Pagpili sa pagitan ng isang microcontroller at microprocessor

Ang utak ng isang naka-embed na aparato, na kung saan ay ang yunit ng pagpoproseso, ay isang pangunahing mapagpasiya ng tagumpay o pagkabigo ng aparato sa pagtupad ng (mga) gawain na kung saan ito ay dinisenyo. Ang unit ng pagpoproseso ay responsable para sa bawat proseso na kinasasangkutan mula sa pag-input sa system, hanggang sa huling output, sa gayon ang pagpili ng tamang platform para sa utak ay naging napakahalaga sa panahon ng disenyo ng aparato dahil ang bawat iba pang bagay ay nakasalalay sa kawastuhan ng desisyon na iyon.

Microcontroller at Microprocessor

Ang mga sangkap ng pagproseso na ginamit para sa mga naka-embed na aparato ay maaaring nahahati sa dalawang malawak na kategorya; Mga Microcontroller at Microprocessor.

Ang mga Microcontroller ay maliit na mga aparato sa computing sa isang solong maliit na tilad na naglalaman ng isa o higit pang mga core ng pagproseso, na may mga aparato sa memorya na naka-embed sa tabi ng mai-program na espesyal at pangkalahatang layunin ng input at output (I / O) na mga port. Ginagamit ang mga ito lalo na sa mga application kung saan ang tiyak na mga paulit-ulit na gawain lamang ang kailangang gumanap. Tinalakay na namin ang tungkol sa pagpili ng Tamang Microcontroller para sa iyong mga naka-embed na proyekto.

Ang mga microprocessor sa kabilang banda ay pangkalahatang layunin ng mga aparato sa pag-compute na isinasama ang lahat ng mga pag-andar ng gitnang pagpoproseso ng yunit sa isang maliit na tilad ngunit hindi kasama ang mga peripheral tulad ng memorya at mga input at output pin tulad ng microcontroller.

Bagaman binabago ngayon ng mga tagagawa ang maraming mga bagay na lumabo sa linya sa pagitan ng mga microcontroller at microprocessor tulad ng paggamit ng memorya sa mga chips para sa microprocessors at ang kakayahan ng mga microcontroller na kumonekta sa isang panlabas na memorya, ang mga pangunahing pagkakaiba ay mayroon pa rin sa pagitan ng mga sangkap na ito at ang taga-disenyo ay kailangang piliin ang pinakamahusay sa pagitan nila para sa isang partikular na proyekto.

Matuto nang higit pa tungkol sa pagkakaiba sa pagitan ng Microcontroller at Microprocessor.

Mga Kadahilanan na Dapat Isaalang-alang kapag pumipili ng isang MPU o MCU

Bago gumawa ng anumang desisyon sa direksyon na pupunta tungkol sa pagproseso ng aparato na gagamitin para sa disenyo ng isang naka-embed na produkto, mahalagang paunlarin ang mga pagtutukoy ng disenyo. Ang pagbuo ng mga pagtutukoy ng disenyo ay nagbibigay ng isang paraan para sa paunang disenyo ng aparato na makakatulong na makilala sa mga detalye, ang problemang malulutas, kung paano ito malulutas, i-highlight ang mga sangkap na gagamitin at marami pa. Tinutulungan nito ang taga-disenyo na gumawa ng may kaalamang mga pangkalahatang pagpapasya tungkol sa proyekto at makakatulong matukoy kung aling direksyon ang lalakbayin para sa yunit sa pagpoproseso.

Ang ilan sa mga kadahilanan sa pagtutukoy ng disenyo na kailangang isaalang-alang bago pumili sa pagitan ng isang microcontroller at isang microprocessor ay inilarawan sa ibaba.

1. Lakas ng Pagproseso

Ang kapangyarihan sa pagpoproseso ay isa sa pangunahing (kung hindi pangunahing) bagay na isasaalang-alang kapag pumipili sa pagitan ng isang microcontroller at isang microprocessor. Ito ay isa sa mga pangunahing kadahilanan na ikiling gamitin sa microprocessors. Sinusukat ito sa DMIPS (Dhrystone Milyong Mga Tagubilin bawat Segundo) at kumakatawan sa bilang ng mga tagubilin na maaaring maproseso ng isang microcontroller o microprocessor sa isang segundo. Mahalaga ito ay isang pahiwatig ng kung gaano kabilis ang isang aparato ay maaaring makumpleto ang isang gawain na nakatalaga dito.

Habang ang pagtukoy ng eksaktong lakas ng computational na kinakailangan ng iyong disenyo ay maaaring maging isang napakahirap na gawain, magagawa ang isang may pinag-aralan na hula, sa pamamagitan ng pagsusuri sa (mga) gawain, ang aparato ay nilikha upang maisagawa at kung ano ang mga kinakailangan sa computational ng mga gawaing iyon. Halimbawa ang pag-unlad ng isang aparato na nangangailangan ng paggamit ng isang buong operating system alinman sa naka-embed na Linux, windows CE o alinman sa iba pang OS ay mangangailangan ng isang pagpoproseso ng lakas na kasing taas ng 500 DMIPS, tulad ng isang processor? Oo Upang maidagdag dito, ang pagpapatakbo ng isang operating system sa isang aparato ay mangangailangan ng isang memory management unit (MMU) na magpapataas sa kinakailangang lakas sa pagpoproseso. Ang mga application ng aparato na nagsasangkot ng maraming arithmetic ay nangangailangan din ng napakataas na DMIPSmga halaga at mas maraming mga matematika / numerong pagkalkula ang aparato ay dapat gumanap, mas ang mga kinakailangan sa disenyo ikiling patungo sa paggamit ng isang microprocessor dahil sa kinakailangang kapangyarihan sa pagpoproseso.

Ang isa pang pangunahing implikasyon ng kapangyarihan sa pagproseso na nakakaapekto sa pagpipilian sa pagitan ng microprocessors at microcontrollers ay ang pagiging kumplikado o pagiging simple ng mga bagay tulad ng mga interface ng User. Ito ay isang kanais-nais na bagay sa mga araw na ito upang magkaroon ng makulay at interactive na mga GI kahit para sa pinaka-pangunahing mga aplikasyon. Karamihan sa mga silid-aklatan na ginamit sa paglikha ng mga interface ng gumagamit tulad ng QT ay nangangailangan ng lakas sa pagpoproseso ng hanggang 80 - 100 DMIPS at mas maraming mga animasyon, imahe at iba pang nilalaman ng multimedia na maipakita, mas kinakailangang lakas sa pagpoproseso. Gayunpaman, ang mga mas simpleng mga interface ng gumagamit sa mga screen ng mababang resolusyon ay nangangailangan ng kaunting lakas sa pagproseso at maaaring mapagana gamit ang mga microcontroller bilang isang bilang ng mga ito sa mga araw na ito, may mga naka-embed na interface upang makipag-ugnay sa iba't ibang mga pagpapakita

Bukod sa ilan sa mga pangunahing pag-andar na nabanggit sa itaas, mahalagang magreserba ng ilang kapangyarihan sa pagpoproseso para sa mga komunikasyon at iba pang mga paligid. Bagaman ang karamihan sa mga halimbawang ibinigay sa itaas ay may posibilidad na suportahan ang paggamit ng isang microprocessors, sa pangkalahatan ay mas mahal ito kumpara sa mga microcontroller at magiging labis na paggamit kapag ginamit sa ilang mga solusyon, halimbawa ang paggamit ng isang 500 DMIPS microprocessor upang i-automate ang isang bombilya ay makakagawa ng pangkalahatang gastos ng produkto na mas mataas kaysa sa normal at maaaring humantong sa kabiguan nito sa merkado.

2. Mga interface

Ang interface na gagamitin upang ikonekta ang iba't ibang mga elemento ng produkto ay isa sa mga salik na isasaalang-alang bago pumili sa pagitan ng isang microcontroller at isang microprocessor. Ito ay mahalaga upang matiyak na ang pagpoproseso ng yunit na gagamitin ay may mga interface na kinakailangan ng iba pang mga bahagi.

Halimbawa, mula sa pagkakakonekta at mga punto ng komunikasyon, ang karamihan sa mga microcontroller at Microprocessor ay nagtataglay ng mga interface na kinakailangan upang kumonekta sa mga aparato sa komunikasyon ngunit kapag ang mga bilis ng bilis ng komunikasyon na tulad ng sobrang bilis ng USB 3.0 interface, maraming 10/100 Ethernet port o Gigabit Ethernet port ang kinakailangan, mga bagay ikiling sa direksyon ng Microprocessor tulad ng kinakailangang interface upang suportahan ang mga ito sa pangkalahatan ay matatagpuan lamang sa kanila sapagkat mas may kakayahang hawakan at maproseso ang maraming halaga ng data at ang bilis ng paglipat ng data na iyon.

Ang Epekto ng mga protokol na ginamit para sa mga interface na ito sa dami ng kinakailangang memorya para sa firmware ay dapat kumpirmahin dahil madalas nilang madagdagan ang mga kinakailangan sa memorya. Ito ay isang pangkalahatang tuntunin ng hinlalaki na ang isang disenyo na nakabatay sa microprocessor, ay gagamitin para sa mga application na nangangailangan ng mabilis na pagkakakonekta na may malaking halaga ng data na ipinagpapalit lalo na kapag ang system ay nagsasangkot ng paggamit ng isang operating system.

3. memorya

Ang dalawang aparato sa pagproseso ng data na ito ay naghahawak ng memorya at pag-iimbak ng data nang magkakaiba. Halimbawa, ang mga microcontroll ay may naka-embed, nakapirming mga aparato ng memorya habang ang mga microprocessor ay may mga interface na kung saan ang mga aparato ng memorya ay maaaring konektado. Dalawang pangunahing implikasyon nito ay;

Gastos

Ang microcontroller ay nagiging isang mas murang solusyon, dahil hindi ito nangangailangan ng paggamit ng isang karagdagang aparato sa memorya habang ang microprocessor ay nagiging isang mamahaling solusyon na aangkin dahil sa mga karagdagang kinakailangang ito.

Limitadong memorya

Ang nakapirming memorya sa microcontroller ay gumagawa ng dami ng data na maaaring maiimbak dito limitado. Ito ay isang sitwasyong hindi naaangkop sa mga nagpoproseso dahil kadalasang nakakonekta sila sa mga panlabas na aparato sa memorya. Ang isang magandang halimbawa kung kailan ang isang limitasyon ay maaaring maging isang problema ay kapag bumubuo ng firmware para sa aparato. Ang pagdaragdag ng Mga Karagdagang kilobyte sa laki ng code ay maaaring mangailangan ng isang pagbabago sa microcontroller na gagamitin ngunit kung ang disenyo ay batay sa isang processor, kakailanganin lamang naming baguhin ang memorya ng aparato. Sa gayon ang Microprocessors ay nag-aalok ng higit na kakayahang umangkop sa memorya.

Mayroong maraming iba pang mga kadahilanan batay sa memorya na isasaalang-alang, isa sa mga ito ay ang oras ng pagsisimula (boot). Ang mga Microprocessor halimbawa ay nag-iimbak ng firmware sa isang panlabas na memorya (Karaniwan isang panlabas na memorya ng NAND o Serial Flash) at sa boot, ang firmware ay nai-load sa DRAM ng processor. Habang nagaganap ito sa loob ng ilang segundo, maaaring hindi ito Tamang-tama para sa ilang mga application. Ang microcontroller sa kabilang banda ay tumatagal ng mas kaunting oras.

Para sa pangkalahatang pagsasaalang-alang sa bilis, ang MCU ay karaniwang nanalo dahil sa kakayahang tugunan ang pinaka-oras na mga kritikal na aplikasyon dahil sa core ng processor na ginamit sa kanila, ang katunayan na ang memorya ay naka-embed at ang firmware na ginamit sa kanila ay palaging alinman sa isang RTOS o hubad na metal C.

4. Kapangyarihan

Ang isang pangwakas na punto na isasaalang-alang ay ang pagkonsumo ng kuryente. Habang ang mga Microprocessor ay may mababang mga mode ng kuryente, ang mga mode na ito ay hindi kasing dami ng mga magagamit sa isang tipikal na MCU at sa mga panlabas na sangkap na kinakailangan ng isang disenyo na nakabatay sa microprocessor, medyo mas kumplikado ito upang makamit ang mababang mga mode ng kuryente. Bukod sa mga mababang mode ng kuryente, ang aktwal na dami ng lakas na natupok ng isang MCU ay isang buong mas mababa kaysa sa kinakain ng isang microprocessor, dahil mas malaki ang kakayahan sa pagproseso, mas maraming dami ng kinakailangang lakas upang mapanatiling tumatakbo ang processor.

Samakatuwid ang mga microcontroller ay may posibilidad na makahanap ng mga application kung saan kinakailangan ang mga unit ng pagpoproseso ng kuryente na napakababa tulad ng mga remote control, electronics ng consumer at maraming mga smart device kung saan ang disenyo ng diin ay nasa mahabang buhay ng buhay ng baterya. Ginagamit din ang mga ito kung saan kinakailangan ang isang lubos na mapagpasyang pag-uugali.

Ang mga microprocessor sa kabilang banda ay mainam para sa pang-industriya at aplikasyon ng consumer na nangangailangan ng isang operating system, masinsinang makalkula at nangangailangan ng mabilis na pagkakakonekta o isang interface ng gumagamit na may maraming impormasyon sa media.

Konklusyon

Maraming iba pang mga kadahilanan ang umiiral at nagsisilbing mga tumutukoy sa pagpili sa pagitan ng dalawang mga platform at lahat ay nasasailalim sa pagganap, kakayahan at badyet ngunit ang pangkalahatang pagpili ay mas madali kapag ang isang tamang sistema ng paunang disenyo ay nasa lugar at malinaw na nakasaad ang mga kinakailangan. Ang mga microcontroller ay kadalasang ginagamit sa mga solusyon na may napakahigpit na badyet ng BOM at may mahigpit na kinakailangan ng kuryente habang, ang Microprocessors ay ginagamit sa mga application na may malaking pagkalkula at mga kinakailangan sa pagganap.