Per als principiants, que acaben de començar amb l’electrònica, sovint pot resultar confús comparar microprocessador i microcontrolador. Però tant el microprocessador com els microcontroladors són completament diferents entre si en termes d’arquitectura i funcionament de maquinari. La diferència principal entre un microprocessador i un microcontroladorés que un IC de microprocessador només té una CPU al seu interior, mentre que un IC de microcontrolador també té RAM, ROM i altres perifèrics associats. Alguns exemples populars del microprocessador són Intel Core i7, AMD Athlon, Broadcom BCM2711 (Raspberry Pi), etc., i alguns exemples de microcontroladors són ATmega328 (Arduino UNO), STM32, PIC16F877A, etc. l'arquitectura general d'un microprocessador i un microcontrolador, que és exactament el que farem en aquest article.
Què és un microcontrolador?
És com un ordinador petit en un sol CI. Conté un nucli de processador, ROM, RAM i pins d'E / S dedicats a realitzar diverses tasques. Els microcontroladors s’utilitzen generalment en projectes i aplicacions que requereixen un control directe per part dels usuaris. Com que té tots els components necessaris en el seu únic xip, no necessita cap circuit extern per fer la seva tasca, de manera que els microcontroladors són molt utilitzats en sistemes incrustats i les principals empreses fabricants de microcontroladors fan que siguin utilitzats al mercat incrustat. Un microcontrolador es pot anomenar el cor d’un sistema incrustat. Alguns exemples del popular microcontrolador són la sèrie de microcontroladors 8051, AVR, PIC.
A dalt hi ha l'arquitectura del microcontrolador 8051. I podeu veure tots els components necessaris perquè un petit projecte estigui present en un sol xip. Amb els avanços en electrònica, hi ha molts nous microcontroladors llançats al mercat, si voleu entendre com seleccionar el microcontrolador adequat per a la vostra aplicació, podeu consultar l'article enllaçat.
Què és un microprocessador?
El microprocessador només té una CPU dins d’un o pocs circuits integrats. Igual que els microcontroladors, no té memòria RAM, ROM ni altres perifèrics. Depenen dels circuits externs dels perifèrics per treballar. Però els microprocessadors no estan fets per a tasques específiques, però són necessaris quan les tasques són complexes i complicades, com el desenvolupament de programes, jocs i altres aplicacions que requereixen una memòria elevada i on no es defineixen l'entrada i la sortida. Es pot anomenar cor d'un sistema informàtic. Alguns exemples de microprocessador són Pentium, I3 i I5, etc.
A partir d’aquesta imatge de l’arquitectura del microprocessador es pot veure fàcilment que té registres i ALU com a unitat de processament i que no té memòria RAM, ROM.
Microprocessador contra microcontrolador
Com que bàsicament coneixeu què és un microcontrolador i un microprocessador, seria fàcil identificar les principals diferències entre un microcontrolador i un microprocessador.
1. La diferència clau en tots dos és la presència de perifèrics externs, on els microcontroladors tenen RAM, ROM i EEPROM incrustats, mentre que hem de fer servir circuits externs en el cas de microprocessadors.
2. Com que tots els perifèrics del microcontrolador tenen un sol xip, és compacte mentre que el microprocessador és voluminós.
3. Els microcontroladors es fabriquen mitjançant la tecnologia complementària de semiconductors d’òxid metàl·lic, de manera que són molt més econòmics que els microprocessadors. A més, les aplicacions fetes amb microcontroladors són més econòmiques perquè necessiten components externs menors, mentre que el cost global dels sistemes fabricats amb microprocessadors és elevat a causa de l’elevat nombre de components externs necessaris per a aquests sistemes.
4. La velocitat de processament dels microcontroladors és d'aproximadament 8 MHz a 50 MHz, però en canvi la velocitat de processament dels microprocessadors generals és superior a 1 GHz, de manera que funciona molt més ràpid que els microcontroladors.
5. En general, els microcontroladors tenen un sistema d’estalvi d’energia, com el mode d’espera o el mode d’estalvi d’energia, de manera que, en general, consumeix menys energia i, ja que els components externs són baixos, el consum general d’energia és menor. Mentre que en els microprocessadors generalment no hi ha cap sistema d’estalvi d’energia i també s’utilitzen molts components externs, de manera que el seu consum d’energia és elevat en comparació amb els microcontroladors.
6. Els microcontroladors són compactes, de manera que els fan un sistema favorable i eficient per a productes i aplicacions petites, mentre que els microprocessadors són voluminosos, de manera que es prefereixen per a aplicacions més grans.
7. Les tasques realitzades pels microcontroladors són limitades i generalment són menys complexes. Tot i que les tasques realitzades pels microprocessadors són el desenvolupament de programari, el desenvolupament de jocs, el lloc web, la fabricació de documents, etc., que generalment són més complexes, de manera que requereixen més memòria i velocitat, per la qual cosa s’utilitzen memòria RAM externa i memòria RAM.
8. Els microcontroladors es basen en l'arquitectura de Harvard on la memòria del programa i la memòria de dades estan separades mentre que els microprocessadors es basen en el model von Neumann on el programa i les dades s'emmagatzemen en el mateix mòdul de memòria.
Espero que aquest article us ajudi amb la comparació de microprocessador i microcontrolador. Si esteu interessats en més articles d’aquest tipus, també podeu consultar la comparació entre el microcontrolador i el PLC i també la comparació entre l’article C i el C incrustat.