Embedded-systems-es-processors
組み込みシステム-プロセッサー
プロセッサは組み込みシステムの心臓部です。 これは、入力を受け取り、データを処理した後に出力を生成する基本単位です。 組み込みシステムの設計者には、マイクロプロセッサとマイクロコントローラの両方の知識が必要です。
システム内のプロセッサー
プロセッサには2つの必須ユニットがあります-
- プログラムフロー制御ユニット(CU)
- 実行ユニット(EU)
CUは、メモリから命令をフェッチするためのフェッチユニットを含む。 EUには、データ転送操作と、ある形式から別の形式へのデータ変換に関する指示を実装する回路があります。
EUには、算術論理ユニット(ALU)と、割り込みなどのプログラム制御タスクの命令を実行する回路、または別の命令セットにジャンプする回路が含まれています。
プロセッサはフェッチのサイクルを実行し、メモリからフェッチされたのと同じ順序で命令を実行します。
プロセッサの種類
プロセッサは、次のカテゴリにすることができます-
- 汎用プロセッサー(GPP)
- マイクロプロセッサ
- マイクロコントローラー
- 組み込みプロセッサ
- デジタルシグナルプロセッサ
- メディアプロセッサー
- 特定用途向けシステムプロセッサ(ASSP)
- 特定用途向け命令プロセッサ(ASIP)
- 特定用途向け集積回路(ASIC)または超大規模集積(VLSI)回路上のGPPコアまたはASIPコア。
マイクロプロセッサ
マイクロプロセッサは、CPUを備えた単一のVLSIチップです。 さらに、命令の高速処理に役立つコーチ、浮動小数点処理演算ユニット、パイプラインユニットなど、他のユニットが含まれることもあります。
初期世代のマイクロプロセッサのフェッチおよび実行サイクルは、約1 MHzのクロック周波数によって導かれていました。 プロセッサは現在、2GHzのクロック周波数で動作しています
マイクロコントローラー
マイクロコントローラーは、シングルチップVLSIユニット(*マイクロコンピューター*とも呼ばれます)であり、計算能力は限られていますが、強化された入出力機能と多くのオンチップ機能ユニットを備えています。
CPU | RAM | ROM |
I/O Port | Timer | Serial COM Port |
マイクロコントローラは、内蔵プログラムメモリとデバイスを備えたリアルタイム制御アプリケーションの組み込みシステムで特に使用されます。
マイクロプロセッサとマイクロコントローラ
マイクロプロセッサとマイクロコントローラの最も顕著な違いを見てみましょう。
Microprocessor | Microcontroller |
---|---|
Microprocessors are multitasking in nature. Can perform multiple tasks at a time. For example, on computer we can play music while writing text in text editor. | Single task oriented. For example, a washing machine is designed for washing clothes only. |
RAM, ROM, I/O Ports, and Timers can be added externally and can vary in numbers. | RAM, ROM, I/O Ports, and Timers cannot be added externally. These components are to be embedded together on a chip and are fixed in numbers. |
Designers can decide the number of memory or I/O ports needed. | Fixed number for memory or I/O makes a microcontroller ideal for a limited but specific task. |
External support of external memory and I/O ports makes a microprocessor-based system heavier and costlier. | Microcontrollers are lightweight and cheaper than a microprocessor. |
External devices require more space and their power consumption is higher. | A microcontroller-based system consumes less power and takes less space. |