1. Mikroprotsessor nima? Mikrokontroller nima?

Mikroprotsessor va mikrokontroller o'rtasidagi farq nima?

Birinchidan, mikrokontroller (MCU) va mikroprotsessor bloki (MPU) o'rtasidagi farqni ko'rib chiqaylik. Odatda, mikrokontroller o'z dasturini saqlaydigan va bajaradigan chipli flesh xotiradan foydalanadi. Shu sababli, mikrokontroller juda qisqa ishga tushirish vaqtiga ega va kodni juda tez bajara oladi. O'rnatilgan xotiradan foydalanishda yagona cheklov uning cheklangan miqdoridir. Bozorda mavjud bo'lgan ko'pchilik mikrokontrollerlar maksimal flesh xotira hajmi ~ 2 megabaytga ega. Ba'zi ilovalar uchun bu muhim omil bo'lishi mumkin.
Mikroprotsessorlar xotira hajmida cheklovlarga ega emas, chunki ular dastur va ma'lumotlarni saqlash uchun tashqi xotiradan foydalanadilar. Dastur odatda NAND yoki ketma-ket flesh xotira kabi doimiy xotirada saqlanadi. Ishga tushganda dastur tashqi dinamik operativ xotiraga yuklanadi va keyin bajariladi. Mikroprotsessor mikrokontroller kabi tez ishga tusha olmaydi, lekin protsessorga ulanishi mumkin bo'lgan operativ xotira va doimiy xotira hajmi yuzlab va hatto minglab megabaytlarga yetishi mumkin.
Mikrokontroller va mikroprotsessor o'rtasidagi yana bir farq - bu quvvat tizimi. O'rnatilgan voltaj regulyatori tufayli mikrokontroller faqat bitta tashqi kuchlanishga muhtoj. Mikroprotsessor yadro, tashqi qurilmalar, kirish/chiqarish portlari va boshqalar uchun bir nechta turli kuchlanishlarni talab qiladi. Kengashda bu kuchlanishlarning mavjudligi dizayner tomonidan g'amxo'rlik qilishi kerak.

MPU yoki MCU nimani tanlash kerak?

Mikrokontroller yoki mikroprotsessorni tanlash ishlab chiqilayotgan qurilmaning spetsifikatsiyasining ba'zi jihatlari bilan belgilanadi. Masalan, mikrokontroller ta'minlay olmaydigan juda ko'p periferik interfeys kanallari talab qilinadi. Yoki foydalanuvchi interfeysiga qo'yiladigan talablarni mikrokontroller yordamida bajarib bo'lmaydi, chunki u etarli xotira va tezlikka ega emas. Birinchi rivojlanishni boshlab, mahsulot kelajakda juda ko'p o'zgarishi mumkinligini bilamiz. Bunday holda, ehtimol, eng yaxshi yechim qandaydir tayyor platformadan foydalanish bo'ladi. Shunday qilib, biz qurilmaning kelajakdagi modifikatsiyalari uchun hisoblash quvvati zaxirasini va interfeys imkoniyatlarini hisobga olamiz.
Aniqlash qiyin bo'lgan jihatlardan biri kelajakdagi tizimning ishlashi uchun zarur bo'lgan tezlikdir. Ushbu mezonni Dhrystone MIPS yoki DMIPS da o'lchanadigan hisoblash quvvati yordamida aniqlash mumkin (Dhrystone kompyuterning ishlashi uchun sintetik mezondir va MIPS - soniyada millionlab ko'rsatmalar soni). Misol uchun, ARM Cortex-M4 yadrosiga asoslangan Atmel SAM4 MCU 150 DMIPS ta'minlaydi, Atmel SAM5AD3 kabi ARM Cortex-A5 MCU esa 850 DMIPSgacha yetkazib berishi mumkin. Kerakli DMIPS ni baholashning usullaridan biri dasturning bir qismini ishga tushirish uchun qancha ishlash kerakligini ko'rib chiqishdir. Ilovangizni ishga tushirish uchun to'liq operatsion tizimni (Linux, Android yoki Windows CE) ishga tushirish uchun taxminan 300-400 DMIPS kerak bo'ladi. Va agar RTOS ilovasi uchun ishlatilsa, u holda faqat 50 DMIPS kifoya qiladi. RTOS-dan foydalanganda, kamroq xotira ham talab qilinadi, chunki yadro odatda bir necha kilobaytni egallaydi. Afsuski, to'liq operatsion tizim ishlashi uchun xotira boshqaruv bloki (MMU) talab qilinadi, bu esa o'z navbatida ishlatilishi mumkin bo'lgan protsessor yadrolari turini cheklaydi.
Katta miqdordagi raqamlarni qayta ishlaydigan ilovalar DMIPSning ma'lum bir chegarasini talab qiladi. Ilova qanchalik raqamli yo'naltirilgan bo'lsa, mikroprotsessordan foydalanish ehtimoli shunchalik yuqori bo'ladi.
Jiddiy munozaralar iste'molchi yoki sanoat elektronikasida foydalanuvchi interfeysidan foydalanishni talab qiladi. Iste'molchilar intuitiv grafik interfeyslardan foydalanishga odatlangan va sanoat operator bilan o'zaro aloqaning ushbu usulidan tobora ko'proq foydalanmoqda.
Foydalanuvchi interfeysi bilan bog'liq bir qancha omillar mavjud. Birinchidan, bu qo'shimcha hisoblash yukidir. Linuxda keng qo'llaniladigan Qt kabi interfeys kutubxonasi uchun qo'shimcha 80-100 DMIPS talab qilinadi. Ikkinchisi - foydalanuvchi interfeysining murakkabligi. Animatsiyalar, effektlar va multimedia kontentidan qanchalik ko'p foydalansangiz, tasvirning aniqligi qanchalik baland bo'lsa, sizga shunchalik ko'p ishlash va xotira kerak bo'ladi. Shuning uchun, ehtimol, bu erda mikroprotsessor mos keladi. Boshqa tomondan, past aniqlikdagi displeyda statik tasvirga ega oddiy foydalanuvchi interfeysi mikrokontrollerda ham amalga oshirilishi mumkin.
Mikroprotsessor foydasiga yana bir dalil - bu o'rnatilgan TFT LCD kontroller. Bir nechta mikrokontrollerlar bunday modulni o'z ichiga oladi. Mikrokontrollerga tashqi TFT LCD kontroller va boshqa drayverlarni qo'yishingiz mumkin, ammo mahsulotning yakuniy narxini hisobga olishingiz kerak.
Endi bozorda TFT LCD kontrollerlari bo'lgan flesh mikrokontrollerlar paydo bo'lmoqda, ammo displeyni boshqarish uchun hali ham etarli o'rnatilgan operativ xotira bo'lishi kerak. Misol uchun, 16 rangli QVGA 320x240 displeyni ko'rsatish va yangilash uchun 150 kB RAM talab qiladi. Bu juda katta hajmdagi RAM va tashqi xotira talab qilinishi mumkin, bu ham narxga ta'sir qiladi.
Keyinchalik murakkab grafik foydalanuvchi interfeyslari, ayniqsa 4,3 dyuymdan katta displeylardan foydalanadiganlar, mikroprotsessorlardan foydalanishni talab qiladi. Agar TFT rangli ekranli foydalanuvchi interfeysidan foydalanadigan ilovalarda mikroprotsessorlar ustunlik qilsa, u holda mikrokontrollerlar segment yoki nuqta-matritsali LCD displeylar va boshqa ketma-ket interfeys displeylarining qirollaridir.
Aloqa nuqtai nazaridan, ko'pchilik mikrokontrollerlar va mikroprotsessorlar eng mashhurlarini o'z ichiga oladi. Ammo HS USB 2.0, 10/100 Mbps Ethernet portlari yoki Gigabit Ethernet portlari kabi yuqori tezlikdagi interfeyslar odatda mikroprotsessorlar uchun ajratiladi, chunki ular katta hajmdagi ma'lumotlarni qayta ishlash uchun ko'proq mos keladi. Bu erda asosiy masala - ma'lumotlar oqimini qayta ishlash uchun mos kanallar va tarmoqli kengligi mavjudligi. Yuqori tezlikdagi ulanishlardan foydalanadigan va operatsion tizimga yo'naltirilgan ilovalar mikroprotsessorlardan foydalanishni talab qiladi.
Mikrokontroller va mikroprotsessor o'rtasidagi tanlovni belgilaydigan yana bir muhim jihat - bu dasturning deterministik javob vaqtiga bo'lgan talab. Protsessor yadrosi, o'rnatilgan flesh-xotira va RTOS (real vaqtda operatsion tizim) yoki sof C kodi ko'rinishidagi dasturiy ta'minot tufayli mikrokontroller ushbu mezonda albatta etakchi bo'ladi.

Xulosa

Mikrokontroller va mikroprotsessor o'rtasidagi tanlov ishlash, imkoniyatlar va rivojlanish byudjeti kabi ko'plab omillarga bog'liq.
Umuman olganda, mikrokontrollerlar odatda mahsulot tannarxi va energiyani tejash muhim bo'lgan xarajatlarni optimallashtirilgan echimlarda qo'llaniladi. Ular, masalan, batareyaning uzoq ishlash muddati talab qilinadigan ultra past quvvatli ilovalarda keng qo'llaniladi. Masalan, masofadan boshqarish pultlarida, iste'molchi elektr hisoblagichlarida, xavfsizlik tizimlarida va hokazo. Ular, shuningdek, yuqori darajada deterministik tizim harakati talab qilinadigan joylarda qo'llaniladi.
Mikroprotsessorlar odatda funktsional va yuqori unumdorlikdagi ilovalarni yaratish uchun ishlatiladi. Ular hisoblash intensivligi yoki yuqori tezlikdagi aloqa yoki qimmat foydalanuvchi interfeysini talab qiladigan sanoat va iste'molchi operatsion tizim ilovalari uchun idealdir.
Va oxirgisi. Tegishli mikrokontrollerlar yoki mikroprotsessorlarni taklif qiluvchi sotuvchini tanlang va dasturiy ta'minotni qayta ishlatishni oshiring.
Mikroprotsessorlar va mikrokontrollerlarni o'rganishni boshlaganingizda, sizda paydo bo'lishi mumkin bo'lgan birinchi savol "hey ... ular orasidagi farq nima?". Ushbu maqolada mikrokontrollerlar va mikroprotsessorlar o'rtasidagi asosiy o'xshashlik va farqlar ko'rsatilgan. Aslida, bu ikkala mikrokompyuter qurilmalarini oddiy taqqoslash bo'ladi.
Mikroprotsessorlar va mikrokontrollerlarning asosiy maqsadi ma'lum operatsiyalarni bajarish - xotiradan buyruqlarni (yoki buyruqlarni) olish, bu ko'rsatmalarni bajarish (arifmetik, mantiqiy operatsiyalarni bajarish) va natijalarni chiqarish qurilmalariga chiqarishdir. Ikkala qurilma ham doimiy ravishda xotiradan buyruqlar olish imkoniyatiga ega va quvvat o'chirilguncha bu buyruqlarni bajarishda davom etadi. Buyruqlar bitlar to'plamidir. Ushbu ko'rsatmalar har doim xotira deb ataladigan saqlash maydonidan olinadi. Endi mikroprotsessor tizimi va mikrokontroller tizimining blok-sxemalarini ko'rib chiqamiz.
Ushbu blok-sxemaga diqqat bilan qarasangiz, mikroprotsessorda faqat o'qiladigan xotira (ROM), tasodifiy kirish xotirasi (RAM), ketma-ket ma'lumotlar interfeyslari, taymerlar, kiritish-chiqarish portlari va boshqalar kabi ko'plab aksessuarlar mavjudligini ko'rishingiz mumkin. Ushbu qurilmalarning barchasi mikroprotsessor bilan tizim shinasi orqali bog'lanadi. Ya'ni, mikroprotsessor tizimidagi barcha yordamchi qurilmalar tashqidir. Tizim shinasi manzil shinasi, maʼlumotlar shinasi va boshqaruv shinasidan iborat.

Ushbu blok diagrammasi mikrokontroller tizimini ifodalaydi. Xo'sh, biz ko'rib turgan asosiy farq nima? ROM, operativ xotira, ketma-ket interfeys, kiritish/chiqarish portlari kabi barcha yordamchi qurilmalar ichki hisoblanadi. Bunday holda, ushbu qurilmalarni ulashning hojati yo'q, tizim ishlab chiquvchilari uchun juda ko'p vaqtni tejashga yordam beradigan yondashuv. Ya'ni, mikrokontroller bitta mikrosxema ichidagi barcha yordamchi qurilmalarga ega mikroprotsessor tizimidan boshqa narsa emas. Agar tashqi xotira, ADC / DAC modullari va boshqa shunga o'xshash qurilmalar bilan ishlash kerak bo'lmasa, u hech qanday majburiy tashqi shovqinni talab qilmaydi. Mikrokontrollerning ishlashini ta'minlash uchun siz unga faqat doimiy oqim kuchlanishini berishingiz, qayta o'rnatish pallasini va kerak bo'lganda soat uchun kristall osilatorni ulashingiz kerak.

Foydalanilgan adabiyotlar

1. 
   Yusupbekov N.R., Muxamedov B.I., G’ulomov Sh.M. ’’Texnologik jarayonlarni nazorat qilish va avtomatlashtirish.’’ –Toshkent: O‘qituvchi, 2011.
   
2. 
   Vaxidov A.X., Abdullaеv D.A. ‘‘ Avtomatikaning tеxnik vositalari.’’ Toshkent, 2012.
   
3. 
   Aripov N.M. “Avtomatik boshqarish nazariyasi va avtomatika elеmеntlari” ma'ruzalar matni. Toshkеnt, 2010.
   
4. 
   Ismoilov A.I., Nazarov O.K. “Avtomatika va avtomatlashtirish asoslari” fanidan ma'ruzalar matni. Andijon, 2006.
   
5. 
   Arxiv.uz
   
6. 
   Referat.uz