10 sự khác biệt giữa bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý

bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý là vỏ bên ngoài của bộ xử lý trung tâm của máy tính và do đó là bộ não của hệ thống máy tính.

trên bề mặt, có vẻ hơi bối rối khi biết sự khác biệt giữa hai thứ này. bạn có thể hỏi, điều khiển và xử lý trong hệ thống điện là gì? chúng có giống nhau không, hay là hai thành phần khác nhau trong mạch điện tử?

ở đây, chúng tôi sẽ xem xét từng thành phần, tập trung vào sự khác biệt đáng chú ý.

nội dung

bộ vi xử lý là gì?

vi điều khiển là gì?

sự khác biệt giữa bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý

các tham số bên trong của bộ điều khiển vi mạch và bộ xử lý vi

các bộ điều khiển vi và bộ xử lý vi: các ứng dụng

các bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý: chi phí

kết luận

bộ vi xử lý là gì?

hình 1: bảng mạch điện tử với bộ xử lý

Một bộ vi xử lý là một bộ xử lý máy tính được lắp đặt trong một mạch tích hợp (IC) hoặc một con chip đơn. vì vậy nó thực hiện tất cả các bộ xử lý trung tâm.

Đây là một con chip dựa trên các ký tự ký, có tính đa năng, có thể nhận các lệnh nhị phân từ bộ nhớ và xử lý dữ liệu đầu vào sang đầu ra.

phân biệt ba đặc điểm cơ bản của bộ vi xử lý: bộ lệnh, tốc độ xung và băng thông. Tốc độ đồng hồ và băng thông cao tăng tốc bộ xử lý và làm cho giao tiếp với các thiết bị ngoại vi trơn tru hơn.

vi điều khiển là gì?

hình 2: chi tiết của bảng mạch máy tính

Một bộ điều khiển nhỏ là một loại máy tính nhỏ chi phí thấp có thể thực hiện các công việc cụ thể trong một hệ thống nhúng. Những nhiệm vụ này bao gồm các chức năng chuyên dụng như điều khiển nhiệt độ động cơ trong xe, hiển thị thông tin máy giặt, v. v.

Các lõi bộ xử lý, RAM, ROM và các thành phần ngoại vi quan trọng được gói trong một con chip.

sự khác biệt giữa bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý

hình 3: mạch điện tử

các bộ điều khiển nhỏ hơn so với các bộ vi xử lý. tất cả các thiết bị ngoại vi, như là máy hẹn giờ, 12 c, adc, v. v. bộ nhớ và cpu được gói trong một con chip.

số lượng bộ nhớ và các cổng cần thiết cho bộ điều khiển vi một giới hạn. chúng được thiết kế cho một công việc cụ thể và ít các bộ phận bên ngoài hơn.

vi xử lý chứa và thực hiện các chức năng cơ bản của cpu máy tính. các thiết bị ngoại vi và các thành phần bộ nhớ như rom và ram được kết nối từ bên ngoài. Bạn có thể sử dụng các bộ xử lý trong các ứng dụng khác nhau bằng cách chọn các thiết bị ngoại vi mà bạn muốn.

các tham số bên trong của bộ điều khiển vi mạch và bộ xử lý vi

hình 4: bộ nhớ máy tính

so sánh kích cỡ

sự khác biệt giữa kích cỡ của bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý đôi khi rất khó khăn. Các bộ xử lý thường lớn với các bộ điều khiển vật lý do chúng cần nhiều cổng hơn để giao diện với các thiết bị ngoại vi.

So sánh các giao diện ngoại vi

Các bộ điều khiển và các bộ xử lý phụ thuộc vào các thiết bị ngoại vi như các bộ nhớ và các bộ ghi dịch chuyển để đạt được hiệu quả cao. liên lạc với các thiết bị ngoại vi này đòi hỏi một kênh để lưu thông dữ liệu và hướng dẫn.

Microcontroller sử dụng I2C, SPI và UART như là giao diện phần cứng tiêu chuẩn để thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Chúng giao tiếp qua USB, UART và Ethernet tốc độ cao để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp.

so sánh kích cỡ bit

bộ vi xử lý và bộ vi điều khiển có thể xử lý cùng một số lượng dữ liệu thấp. Ví dụ, một bộ điều khiển nhỏ có thể là 8, 16 hoặc 32-bit.

mặt khác, bộ vi xử lý là 32 bit và 64 bit.

bộ vi xử lý có thể xử lý số lượng dữ liệu lớn hơn bộ vi điều khiển trong một chu kỳ đơn.

dữ liệu trong bộ điều khiển vi mạch được đo bằng bit và byte. Theo truyền thống, CPU N-bit có các đơn vị số học và logic (ALU), bus hoặc registers với bit N. tuy nhiên, các bộ vi xử lý hiện đại và các bộ vi điều khiển không còn như vậy nữa.

Các yếu tố quyết định kích thước bit của bộ xử lý không phải là số hồ sơ lớn nhất, bus, hoặc ALU. Một số cấu trúc của CPU hỗ trợ các kích thước bit khác nhau trong các bộ phận khác nhau, bao gồm cả các bộ nhớ và đăng ký bên trong.

So sánh tốc độ đồng hồ

các bộ điều khiển vi mạch chạy các chương trình từ một bộ nhớ nhỏ hơn được gọi là bộ nhớ flash. Vì vậy, chúng đủ nhanh để thực hiện một nhiệm vụ cụ thể, không nhiều, không ít.

một khía cạnh khác của tốc độ vi điều khiển là hầu hết các thiết bị ngoại vi đều nằm trong cùng một con chip. do vậy, sự tiếp cận thiết kế của các bộ vi điều khiển giảm tốc độ đồng hồ của các bộ điều khiển vi.

Ví dụ, một bộ điều khiển 8 bit có thể hoạt động ở tốc độ từ 1 MHz đến 20 MHz. Các bộ xử lý 16-bit và 32-bit có thể chạy với tốc độ đồng hồ từ 100 MHz đến 300 MHz.

các bộ vi xử lý thường nhanh hơn các bộ vi điều khiển. vì vậy chúng thực hiện nhiều nhiệm vụ phức tạp cùng một lúc. mặt khác, các bộ điều khiển vi mạch thực hiện các công việc đầu vào và đầu ra trực tiếp hơn.

Với sự giúp đỡ của bộ nhớ bên ngoài hoặc RAM, bộ vi xử lý hoạt động ở tốc độ đồng hồ từ 1GHz đến 4GHz. Tốc độ của bộ xử lý hoặc bộ điều khiển càng cao, CPU của máy tính sẽ thực hiện nhiều việc nhanh hơn.

So sánh bộ nhớ

có hai loại bộ nhớ trong bộ vi xử lý và bộ vi điều khiển; truy nhập các bộ nhớ ngẫu nhiên và chỉ đọc.

xin lưu ý rằng các bộ điều khiển là cụ thể cho công việc và thường không cần nhiều bộ nhớ. bộ nhớ dễ bị tổn thương của chúng dao động từ 2KB đến 256KB.

mặt khác, bộ vi xử lý có bộ nhớ linh hoạt từ 512 mb đến 32 gb. Chúng dễ bị tổn thương bởi vì khi một thiết bị điện tử bị mất điện, dữ liệu trong bộ nhớ hoặc RAM sẽ bị mất.

So sánh ROM

các bộ điều khiển là các công việc đặc biệt, không cần nhiều ROM để thực hiện. Do đó, kích thước ROM (bộ nhớ flash) của nó có thể thay đổi từ 32 KB đến 2 MB.

ngược lại, các bộ vi xử lý thường có các ROM lớn hơn các bộ vi điều khiển. Nó có kích cỡ ROM (đĩa cứng) từ 128 GB đến 2 TB.

So sánh năng lượng

một lợi ích chính của các bộ điều khiển vi là chúng thực hiện các công việc đặc biệt yêu cầu năng lượng tính toán thấp. tốc độ chậm hơn đảm bảo rằng chúng tiêu thụ ít năng lượng hơn bộ vi xử lý.

Các bộ xử lý thực hiện các công việc thông thường đòi hỏi tốc độ bộ xử lý cao hơn. Tăng tốc độ cao nhất của bộ xử lý có thể tiêu thụ nhiều năng lượng. vì lý do này, hầu hết các hệ thống bộ xử lý cần một nguồn điện bên ngoài.

Ngược lại, các hệ thống dựa trên vi điều khiển (như điều khiển từ xa của TV) có thể sử dụng một cục pin nhỏ trong nhiều tháng.

các bộ điều khiển vi và bộ xử lý vi: các ứng dụng

hình 5: các kỹ thuật viên kiểm tra bảng báo cháy

Các bộ điều khiển nhỏ được sử dụng trong các hệ thống nhúng để thực hiện các tác vụ cụ thể mà có thể không cần phải sử dụng con người trong thời gian dài. Điều này rất rõ ràng trong những thiết bị phát hiện cháy, các thiết bị điều khiển quá trình và các thiết bị cảm biến và điều khiển âm thanh.

Ngược lại, vi xử lý là lý tưởng cho các hệ thống chung mà bạn có thể xác định trước các công việc mà hệ thống sẽ thực hiện. những hệ thống này bao gồm máy tính cá nhân, điện thoại di động và vệ tinh.

các bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý: chi phí

các bộ vi xử lý thường đắt hơn các bộ vi điều khiển.

thiết kế của họ là một ứng dụng mục tiêu. chúng có ít mạch điện, bộ nhớ, bộ xử lý và cổng hơn bộ vi xử lý.

bộ vi xử lý cũng có khả năng xử lý cao. chúng phải kết nối với bộ nhớ bên ngoài, có nhiều cổng io hơn và có mạch phức tạp hơn so với mạch vi điều khiển. tất cả những yếu tố này cùng nhau làm tăng chi phí của bộ vi xử lý.

kết luận

tài liệu này nói về sự khác biệt đáng kể giữa các bộ vi điều khiển và các bộ xử lý. Bạn có bất kỳ câu hỏi nào về kích thước, ứng dụng và yêu cầu của các bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý?

chúng tôi hy vọng anh không còn nghi ngờ gì nữa. Hãy luôn nhớ rằng các bộ xử lý là lý tưởng cho các hệ thống yêu cầu năng lượng xử lý cao, trong khi các bộ vi điều khiển là dành cho các hệ thống nhúng. để đưa ra những quyết định đúng đắn.

Xin vui lòng liên hệ với chúng tôi để biết thêm thông tin.