組み込みシステム-プロセッサ

プロセッサは組み込みシステムの心臓部です。データを処理した後、入力を受け取り、出力を生成する基本ユニットです。組み込みシステムの設計者は、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を持っている必要があります。

システム内のプロセッサ

プロセッサには2つの重要なユニットがあります-

  • プログラムフローコントロールユニット(CU)
  • 実行ユニット(EU)

CUには、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が含まれています。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命令を実装する回路があります。

EUには、算術論理演算装置(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るのと同じ順序で命令を実行します。

プロセッサーの種類

プロセッサは次のカテゴリに分類できます-

  • 汎用プロセッサー(GPP)

    • Microprocessor
    • Microcontroller
    • 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
  • 特定用途向けシステムプロセッサ(ASSP)

  • アプリケーション固有の命令プロセッサ(ASIP)

  • 特定用途向け集積回路(ASIC)または超大規模集積回路(VLSI)回路のいずれか上の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を搭載した単一のVLSIチップです。さらに、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、命令の高速処理に役立つ他のユニットも含まれる場合があります。

以前の世代のマイクロプロセッサのフェッチと実行のサイクルは、約1MHz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ます

マイクロコントローラー

マイクロコントローラは、シングルチップVLSIユニット(別名 microcomputer)計算能力は限られていますが、強化された入出力能力と多数のオンチップ機能ユニットを備えています。

CPU ROM
I / Oポート タイマー シリアルCOMポート

マイクロコントローラは、オンチップ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

ここで、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。

マイクロプロセッサ マイクロコントローラー
マイクロプロセッサは本質的にマルチタスクです。一度に複数のタスクを実行できます。たとえば、コンピュータでは、テキストエディタでテキストを書きながら音楽を再生できます。 単一のタスク指向。たとえば、洗濯機は衣類の洗濯専用に設計されています。
RAM、ROM、I / Oポート、およびタイマーは外部から追加でき、数はさまざまです。 RAM、ROM、I / Oポート、およびタイマーを外部から追加することはできません。これらのコンポーネントはチップ上に一緒に埋め込まれ、数が固定されています。
設計者は、必要なメモリまたはI / Oポートの数を決定できます。 メモリまたはI / Oの固定数により、マイクロコントローラは限られた特定のタスクに最適です。
外部メモリとI / Oポートの外部サポートにより、マイクロプロセッサベースのシステムはより重く、より高価になります。 マイクロコントローラは、マイクロプロセッサよりも軽量で安価です。
外部デバイスはより多くのスペースを必要とし、それらの消費電力はより高くなります。 マイクロコントローラベースのシステムは、消費電力とスペースが少なくて済みます。