微处理(lǐ)器与微控制器

2022-06-21

微处理(lǐ)器与微控制器

微控制器(MCU)是计算的中心。MCU几乎是我们使用(yòng)的所有(yǒu)電(diàn)子设备的一部分(fēn)，从台式机和筆(bǐ)记本電(diàn)脑到智能(néng)手机、计算器、医疗设备和可(kě)穿戴设备。事实上，MCU的应用(yòng)如此之多(duō)，很(hěn)难（而且冗長(cháng)）在一篇文(wén)章中列出每个应用(yòng)。相比之下，微处理(lǐ)器 (MPU) 位于嵌入式系统的中心，并在许多(duō)计算功能(néng)中控制操作。MCU和MPU用(yòng)于组织和优化電(diàn)子设备中的计算系统，但在选择合适的处理(lǐ)技术以整合到您的设备中时，它们的细微差别很(hěn)重要。

微处理(lǐ)器的发明者：

微处理(lǐ)器这个词，有(yǒu)时也被称為(wèi)逻辑芯片，最初是由Viatron Computer Systems 在1968年创造的，用(yòng)于表示他(tā)们的System 21机器，但其参考日期可(kě)以追溯到1951年。然而，对于“发明”微处理(lǐ)器的众多(duō)竞争者中的哪一个真正值得称赞存在争议。

微处理(lǐ)器具有(yǒu)三个基本功能(néng)：

利用(yòng)其算术/逻辑单元(ALU)执行加法、减法、乘法和除法等数學(xué)运算。

将数据从一个位置移动到另一个位置。

根据做出的决定做出决定并更改指令集。

微处理(lǐ)器的布局（图 1）包括地址总線(xiàn)（8、16或32位宽），可(kě)将地址发送到内存，数据总線(xiàn)（8、16或32位宽）可(kě)将数据传输到向/从存储器发送或接收，一条允许存储器接收方向的读取(RD)和写入(WR)線(xiàn)，一条用(yòng)于设置处理(lǐ)器脉冲序列的时钟線(xiàn)，一条允许将处理(lǐ)器重置為(wèi)“零”的重置線(xiàn)。

图 1 ： 微处理(lǐ)器框图

什么是微控制器？

与MPU不同，MCU微控制器提供围绕基本处理(lǐ)器内核的附加功能(néng)，从而為(wèi)特定应用(yòng)提供更高效的解决方案。MCU是紧凑、高度集成的计算机系统，由（图 2）中央处理(lǐ)单元 (CPU) 和内存（如果需要）组成。数据转换器、时钟生成、定时解决方案、模拟信号处理(lǐ)、I/O 组件和串行通信等外设也包含在MCU内部。MCU支持電(diàn)路包括调试、中断、时钟生成模块和電(diàn)源電(diàn)路。

嵌入式微控制器与微处理(lǐ)器：

嵌入式微处理(lǐ)器和微控制器之间的主要區(qū)别包括：

微控制器(MCU)

嵌入式系统的中心

集成外部处理(lǐ)器、I/O组件和内部存储器

MCU的小(xiǎo)尺寸使其成為(wèi)紧凑型系统的理(lǐ)想选择

成本效益

许多(duō)MCU都配备了省電(diàn)功能(néng)

MCU包含更多(duō)的寄存器，使程序比MPU更容易编写

由于内部组件和指令而提高了速度

微处理(lǐ)器(MPU)

计算机系统的中心

比MCU占用(yòng)更大的空间，因為(wèi)内存必须从外部连接

由于连接的外部组件导致高功耗

更多(duō)基于内存的操作

主要用(yòng)于个人電(diàn)脑

可(kě)能(néng)没有(yǒu)省電(diàn)模式

通常比MCU慢

虽然MPU和MCU都用(yòng)于增强和优化计算操作，但在确定适合您的设备设计的计算解决方案时，请考虑设备的尺寸、速度和计算要求。有(yǒu)趣的是，一些微处理(lǐ)器是微控制器，但这些类型的组合单元控制小(xiǎo)型、简单的设备，例如带有(yǒu)音频或手電(diàn)筒的贺卡。设计复杂性、应用(yòng)程序和用(yòng)例将是确定计算解决方案时的最终考虑因素。