Встроенные системы - процессоры

Процессор - это сердце встроенной системы. Это базовая единица, которая принимает входные данные и выдает выходные данные после обработки данных. Для разработчика встроенных систем необходимо знание как микропроцессоров, так и микроконтроллеров.

Процессоры в системе

Процессор имеет два основных блока -

  • Блок управления потоком программ (CU)
  • Единица исполнения (ЕС)

CU включает в себя блок выборки для извлечения инструкций из памяти. В ЕС есть схемы, которые реализуют инструкции, относящиеся к операции передачи данных и преобразования данных из одной формы в другую.

ЕС включает в себя Арифметико-логический блок (АЛУ), а также схемы, которые выполняют инструкции для задачи управления программой, такой как прерывание, или переход к другому набору инструкций.

Процессор выполняет циклы выборки и выполняет инструкции в той же последовательности, в которой они извлекаются из памяти.

Типы процессоров

Процессоры могут быть следующих категорий -

  • Процессор общего назначения (GPP)

    • Микропроцессор
    • микроконтроллер
    • Встроенный процессор
    • Цифровой сигнальный процессор
    • Медиапроцессор
  • Системный процессор для приложений (ASSP)

  • Специфичные для приложений процессорные инструкции (ASIP)

  • Ядра (и) GPP или ядро (а) ASIP в интегральной микросхеме (ASIC) или схеме очень большой интеграции (VLSI).

Микропроцессор

Микропроцессор - это одиночная микросхема VLSI с процессором. Кроме того, он также может иметь другие блоки, такие как тренеры, арифметические единицы обработки с плавающей запятой и конвейерные единицы, которые помогают в более быстрой обработке команд.

Цикл извлечения и исполнения микропроцессоров предыдущего поколения определялся тактовой частотой порядка ~ 1 МГц. Процессоры теперь работают на тактовой частоте 2 ГГц

Микропроцессоры

микроконтроллер

Микроконтроллер представляет собой однокристальный блок VLSI (также называемый микрокомпьютером ), который, хотя и имеет ограниченные вычислительные возможности, обладает улучшенными возможностями ввода / вывода и несколькими функциональными блоками на кристалле.

Процессор ОЗУ ПЗУ
Порт ввода / вывода таймер Последовательный порт

Микроконтроллеры особенно используются во встроенных системах для приложений управления в реальном времени с встроенной памятью и устройствами.

Микропроцессор против Микроконтроллера

Давайте теперь посмотрим на наиболее заметные различия между микропроцессором и микроконтроллером.

Микропроцессор микроконтроллер
Микропроцессоры носят многозадачный характер. Может выполнять несколько задач одновременно. Например, на компьютере мы можем воспроизводить музыку во время написания текста в текстовом редакторе. Одиночная задача ориентирована. Например, стиральная машина предназначена только для стирки белья.
ОЗУ, ПЗУ, порты ввода / вывода и таймеры могут быть добавлены извне и могут различаться по количеству. RAM, ROM, порты ввода / вывода и таймеры не могут быть добавлены извне. Эти компоненты должны быть встроены в микросхему и зафиксированы в цифрах.
Дизайнеры могут решить, какое количество памяти или портов ввода / вывода необходимо. Фиксированное число для памяти или ввода / вывода делает микроконтроллер идеальным для ограниченной, но конкретной задачи.
Внешняя поддержка внешней памяти и портов ввода / вывода делает микропроцессорную систему более тяжелой и дорогой. Микроконтроллеры имеют меньший вес и дешевле, чем микропроцессор.
Внешние устройства требуют больше места, а их энергопотребление выше. Система на основе микроконтроллера потребляет меньше энергии и занимает меньше места.