mezi mikroprocesorem a CPU. Mikroprocesor vštěpuje všechny funkce CPU na jediném čipu. Tento čip se nazývá integrovaný obvod (IC). Kromě toho se skládá z I/O a obvodů pro přístup do paměti. Tento čip přijímá informace, zpracovává je podle pokynů a provádí výstup v binárním jazyce.

Mikroprocesor
procesor
Je to pouze centrální procesorová jednotka

Má integrovanou paměť a I/O
Používá se v osobních počítačích

Používá se ve vestavěných systémech

Neskládá se z RAM, ROM, I/O a dalších periferií
Má RAM, ROM a další periferie integrované do čipu
Externí médium se používá pro připojení RAM, ROM a I/O periferií
CPU používá vestavěnou řídící sběrnici
Má složitou architekturu, která zpracovává velké množství instrukcí
Má jednoduchý design a vyžaduje zpracování několika návodů

Ačkoli se rozumí, že CPU je mikroprocesor, ne všechny mikroprocesory jsou CPU. Mikroprocesor je více než CPU, protože obsahuje další procesory, jako je jednotka grafického procesoru (GPU), jednotka síťového zpracování (NPU) a jednotka zpracování zvuku (APU). V mikroprocesorech jsou také zabudovány zvukové a síťové karty. Než pochopíme rozdíl mezi IC a mikroprocesorem, podívejme se, co přesně je IC.

Co je integrovaný obvod (IC)?

Integrovaný obvod (IC) je mini elektronický obvod vyrobený na polovodičovém čipu. Jeden z prvních integrovaných obvodů vznikl v 70. letech minulého století. Základními součástmi integrovaného obvodu jsou tranzistory, kondenzátory, rezistory a diody. Navíc funguje jako zesilovač, mikroprocesor, mikrokontrolér, oscilátor, časovač, čítač, logické hradlo a paměť počítače.

Zde jsou některé funkce IC:

Konstrukce a balení: Je vyroben z křemíku a je malý a křehký. Jeho složky jsou spojeny do zlatých a hliníkových drátů a dále odlity do ploché krabice z plastu a keramiky.
Velikost IC: Je k dispozici ve velikostech mezi 1 mm2 a 200 mm.
Integrace IC: Integrované obvody získávají svá jména, když se vkládají do různých zařízení na stejném čipu. Podobně jako mikrokontrolér je integrovaný obvod, který obsahuje paměť, mikroprocesor, I/O porty a další periferie ve stejném zařízení.

Nadpis dále v tomto článku najdete vysvětlující rozdíl mezi IC a mikroprocesorem.

Jak se liší mikroprocesor od IC?

Poté, co se naučíte srovnání nebo rozdíl mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem, je nutné znát rozdíl mezi IC a mikroprocesorem. Mikroprocesory jsou jedním typem IC. Prý je to komplexní. Mikroprocesor vkládá funkce centrální procesorové jednotky na jeden čip. Je určen pro počítačové aplikace, zatímco integrované obvody jsou univerzální zařízení, která lze využít pro různé aplikace.

Mikroprocesory se skládají ze všech součástí obsažených v integrovaném obvodu, včetně paměti, CPU, I/O portů a jeho energeticky nezávislé paměti RAM a ROM. Tyto samotné mohou spouštět software na počítači bez požadavku na jakékoli podpůrné zařízení. Integrovaný obvod nemůže fungovat samostatně, protože má v sobě uložené instrukce. To je tedy rozdíl mezi IC a mikroprocesorem.

***

Doufáme, že vás náš článek dostatečně navedl, abyste věděli o srovnání nebo rozdílu mezi mikroprocesorem a mikrokontrolérem a rozdílu mezi IC a mikroprocesorem. Můžete nám sdělit jakékoli dotazy nebo návrhy týkající se jakéhokoli jiného tématu, o kterém chcete, abychom vytvořili článek. Dejte je do sekce komentářů níže, abychom je věděli.

Oprava Orcs Must Die Unchained Runtime Error