Для початківців, які тільки починають працювати з електронікою, часто може бути заплутаним порівняння мікропроцесора та мікроконтролера. Але як мікропроцесор, так і мікроконтролери абсолютно відрізняються один від одного з точки зору апаратної архітектури та роботи. Основна різниця між мікропроцесором та мікроконтролеромполягає в тому, що мікропроцесорна мікросхема має лише процесор всередині себе, тоді як мікроконтролерна мікросхема також має оперативну пам'ять, ПЗУ та іншу периферію, пов'язану з цим. Деякі популярні приклади мікропроцесора - це ядро Intel i7, AMD Athlon, Broadcom BCM2711 (Raspberry Pi) тощо, а деяким прикладом для мікроконтролерів є ATmega328 (Arduino UNO), STM32, PIC16F877A тощо. Щоб детально зрозуміти, ми повинні поглянути на загальна архітектура мікропроцесора та мікроконтролера, що саме те, що ми будемо робити в цій статті.
Що таке мікроконтролер?
Це як маленький комп’ютер на одному мікросхемі. Він містить ядро процесора, ПЗУ, оперативну пам’ять та виводи вводу-виводу, призначені для виконання різних завдань. Мікроконтролери зазвичай використовуються в проектах та додатках, які потребують безпосереднього контролю з боку користувачів. Оскільки він має всі компоненти, необхідні в єдиному чіпі, йому не потрібні зовнішні схеми для виконання свого завдання, тому мікроконтролери активно використовуються у вбудованих системах, а великі компанії-виробники мікроконтролерів роблять їх для використання на вбудованому ринку. Мікроконтролер можна назвати серцем вбудованої системи. Деякі приклади популярного мікроконтролера - це мікроконтролер серії 8051, AVR, PIC.
Вище архітектура мікроконтролера 8051. І ви можете бачити, що всі необхідні компоненти для невеликого проекту присутні в одному мікросхемі. З розвитком електроніки на ринку з’являється багато нових мікроконтролерів, якщо ви хочете зрозуміти, як вибрати правильний мікроконтролер для своєї програми, ви можете ознайомитися зі статтею, на яку посилаються.
Що таке мікропроцесор?
Мікропроцесор має лише процесор всередині них в одній або кількох інтегральних схемах. Як і мікроконтролери, він не має оперативної пам'яті, ПЗУ та іншої периферії. Вони залежать від роботи зовнішніх схем периферійних пристроїв. Але мікропроцесори не призначені для конкретного завдання, але вони потрібні там, де завдання складні та складні, наприклад, розробка програмного забезпечення, ігор та інших додатків, що вимагають великої пам'яті, і де вхідні та вихідні дані не визначені. Це можна назвати серцем комп’ютерної системи. Деякі приклади мікропроцесорів - це Pentium, I3 та I5 тощо.
З цього образу архітектури мікропроцесора легко видно, що він має регістри та ALU як процесор, і в ньому немає оперативної пам'яті та ПЗУ.
Мікропроцесор проти мікроконтролера
Оскільки зараз ви в основному знаєте, що таке мікроконтролер та мікропроцесор, було б легко визначити основні відмінності між мікроконтролером та мікропроцесором.
1. Ключова відмінність обох - наявність зовнішньої периферії, де мікроконтролери мають вбудовану оперативну пам’ять, ПЗУ, EEPROM, тоді як у випадку мікропроцесорів доводиться використовувати зовнішні схеми.
2. Оскільки всі периферійні пристрої мікроконтролера розташовані на одному мікросхемі, він компактний, тоді як мікропроцесор є громіздким.
3. Мікроконтролери виготовляються з використанням додаткової напівпровідникової технології оксиду металу, тому вони набагато дешевші за мікропроцесори. Крім того, додатки, виготовлені з мікроконтролерами, дешевші, оскільки їм потрібні менші зовнішні компоненти, тоді як загальна вартість систем, виготовлених з мікропроцесорами, висока через велику кількість зовнішніх компонентів, необхідних для таких систем.
4. Швидкість обробки мікроконтролерів становить приблизно від 8 МГц до 50 МГц, але навпаки, швидкість обробки загальних мікропроцесорів перевищує 1 ГГц, тому вона працює набагато швидше, ніж мікроконтролери.
5. Як правило, мікроконтролери мають систему енергозбереження, наприклад, в режимі очікування або режимі енергозбереження, тому в цілому вони використовують менше енергії, а також, оскільки зовнішні компоненти низькі, загальне споживання енергії менше. Хоча в мікропроцесорах взагалі відсутня система енергозбереження, а також із нею використовується багато зовнішніх компонентів, тому споживання енергії є високим у порівнянні з мікроконтролерами.
6. Мікроконтролери компактні, тому це робить їх вигідною та ефективною системою для дрібних виробів та додатків, тоді як мікропроцесори є громіздкими, тому вони є кращими для великих застосувань.
7. Завдання, що виконуються мікроконтролерами, обмежені і, як правило, менш складні. Хоча завдання, яке виконують мікропроцесори, - це розробка програмного забезпечення, розробка ігор, створення веб-сайтів, виготовлення документів тощо, які, як правило, є більш складними, тому вимагають більше пам'яті та швидкості, тому з ними використовуються зовнішні ПЗУ, оперативна пам'ять.
8. Мікроконтролери засновані на архітектурі Гарварда, де пам'ять програм та пам'ять даних відокремлені, тоді як мікропроцесори засновані на моделі фон Неймана, де програма та дані зберігаються в одному модулі пам'яті.
Сподіваюся, ця стаття допоможе вам порівняти мікропроцесор та мікроконтролер. Якщо вас цікавить більше таких статей, ви також можете перевірити порівняння між мікроконтролером та PLC, а також порівняння між C та Embedded C статтею.