a introdução de uma peça de tecnologia chamada “microprocessador” mudou a forma como vemos, analisamos e controlamos o mundo que nos rodeia nas últimas duas décadas. O primeiro microprocessador comercial foi 4-bit 4004 desenvolvido pela Intel e foi disponibilizado em 1971.
desde então, teve um sucesso fenomenal em seu desenvolvimento e uso. O microprocessador é considerado um produto de desenvolvimentos combinados nos campos da arquitetura de computadores e fabricação de Circuitos integrados (IC). Tornou o conceito de computação pessoal muito viável.
o microcontrolador é muitas vezes considerado como um subproduto no desenvolvimento do microprocessador. O processo de fabricação e técnica de programação que são responsáveis pelo desenvolvimento de microprocessadores também levou ao desenvolvimento de microcontroladores.Até uma década atrás, os microcontroladores eram menos populares tanto na comunidade técnica quanto no público em geral, apesar da maioria dos Eletrônicos de consumo como televisões, jogos de vídeo, gravadores de vídeo, telefones, elevadores, etc. inclui-os.
Antes de ir para as diferenças entre microprocessador e microcontrolador ou tabular Microcontrolador vs. microprocessador, vamos ver a breve introdução do microprocessador e Microcontrolador.
Microprocessador
Um Microprocessador, popularmente conhecido como “computador num chip” nos primeiros dias, é um objectivo geral da unidade de processamento central (CPU) fabricado em um único circuito integrado (IC) e é um completo computador digital (mais tarde microcontrolador é considerado para ser mais exato forma completa do computador). É um pequeno mas muito poderoso cérebro eletrônico que opera a uma velocidade de formação de bolhas e é muitas vezes usado para executar instruções de um programa de computador para executar operações aritméticas e lógicas, armazenando os dados, do sistema de controlo, operações de entrada / saída etc. de acordo com as instruções. O termo-chave na definição de um microprocessador é “finalidade geral”.
significa que, com a ajuda de um microprocessador, pode-se construir um sistema simples ou uma máquina grande e complexa em torno dele com alguns componentes extras de acordo com a aplicação. A principal tarefa de um microprocessador é aceitar dados como entrada de dispositivos de entrada, em seguida, processar esses dados de acordo com as instruções e fornecer o resultado dessas instruções como saída através de dispositivos de saída. Microprocessador é um exemplo de dispositivo lógico sequencial, uma vez que tem memória interna e o usa para armazenar instruções.
o primeiro microprocessador comercial foi lançado pela Intel no ano de 1971 em novembro nomeado como 4004 (quatro mil – quatro). É um microprocessador de 4 bits.
há cinco componentes importantes num microprocessador. Eles são unidade aritmética e lógica (ALU), unidade de controle, registradores, Decodificador De Instruções e barramento de dados, mas os três primeiros são considerados componentes significativos. O diagrama de bloco de um microprocessador com estes componentes básicos é mostrado abaixo.
a estrutura interna de um microprocessador é mostrada abaixo.
microprocessadores anteriores fizeram uso da arquitetura de Von Neumann onde os dados e instruções (programas) são armazenados na mesma memória. Mesmo que esta arquitetura seja simples, há muitos retrocessos. Uma das principais desvantagens é que a instrução e os dados não podem ser acessados ao mesmo tempo que compartilham um único barramento de dados. Isso muitas vezes degrada o desempenho geral do dispositivo. Mais tarde, a arquitetura de Harvard é introduzida que faz uso de programas separados e memórias de dados com ônibus separados para que ambos os dados e instruções possam ser acessados ao mesmo tempo. Mais tarde, a arquitetura Harvard modificada é desenvolvida na qual a memória do programa é acessada como se fosse memória de dados.
existem três características básicas usadas para diferenciar microprocessadores. São conjuntos de instruções, largura de banda e velocidade do relógio. O conjunto de instruções está relacionado com a programação do microprocessador que consiste principalmente em instruções que um microprocessador pode executar. A largura de banda indica o número máximo de bits processados em uma única instrução. A velocidade do relógio não dá. de instruções um processador pode executar por segundo. Normalmente a velocidade do relógio é em MHz (Mega Hertz) ou GHz (Giga Hertz). Geralmente as características largura de banda e velocidade do relógio são olhados juntos. Quanto mais elevados forem os valores de ambas as características, mais poderoso é o processador.
Instruction set or instruction set architecture (ISA) also plays an important role in the design and functioning of a processor. Os microprocessadores são classificados como CISC (Complex Instruction Set Computer) ou RISC (Reduced Instruction Set Computer).
a arquitetura CISC consiste de um conjunto completo de instruções que são complexas, maiores, têm mais poder computacional e assim por diante. Uma única instrução CISC pode ser usada para executar várias operações de baixo nível, operações multi-etapas e vários modos de endereçamento. O tempo de execução destas instruções é longo. O x86 da Intel é um exemplo de arquitetura CISC.A arquitetura RISC foi desenvolvida ao perceber que ao invés de usar um conjunto completo de instruções, apenas as instruções frequentemente usadas são suficientes. Nesta arquitetura, as instruções são pequenas e altamente otimizadas. Os processadores RISC são usados quando o tempo de execução da instrução deve ser menor e o custo de desenvolvimento é menor. Os dispositivos ARM são baseados na arquitetura ARM que é um subconjunto de RISC.
Microcontrolador
A principal razão para o desenvolvimento de microcontrolador é superar a única desvantagem do microprocessador. Mesmo que os microprocessadores sejam dispositivos poderosos, eles requerem chips externos como RAM, ROM, portas de entrada / saída e outros componentes, a fim de projetar um sistema de trabalho completo. Isto dificultou economicamente o desenvolvimento em grande escala de aparelhos informáticos de consumo, uma vez que o custo do sistema é muito elevado. Microcontroladores são os dispositivos que realmente se encaixam no perfil “computador – em-um chip”, uma vez que consiste de uma unidade de processamento principal ou processador, juntamente com alguns outros componentes que são necessários para torná-lo um computador completo. Os componentes que estão presentes em um microcontrolador típico são CPU, memória, portas de entrada / saída e temporizadores. O primeiro Microcontrolador foi desenvolvido em 1971 pela Texas Instruments e é chamado TMS 1000. Foi disponibilizado para uso comercial em 1974. O diagrama de bloco de um microcontrolador é mostrado abaixo.
microcontroladores são basicamente utilizados em sistemas embarcados. O controle computadorizado ou digital de dispositivos é plausível com o desenvolvimento de microcontroladores. O processo de desenvolvimento do microcontrolador é semelhante ao de um microprocessador.
microcontroladores podem ser classificados com base na largura do barramento, estrutura de memória e conjunto de instruções. A largura do barramento indica o tamanho do barramento de dados. Microcontroladores podem ser classificados como 8-bit, 16-bit ou 32 – bit com base na largura do ônibus. Larguras de ônibus mais altas muitas vezes resultam em melhor desempenho. Microcontroladores podem ser divididos em dois tipos baseados em suas estruturas de memória: memória embutida e Memória externa. No caso de microcontroladores de memória embutidos, os dados necessários e a memória do programa são incorporados no IC. Enquanto os microcontroladores de Memória externa não têm memória de programa embutido neles e requerem um chip externo para o mesmo. Agora um dia, todos os microcontroladores são microcontroladores de memória embutidos. A classificação baseada em conjunto de instruções é semelhante à de um microprocessador. Podem ser CISC ou RISC. A maioria dos microcontroladores seguem a arquitetura CISC com mais de 80 instruções. Microcontroladores também podem ser divididos com base em sua arquitetura de computador em von Neumann e Harvard.
a tabela seguinte sintetiza algumas das diferenças entre microprocessadores e microcontroladores.
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| Microprocessador assimila a função de uma unidade central de processamento (CPU) em um único circuito integrado (CI). | Microcontrolador pode ser considerado como um pequeno computador que tem um processador e alguns outros componentes, a fim de torná-lo um computador. |
| microprocessadores são usados principalmente na concepção de sistemas de uso geral de sistemas pequenos a grandes e complexos como super computadores. | microcontroladores são usados em dispositivos automaticamente controlados. |
| microprocessadores são componentes básicos de computadores pessoais. | os microcontroladores são geralmente utilizados em sistemas incorporados |
| a capacidade computacional do microprocessador é muito alta. Assim, pode executar tarefas complexas. | menor capacidade computacional quando comparado com microprocessadores. Normalmente usado para tarefas mais simples. |
| um sistema baseado em microprocessadores pode realizar inúmeras tarefas. | um sistema baseado em microcontroladores pode executar tarefas únicas ou muito poucas. |
| microprocessadores integraram coprocessador matemático. Cálculos matemáticos complexos que envolvem ponto flutuante podem ser realizados com grande facilidade.Os microcontroladores não têm coprocessadores matemáticos. Eles usam software para realizar cálculos de ponto flutuante que atrasa o dispositivo. | |
| a principal tarefa do microprocessador é executar o ciclo de instrução repetidamente. Isto inclui a obtenção, descodificação e execução. | In addition to performing the tasks of fetch, decode and execute, a microcontroller also controls its environment based on the output of the instruction cycle. |
| a fim de construir ou projetar um sistema (computador), um microprocessador tem que ser conectado externamente a alguns outros componentes como memória (RAM e ROM) e portas de entrada / saída. | o IC de um microcontrolador tem memória (tanto RAM como ROM) integrada nele, juntamente com alguns outros componentes como dispositivos e Temporizadores de E / S. |
| o custo global de um sistema construído usando um microprocessador é alto. Isto deve-se à exigência de componentes externos. | o custo de um sistema construído usando um microcontrolador é menor, pois todos os componentes estão prontamente disponíveis. |
| Geralmente o consumo de energia e dissipação é elevado por causa dos dispositivos externos. Por conseguinte, exige um sistema de arrefecimento externo. | o consumo de energia é menor. |
| a frequência do relógio é muito alta, geralmente na ordem de Giga Hertz. | a frequência do relógio é menos usualmente na ordem de Mega Hertz. |
| o débito de instrução é dado maior prioridade do que a latência de interrupção. | em contraste, microcontroladores são projetados para otimizar a latência de interrupção. |
| tem poucas instruções de manipulação de bits | a manipulação de bits é poderosa e amplamente utilizada em microcontroladores. Eles têm inúmeras instruções de manipulação de bits. |
| geralmente os microprocessadores não são usados em sistemas em tempo real, pois são severamente dependentes de vários outros componentes. | microcontroladores são usados para lidar com tarefas em tempo real, já que são dispositivos únicos programados, auto-suficientes e orientados a tarefas. |
deixando de lado as diferenças entre o microprocessador e microcontrolador, é claro que um microprocessador não pode substituir um microcontrolador e vice-versa. Ambas as peças de tecnologia têm sua forma única de uso em aplicações.
