מיקרו - מעבד:

מיקרו מעבד הוא רכיב מחשב אלקטרוני המיוצר מטרנזיסטורים בגודל מיניאטורי וכמה אלמנטים אחרים במעגל IC יחיד (מעגל משולב) או שבב מיקרו בודד. הקיצור של המעבד הוא µP או uP. המעבד (יחידת העיבוד המרכזית) הוא המעבד המיקרו הנודע ביותר, אך רכיבים רבים אחרים במחשב מכילים אותם, כמו ה- GPU (יחידת עיבוד גרפיקה) בכרטיס מסך. במרוץ המחשבים האישיים, שמות המעבד והמעבד מוחלים להחלפה. במרכז כל מחשבי המחשב ובמקסימום של תחנות העבודה משולב מעבד. מיקרו-מעבדים שולטים בהגיון של כל המכונות הדיגיטליות, החל משעון רדיו ועד מבני הזרקת דלק לרכב. המעבד הוא חבילת IC יחידה בהן משולבות מספר פונקציות.

“דיאגרמת מעגל של שלט רחוק פשוטה ”

יש בעיקר חמישה סוגים של מיקרו-מעבדים שהיחידות הדקות האלה מספקות למחשבים 'מוח'. בתוך מיקרו-מעבד סיליקון רגיל, יהיו מספר טרנזיסטורים דקה וחלקים זעירים להפליא. כל הרכיבים הללו משמשים כדי לסייע בעבודה במחשב כמתוכנן.

סוגי המיקרו-מעבדים:

סוגים שונים של מעבדים

מערכי הוראות מורכבים: סוג זה של מעבד ידוע גם בשם CISM. CISM מסווג מעבד מיקרו שבו ניתן לבצע כל הזמנה והזמנה יחד עם מספר פונקציות אחרות ברמה נמוכה. פונקציות אלה נועדו לבצע פעולות כגון העלאת נתונים לכרטיס זיכרון, קריאה חוזרת או הורדת נתונים מכרטיס זיכרון או חישוב מתמטיקה מורכב בפקודה אחת.
מיקרו מעבדים מוגדרים להוראות: ידוע גם בשם RISC, זה נועד להאיץ את המעבדים הממוחשבים של המחשב. שבבים אלה נבנים תחת ההנחיה המאפשרת למעבד לבצע כמות קטנה יותר של דברים בתוך כל פקודה וזה יאפשר לו להשלים פקודות רבות יותר במהירות.
מעבדים על-סקלריים: מעבד מסוג זה משכפל את החומרה במיקרו-מעבד כך שהוא יכול לבצע הוראות רבות במקביל. ניתן להעביר משאבי העתק אלה יחידות לוגיקה חשבונית או מכפילים. סופרקלארים מורכבים ממספר יחידות מבצעיות. מעבדי מיקרו-על-סקלריים מבצעים יותר מפקודה אחת לאורך מחזור שעון יחיד על ידי העברה של הוראות רבות ליחידות תפעוליות מיותרות במעבד.
המעגל המשולב הספציפי ליישום: הידוע גם בשם מעבד ASIC מיועד למטרות מדויקות במיוחד, אשר יכולות לכלול בקרת פליטת רכב או מחשבים של עוזרים דיגיטליים אישיים. ASICs מיוצרים לעתים לפי מפרט, אך ניתן לייצר אותם גם באמצעות הילוכים מהמדף.
מעבדי אותות דיגיטליים (DSP): DSPs הם מעבדי מיקרו ייחודיים המשמשים לפענוח וקידוד וידאו, או להמיר דיגיטלי או וידאו לאנלוגי ולהיפך. פעולות אלו זקוקות למעבד מיקרו-מעבד במיוחד לביצוע חישובים מתמטיים. שבבי DSP משמשים בדרך כלל ב- SONAR, טלפונים ניידים, RADAR, גלגלי שמע לקולנוע ביתי וערכות כבלים.

מיקרופון:

מיקרו-בקר

מיקרו-בקר הוא מחשב על שבב המותאם לניהול גאדג'טים חשמליים. זה מיועד במיוחד למשימות מדויקות כמו שליטה במערכת מסוימת. מיקרו-בקר משתמש לפעמים בקיצור uC, µC, או MCU, הוא ביסודו מגוון מיוחד של מעבד שמטרתו להיות מספק ומשתלם. כמו כן, מיקרו-בקר הוא חלק משבץ במערכת, שהוא ביסודו מעגל שלם. מערכת קבועה היא מערכת מחשב המיועדת לבצע פונקציה אחת או יותר שוב ושוב עם מגבלות אימון בזמן אמת. הוא משובץ כאלמנט של מכונה מלאה המונה לעתים קרובות גם חומרה ואלמנטים ממונעים. חלקן חיצוניות ציוד היקפי אלקטרוני מתממשק למיקרו-בקר לקבלת ביצועים טובים יותר תלוי ביישומים.

איורים למיקרו-בקרים הם 8051, 80196 של אינטל, PIC של Microchip וסדרת 68HCxx של מוטורולה. בקרי מיקרו המשולבים בדרך כלל בצעצועים, מכוניות, מוצרי חשמל ומכונות משרדיות הם הילוכים המאגדים מספר מרכיבים של מערכת מיקרו-מעבד על שבב יחיד:

זיכרון (ROM ו- RAM)
ליבת המעבד (מעבד)
קצת קלט / פלט דיגיטלי מקביל

המיקרו-בקר הוא עד לשילוב של מספר פונקציות מועילות בחבילת IC בודדת. פונקציות אלה הן: -

היכולת לבצע קבוצה מצטברת של פקודות לביצוע עבודות המתוארות על ידי המשתמש.
היכולת להיות בקיאים להשתמש בשבבי זיכרון היקפיים לקריאה וכתיבה של נתונים מהזיכרון ואליו.

סוגי מיקרו-בקרים:

המיקרו-בקרים ממוינים במונחים של רוחב אוטובוס פנימי, מיקרו-בקר מובנה, סדר הזמנות, עיצוב מבני זיכרון, שבב IC או ליבת VLSI או קובץ Verilog ותא משפחתי. עבור המשפחה הדומה, יתכנו מגוון מהדורות עם מקורות שונים. הנה אנחנו נותנים מעטים סוגי מיקרו-בקר המשמשים ביישומים שונים .

סוגים שונים של מיקרו-בקרים

מיקרו-בקר 8 סיביות: כאשר אוטובוס פנים ב- MCU הוא אוטובוס של 8 סיביות, ה- ALU מבצע את פעולות ההיגיון והחשבון על גבי בתים בהזמנה. ה- MCU הוא מיקרו-בקר של 8 סיביות. האיורים של MCU 8 סיביות הם משפחות אינטל 8031/8051, מוטורולה MC68HC11 ו- PIC1x.
מיקרו-בקר של 16 סיביות: מיקרו-בקר 16 סיביות מורכב מאוטובוס של 16 סיביות וה- ALU מבצע פעולות חשבון ולוגיקה באופראנד של 16 סיביות. הוא מספק דיוק וביצועים גדולים יותר בהשוואה ל- MCU של 8 סיביות.
מיקרו-בקר 32 סיביות: כאשר אוטובוס פנים עבור פונקציית העברת הנתונים ב- MCU הוא אוטובוס של 32 סיביות, אז ה- ALU מבצע פונקציות לוגיות וחשבוניות על מילות אופרנד של 32 סיביות בהזמנות. ה- MCU הוא מיקרו-בקר של 32 סיביות. אלה מספקים דיוק וביצועים טובים יותר בהשוואה ל- MCU של 16 סיביות.
מיקרו-בקר מוטבע: כאשר מערכת קבועה או מוטמעת כוללת MCU שמכיל כל חלקי חומרה ותוכנה ביחידת סולו, ה- MCU מכונה מיקרו-בקר מוטבע. יחידת היקף או מערכת היקפית נוספת או מעטות במיוחד קיימות לעיבוד במהלך השליטה או השימוש במכשירים ההיקפיים. לשם המחשה, מעגל מקלט טלפון מפעיל מיקרו-בקר מובנה או מוטבע.
מיקרו-בקר זיכרון חיצוני: כאשר מערכת מובנית או משובצת מוסיפה MCU שכל אחד מחלקי החומרה והתוכנה קיים לא כמרכיב סולו, ומרכיב הזיכרון כולו או חלק ממנו מתממשק חיצונית על ידי הפעלת מעגל ממשק הידוע בשם במעגל דבק, ה- MCU ידוע כמיקרו-בקר זיכרון היקפי או חיצוני. לדוגמה, 8031 מורכב מזיכרון תוכנית שמממשק אליו כלפי חוץ. ל- 8051 יש גם זיכרון תוכניות פנימי וגם היקפי.

ההבדל בין מיקרו-מעבדים למיקרו-בקרים

ההבדל בין השניים הוא שמיקרו-בקר משלב את התכונות של מעבד (ALU, CPU, Registers) יחד עם קיומם של מאפיינים נוספים כמו קיום של ROM, RAM, מונה, יציאות קלט / פלט וכו '. כאן מיקרו-בקר שולט. הפונקציה של מכשיר על ידי שימוש בתוכניות קבועות שנצברו ב- ROM שאינן משתנות עם משך הזמן.

ההבדל בין מיקרו-מעבד למיקרו-בקר

מנקודת מבט נוספת, ההבדל העיקרי בין מיקרו-מעבדים ומיקרו-בקרים רגילים שנפרדים מהם מונחים אדריכליים הוא אזור היישום שלהם. מעבדים רגילים כמו משפחת פנטיום או מעבדי משפחת אינטל ליבה או מעבדים דומים נמצאים במחשבים כמכונה מתוכנתת שתתכנת באופן אוניברסלי. לאורך חייו עליו לנהל מטלות ותוכניות רבות ושונות שצוינו לו.

לעומת זאת א מיקרו-בקר ממשפחת PIC או משפחת 8051 או כל אחד אחר הבחין ביישומיהם במערכות משובצות זעירות כגון - מערכת בקרה של אותות תנועה או איזושהי מערכת רובוטית. כמו כן גאדג'טים אלה מנהלים משימה דומה או תוכנית דומה לאורך כל מחזור חייהם. הבדל נוסף הוא שהמיקרו-בקר בדרך כלל צריך לטפל במשימות מיידיות ואילו להיפך, המעבדים המיקרו במערכת מחשב אולי לא יטפלו במשימה מיידית בכל עת.

כיום סטודנטים רבים להנדסה מגלים עניין רב כלפי המעבד ו פרויקטים של מיקרו-בקר מכיוון שהם מאוד מעניינים ועוזרים לבנות קריירה טובה בתחום האלקטרוניקה.

נקודות זיכוי: