Vad är skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller?

Mikroprocessorer, mikrokontroller och integrerade kretsar (IC) är byggstenarna i alla elektroniska enheter. De sägs också vara hjärtat och själen i den elektroniska industrin. Dessa enheter kan låta liknande men skiljer sig i sina egenskaper och funktioner. Ofta misslyckas människor med att förstå skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller. Förvirringen slutar inte här; mikroprocessor och CPU-skillnad är ett annat diskussionsämne. I den här artikeln kommer vi att se jämförelsen mellan mikroprocessor och mikrokontroller och en detaljerad förklaring av alla dessa termer. Du kommer också att lära dig jämförelsen eller skillnaden mellan IC och mikroprocessor i detalj. Läs igenom den här guiden för att få en bättre förståelse för hur de skiljer sig från varandra.

Innehållsförteckning

Vad är skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller?

Fortsätt läsa vidare för att få reda på allt om jämförelsen och skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller i detalj.

Vad är mikroprocessor?

Innan vi vet skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller, låt oss lära oss om mikroprocessorer. En mikroprocessor är ett chip som sägs vara datorns hjärna. Det kallas också för central processing unit (CPU). Detta enda chip kan bearbeta all logisk och beräkningsinformation som addition/subtraktion, I/O-hantering och många fler. Den kontrollerar alla systemkomponenter som USB, I/O-enheter, monitorer, minne, etc. För att utföra instruktionerna från användarna hämtar den data, avkodar den från högnivåspråk till maskinspråk och kör sedan den givna instruktioner.

Vilka är komponenterna i mikroprocessorn?

En mikroprocessor består av följande komponenter som används för att utföra de givna instruktionerna:

Register: Det är den tillfälliga lagringsplatsen för att utföra den givna instruktionen. Efter exekvering skickas data till källan och raderas från registren.
Aritmetisk och logisk enhet: Den utför aritmetiska och logiska operationer som matematiska beräkningar.
Timing och kontrollenhet: Säkerställer att alla interna och externa komponenter arbetar tillsammans i tid och sekvens.

Hur fungerar en mikroprocessor?

En mikroprocessor är ett fristående chip kopplat till extern kringutrustning som I/O-enheter och minnesenheter för att utföra en given uppsättning instruktioner.

Inmatningsenhet för att skicka informationen från användaren till minnesenheten.
Minne för att behålla informationen och utföra önskad funktion.
Utdataenheter för att visa resultaten.

Foto av Christian Wiediger på Unsplash

Vilka typer av mikroprocessorer finns det?

Mikroprocessorer delas in i tre typer utifrån:

1. Storlek på databuss

Beroende på storleken på databussen klassificeras mikroprocessorn i följande typer:

4-bitar: Dessa processorer har en datavägsbredd på 4 bitar. De kom i bruk i början av 1970-talet. Exempel på denna processor är INTEL 4004 och 4040.
8-bitar: Dessa är processorer som kan överföra 8-bitars data samtidigt. Ett exempel på denna processor är INTEL 8085.
16-bitar: Dessa är processorer som kan överföra 16-bitars data samtidigt. Exempel på dessa processorer är INTEL 8088 och 80286.
32-bitar: Dessa processorer kan överföra 32-bitars data per klockcykel. Exempel på dessa processorer är INTEL 80386, 80486 och Pentium.

2. Ansökan

Baserat på tillämpningen av processorn är den kategoriserad i följande typer:

Generella processorer (GPP): Processorer för allmänna ändamål (GPP) är avsedda för vanliga dagliga applikationer. Till exempel stationära datorer, mobiltelefoner, INTEL 8085 och Pentium.
Mikrokontroller (MCU): Mikrokontroller (MCU) är processorer med inbyggda minnesenheter och I/O kringutrustning designade för att utföra en viss uppsättning funktioner. Till exempel INTEL 8051, tvättmaskiner, datorskrivare m.m.
Special Purpose Microprocessor (SPM): Special Purpose Microprocessor (SPM) är utformad för att hantera en speciell operation som krävs för en applikation. Till exempel digital signalprocess, radar och flygning.

Fortsätt läsa vidare för att lära dig jämförelsen eller skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller.

3. Arkitektur

Complex Instruction Set Computer (CISC): Som namnet förklarar använder Complex Instruction Set Computer (CISC) ett minimalt antal instruktioner per program. Ett kommando utför alla funktioner som att ladda, utvärdera och lagra. Därför gör processen komplex. Den bortser från antalet cykler per kommando. Dess främsta fokus är att bygga komplexa kommandon direkt till hårdvaran. INTEL- och AMD-processorer är baserade på CISC-funktioner.
Reduced Instruction Set Computer (RISC): Reduced Instruction Set Computer (RISC) designades som en reaktion på CISC i mitten av 1980 för att minimera prestandatiden genom att minska datorns instruktionsuppsättning. Varje kommando behöver bara en klockcykel för att utföra de tilldelade instruktionerna. Detta kräver att RAM-minnet lagrar fler instruktioner och att kompilatorn konverterar språkkommandon på hög nivå till binär kod mer effektivt. Några exempel är MIPS, PowerPC, armprocessorer, etc.

Vilka är fördelarna med mikroprocessorer?

Här är en lista över alla fördelar med en mikroprocessor:

Kostnadseffektiv
Inbyggd artificiell intelligens (AI) och grafiskt användargränssnitt (GUI)
Bärbar och hög hastighet
Kompakt i storleken
Mångsidig och pålitlig
Låg energiförbrukning och värmealstring

Vilka är nackdelarna med mikroprocessorer?

Följande är nackdelarna med mikroprocessor:

Kräv binärt språk
Stöder inte flyttalsoperationer
Storleken på data
Oförmåga att fungera utan externa stödjande enheter
Blir skadad av felaktig strömförsörjning
Långsamma enkärniga processorer

Vilka är fördelarna och nackdelarna med mikroprocessorer?

Nedan nämns några för- och nackdelar med mikroprocessorn:

Fördelar:

Flyttar snabbt data till olika platser
Används för allmänna ändamål
Kan utföra flera uppgifter samtidigt

Nackdelar:

Dyr
Jättestor i storleken
Har inte RAM, ROM eller I/O kopplat till sig

Fortsätt läsa den här artikeln till slutet för att lära dig jämförelsen eller skillnaden mellan IC och mikroprocessor och mellan IC och mikroprocessor.

Vad är mikrokontroller och hur fungerar det?

Som en del av att lära oss skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller, låt oss veta om mikrokontroller. En mikrokontroller är en integrerad elektronisk kronisk datorenhet utformad för att utföra en specifik funktion i ett inbyggt system. Det kallas också för en mikrokontrollerenhet eller MCU. En mikrokontroller innehåller tre huvudkomponenter på ett enda chip: mikroprocessor, minnesenhet och kringutrustning för ingång och utgång. Dessa fungerar med hjälp av stödjande enheter som timers, analog till digital omvandlare, seriell ingång och utgång, och gemensamma linjer som kallas systembuss.

Arbetsprincip:

Ett enda mikrokontrollerchip inbäddat i ett system säkerställer prestanda för en viss funktion i en enhet. Denna process involverar mottagning och exekvering av data från in- och utgående kringutrustning med hjälp av mikroprocessorn. Mikrokontrollern tar emot den temporära informationen i sitt dataminne, där processorn kommer åt informationen och använder de givna instruktionerna från programminnet för att utföra operationen. Sedan använder den utgående kringutrustning för att utföra den nödvändiga åtgärden.

Foto av Vishnu Mohanan på Unsplash

Vilka är de grundläggande komponenterna i ett mikrokontrollersystem?

Huvudkomponenterna i mikrokontrollern är:

Mikroprocessor: Det är ett enda chip som kallas enhetens hjärna. Den utför aritmetiska och logiska operationer som addition/subtraktion, dataöverföringar, I/O-operationer och mycket mer. Det möjliggör också operationer som hjälper till att kommunicera instruktioner till andra komponenter i ett större integrerat system.
Minne: Detta är den del som används som lagringsplats för data, som processorn använder för att utföra de givna instruktionerna.
I/O kringutrustning: Ingångsportarna är ett sätt att ta emot data och skicka det till processorn i form av maskinspråk. Processorn utför de nödvändiga operationerna och instruerar utgångsenheten utanför mikrokontrollern för utförandet av uppgiften.

Hur många typer av mikrokontroller finns det?

Mikrokontroller klassificeras i olika typer enligt:

1. Bredd

Bussbredd hänvisar till de parallella linjerna som ansluter de interna komponenterna i mikrokontrollern. Dess primära funktion är att överföra data mellan processorn, minnesenheten och I/O kringutrustning. Det finns tre typer av bussar: databuss, adressbuss och kontrollbuss. Vidare är den klassificerad i tre typer av 8-bitars, 16-bitars och 32-bitars mikrokontroller.

8-bitars mikrokontroller: 8-bitars mikrokontroller består av en bussbredd som är 8-bitars bred. Detta innebär att den bara kan utföra operationer som fungerar på 8-bitars i en enda cykel. När en 16-bitars operation utförs tar det därför dubbelt så lång tid att exekvera resultat som bara är enkla matematiska beräkningar. Exempel på 8-bitars mikrokontroller är INTEL 8031/8051.
16-bitars mikrokontroller: 16-bitars mikrokontroller består av en bussbredd som är 16 bitar bred. Den sägs vara effektivare och snabbare än 8-bitars mikrokontroller, eftersom den kan överföra och bearbeta 16-bitars data i en enda cykel. Den ger de mest exakta operationerna för applikationer som kräver timerfunktioner. Till exempel, INTEL 8051XA, PIC2X, INTEL 8096, etc.
32-bitars mikrokontroller: 32-bitars mikrokontroller består av en bussbredd som är 32-bitars bred. Dess prestandaförmåga är bättre än någon annan mikrokontroller. Även om dess strömförbrukning och kostnad är högre, gör dess exakta funktionsförmåga det värt besväret. Den stöder flera kringutrustning som USB, ethernet, nätverksbuss, etc. Ett exempel på en 32-bitars mikrokontroller är INTEL/ATMEL 251-familjen.

Du kommer att lära känna jämförelsen mellan mikroprocessor och mikrokontroller längre fram i den här artikeln.

2. Minne

På basis av minne är mikrokontrollern kategoriserad i två typer:

Inbäddad minnesmikrokontroller: Inbäddad minnesmikrokontroller består av alla komponenter inbäddade i ett enda chip. Dessa komponenter inkluderar data- och programminne, avbrott, timers, räknare, etc. Även om minnesblocken i mikrokontroller inte är utbyggbara, kan en ROM användas för att utöka dess utrymme.
Externt minnesmikrokontroller: Externt minnesmikrokontroller har inget minnesblock inbäddat i sig själv. Det kräver stöd av externt minne för att fungera. Till exempel har INTEL 8031 inget minneschip kopplat till sig.

3. Instruktionsuppsättningsarkitektur

Enligt instruktionsuppsättningens arkitektur klassificeras mikrokontrollern i två typer:

Complex Instruction Set Computer (CISC): Complex Instruction Set Computer (CISC) är en mikrokontroller som endast är avsedd att följa en komplex instruktion. Den utför olika åtgärder med bara ett kommando. Det är ett kompakt program som använder stora instruktioner och många adresslägen. Det tar mycket tid att utföra de givna instruktionerna.
Reduced Instruction Set Computer (RISC): Reduced Instruction Set Computer (RISC) är en mikrokontroller som utvecklades som svar på CISC. Det möjliggör bearbetning av enklare instruktioner. Den utför en given instruktion i taget.

Fortsätt läsa vidare för att förstå jämförelsen eller skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller.

4. Mikrokontrollerarkitektur

På basis av mikrokontrollerarkitektur klassificeras mikrokontrollern i två typer:

Harvard Architecture Microcontroller: Harvard Architecture mikrokontroller har två olika minnesgränssnitt: ett för data/variabler och det andra för program/instruktioner. Parallellen med instruktionsgränssnittet är dess säljfunktion. Det är dyrt för sin sofistikerade design.
Von Neumann/Princeton arkitekturmikrokontroller: Von Neumann/Princeton arkitekturmikrokontroller använder ett enda gränssnitt för lagring av både data och instruktioner. Även om det tar tid att utföra instruktionerna är det kostnadseffektivt och bekvämt.

Vilka är fördelarna och nackdelarna med mikrokontroller?

En lista över alla fördelar med mikroprocessorn nämns nedan:

Fungerar som en mikrodator utan några digitala delar
Lätt att använda och underhålla
Kostnadseffektiv och kompakt
Utför de givna instruktionerna snabbare
Instruktionscykeltimer
Stöder tillägg av RAM, ROM och I/O kringutrustning

Lista över alla nackdelar med mikroprocessorn nämns nedan:

Komplex arkitektur
Oförmåga att hantera högeffektsenheter på grund av låg hastighet
Utför ett begränsat antal funktioner åt gången
Används i mikroutrustning, som är svår att använda
Inte alla mikrokontroller har I/O kringutrustning
Den består av en komplementär metalloxidhalvledare och är benägen att skadas av statisk laddning

Vilka är för- och nackdelarna med mikrokontroller?

Några av för- och nackdelarna med mikrokontroller nämns nedan:

Fördelar:

Fungerar på enheter med lagrad ström
Mindre strömförbrukning
Finns i regelbundet använda enheter

Nackdelar:

Kräver att en person är utbildad då det är avsett för ett specifikt ändamål
De kan inte komma åt programminnet

Låt oss nu gå vidare för att lära oss jämförelsen eller skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller och mellan IC och mikroprocessor.

Vad är skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller?

Efter att ha förstått mikroprocessorn och mikrokontrollern och deras egenskaper, låt oss titta på jämförelsen eller skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller.

Mikroprocessor
Mikrokontroller
Huvuddelen av datorsystemet

Del av ett inbyggt system

Den består endast av minnesenheten. Därför krävs ytterligare minne och I/O-portar
Den består av en processor förutom dess interna minne och I/O-komponenter
Kretsen är stor på grund av tillsatsen av externa komponenter
Kretsen är mindre på grund av de internt tillgängliga komponenterna
Den kan inte användas i kompakta system på grund av dess ineffektivitet

Den kan användas i kompakta system, eftersom den är effektiv

Kostnaden för hela systemet är hög

Kostnaden för hela systemet är låg

Dess strömförbrukning är hög, så den kan inte fungera på lagrade strömenheter
Den har låg strömförbrukning. Därför fungerar det på lagrade batterier
Har inte energisparläge

De har lägen för att minska strömförbrukningen som kallas viloläge eller energisparläge
Det används bara på persondatorer

Det används ofta i tvättmaskiner, mp3-spelare, miniräknare, bilar

Den är baserad på Von Neumann-arkitekturen

Den är baserad på Harvard Architecture

Det fungerar långsamt, eftersom varje operation kräver kommunikation med externa komponenter
Det fungerar snabbare då kommunikationen är snabb på grund av de komponenter som finns internt
Det är komplext, med ett stort antal instruktioner
Det är enkelt med få instruktioner
Den används för allmänna applikationer

Den används för applikationsspecifika system

Den har inget RAM, ROM och annan I/O-kringutrustning

Den har en processor, RAM, ROM och annan kringutrustning inbäddad i ett chip
Systemen körs med mycket hög hastighet

System kör upp till 200MHz eller mer beroende på krets
Den har mindre antal register, så operationerna är minnesbaserade
Den har fler register, vilket gör det bekvämt att skriva program
Exempel: INTEL 8085 OCH 8086

Exempel: Altera, INTEL, NEC, Panasonic, etc

Genom denna jämförelse mellan mikroprocessor och mikrokontroller är det tydligt att mikroprocessorn är en del av mikrokontrollern med extra minne, en I/O-port och annan kringutrustning som timers, räknare, analog till digital omvandlare och mer. Som vi läser kallas mikroprocessorn även för den centrala processorenheten (CPU). Visst, det är mycket mer än processorn. När du kommer att fortsätta läsa kommer du att stöta på skillnaden mellan IC och mikroprocessor som nämns i detalj.

Vad är Central Processing Unit (CPU)?

Den centrala processorenheten (CPU) anses vara datorns hjärna. Den består av miljontals transistorer. Mikroprocessorn är kretsen som omger CPU:n. Låt oss förstå vad en CPU är.

Den centrala processorenheten (CPU) är den viktigaste delen av datorsystemet. Det är i huvudsak den del av datorn som utför I/O, bearbetning och lagring av data. Den utför instruktionerna genom att utföra systemets aritmetiska, logiska och inmatnings-/utdataoperationer. En CPU förväxlas ofta som hårdvara, men CPU:n är inbäddad i ett enda chip som kallas en mikroprocessor. En CPU utför sina operationer i fyra steg:

Hämta
Avkoda
Kör
Skriv tillbaka

Komponenter i CPU:n inkluderar aritmetisk och logisk (ALU) och kontrollenhet (CU). ALU utför aritmetiska och logiska operationer medan CU:n hämtar kommandon från minnet, avkodar det och exekverar dem.

Foto av Christian Wiediger på Unsplash

Hur skiljer sig mikroprocessor från CPU?

Efter att ha lärt oss skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller, låt oss veta om skillnaden mellan mikroprocessor och CPU. En mikroprocessor inskärper alla funktioner hos en CPU på ett enda chip. Detta chip kallas en integrerad krets (IC). Utöver detta består den även av I/O och minnesåtkomstkretsar. Detta chip tar emot information, bearbetar den enligt anvisningarna och exekverar utdata på binärt språk.

Mikroprocessor
CPU
Det är bara den centrala bearbetningsenheten

Den har minne och I/O integrerade tillsammans
Det används i persondatorer

Det används i inbyggda system

Den består inte av RAM, ROM, I/O och annan kringutrustning
Den har RAM, ROM och annan kringutrustning integrerad i ett chip
Ett externt medium används för att ansluta RAM, ROM och I/O kringutrustning
CPU:n använder en inbyggd styrbuss
Den har en komplex arkitektur som bearbetar en stor mängd instruktioner
Den har en enkel design och kräver bearbetning av några instruktioner

Även om det är underförstått att processorn är en mikroprocessor, är inte alla mikroprocessorer processorer. En mikroprocessor är mer än processorn eftersom den innehåller andra processorer som en grafikprocessorenhet (GPU), nätverksprocessorenhet (NPU) och ljudbehandlingsenhet (APU). Ljudkort och nätverkskort är också inbäddade i mikroprocessorer. Innan vi förstår skillnaden mellan IC och mikroprocessor, låt oss se vad som är exakt IC.

Vad är den integrerade kretsen (IC)?

En integrerad krets (IC) är en mini elektronisk krets som produceras på ett halvledarchip. En av de första integrerade kretsarna skapades på 1970-talet. Komponenterna i en integrerad krets är transistorer, kondensatorer, resistorer och dioder. Dessutom fungerar den som en förstärkare, mikroprocessor, mikrokontroller, oscillator, timer, räknare, logisk grind och datorminne.

Här är några funktioner hos IC:en:

Konstruktion och förpackning: Den är gjord av kisel och är liten och ömtålig. Dess beståndsdelar binds till guld- och aluminiumtrådar och gjuts vidare till en platt låda av plast och keramik.
Storlek på en IC: Den finns i storlekar mellan 1 kvadrat mm och 200 kvadrat mm.
IC-integration: Integrerade kretsar får sina namn när de bäddar in sig i olika enheter på samma chip. Liksom en mikrokontroller är en integrerad krets som inkluderar minne, mikroprocessor, I/O-portar och annan kringutrustning i samma enhet.

Du hittar rubriken längre fram i den här artikeln som förklarar skillnaden mellan IC och mikroprocessor.

Hur skiljer sig mikroprocessor från IC?

Efter att ha lärt sig jämförelsen eller skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller är det nödvändigt att känna till skillnaden mellan IC och mikroprocessor. Mikroprocessorer är en typ av IC. Det sägs vara en komplex sådan. En mikroprocessor fyller funktionerna hos en centralenhet på ett enda chip. Den är designad för en datorapplikation, medan integrerade kretsar är enheter för allmänna ändamål som kan användas för olika applikationer.

Mikroprocessorer består av alla komponenter som finns i en integrerad krets, inklusive minne, CPU, I/O-portar och dess icke-flyktiga RAM och ROM. Enbart dessa kan köra programvara på en dator utan krav på någon stödjande enhet. En integrerad krets kan inte fungera självständigt eftersom den har instruktioner lagrade i sig själv. Så det här är skillnaden mellan IC och mikroprocessor.

***

Vi hoppas att vår artikel har väglett dig tillräckligt för att veta om jämförelsen eller skillnaden mellan mikroprocessor och mikrokontroller och skillnaden mellan IC och mikroprocessor. Du kan låta oss veta alla frågor eller förslag om något annat ämne som du vill att vi ska göra en artikel om. Släpp dem i kommentarsfältet nedan för att vi ska veta.