Qual è la differenza tra microprocessore e microcontrollore? ⋆ winadmin.it

Microprocessori, microcontrollori e circuiti integrati (CI) sono gli elementi costitutivi di tutti i dispositivi elettronici. Si dice anche che siano il cuore e l’anima dell’industria elettronica. Questi dispositivi possono sembrare simili ma differiscono nelle loro proprietà e funzioni. Spesso le persone non riescono a capire la differenza tra microprocessore e microcontrollore. La confusione non finisce qui; la differenza tra microprocessore e CPU è un altro argomento di discussione. In questo articolo vedremo il confronto tra microprocessore e microcontrollore e una spiegazione dettagliata di tutti questi termini. Inoltre, imparerai in dettaglio il confronto o la differenza tra IC e microprocessore. Leggi questa guida per avere una migliore comprensione di come variano l’una dall’altra.

Sommario:

Qual è la differenza tra microprocessore e microcontrollore?

Continua a leggere per scoprire tutto sul confronto e la differenza tra microprocessore e microcontrollore in dettaglio.

Cos’è il microprocessore?

Prima di conoscere la differenza tra microprocessore e microcontrollore, impariamo a conoscere i microprocessori. Un microprocessore è un chip che si dice sia il cervello del computer. Viene anche chiamata unità di elaborazione centrale (CPU). Questo singolo chip può elaborare tutte le informazioni logiche e computazionali come addizione/sottrazione, gestione I/O e molte altre. Controlla tutti i componenti del sistema come USB, dispositivi I/O, monitor, memoria, ecc. Per eseguire le istruzioni fornite dagli utenti, recupera i dati, li decodifica dal linguaggio di alto livello al linguaggio macchina, quindi esegue il Istruzioni.

Quali sono i componenti del microprocessore?

Un microprocessore è costituito dai seguenti componenti utilizzati per eseguire le istruzioni fornite:

Registri: è la posizione di archiviazione temporanea per l’esecuzione dell’istruzione data. Dopo l’esecuzione, i dati vengono inviati alla fonte e cancellati dai registri.
Unità aritmetica e logica: esegue operazioni aritmetiche e logiche come calcoli matematici.
Unità di temporizzazione e controllo: garantisce che tutti i componenti interni ed esterni funzionino insieme in tempo e in sequenza.

Come funziona un microprocessore?

Un microprocessore è un chip autonomo collegato a periferiche esterne come dispositivi I/O e unità di memoria per eseguire un determinato insieme di istruzioni.

Dispositivo di input per trasferire le informazioni dall’utente all’unità di memoria.
Memoria per conservare le informazioni ed eseguire la funzione richiesta.
Dispositivi di output per visualizzare i risultati.

Foto di Christian Wiediger su Unsplash

Quali sono i tipi di microprocessori?

I microprocessori sono classificati in tre tipi sulla base:

1. Dimensioni del bus dati

In base alla dimensione del bus dati, il microprocessore è classificato nei seguenti tipi:

4 bit: questi processori hanno una larghezza del percorso dati di 4 bit. Sono entrati in uso nei primi anni ’70. Esempi di questo processore sono INTEL 4004 e 4040.
8 bit: sono processori in grado di trasferire 8 bit di dati contemporaneamente. Un esempio di questo processore è INTEL 8085.
16 bit: si tratta di processori in grado di trasferire 16 bit di dati contemporaneamente. Esempi di questi processori sono INTEL 8088 e 80286.
32 bit: questi processori possono trasferire 32 bit di dati per ciclo di clock. Esempi di questi processori sono INTEL 80386, 80486 e Pentium.

2. Applicazione

In base all’applicazione del processore, è classificato nei seguenti tipi:

Processori per scopi generici (GPP): i processori per scopi generici (GPP) sono pensati per applicazioni quotidiane comuni. Ad esempio, computer desktop, telefoni cellulari, INTEL 8085 e Pentium.
Microcontrollori (MCU): i microcontrollori (MCU) sono processori con unità di memoria integrate e periferiche I/O progettate per eseguire un particolare insieme di funzioni. Ad esempio, INTEL 8051, lavatrici, stampanti per computer, ecc.
Microprocessore per scopi speciali (SPM): il microprocessore per scopi speciali (SPM) è progettato per gestire una particolare operazione richiesta per un’applicazione. Ad esempio, processo del segnale digitale, radar e volo.

Continua a leggere per imparare il confronto o la differenza tra microprocessore e microcontrollore.

3. Architettura

Computer con set di istruzioni complesse (CISC): come spiega il nome, il computer con set di istruzioni complesse (CISC) utilizza un numero minimo di istruzioni per programma. Un comando esegue tutte le funzioni come il caricamento, la valutazione e la memorizzazione. Quindi, rendendo il processo complesso. Non tiene conto del numero di cicli per comando. Il suo obiettivo principale è creare comandi complessi direttamente sull’hardware. Le CPU INTEL e AMD si basano su funzionalità CISC.
Computer con set di istruzioni ridotto (RISC): il computer con set di istruzioni ridotto (RISC) è stato progettato come reazione al CISC a metà del 1980 per ridurre al minimo i tempi di esecuzione riducendo il set di istruzioni del computer. Ogni comando necessita di un solo ciclo di clock per eseguire le istruzioni assegnate. Ciò richiede che la RAM memorizzi più istruzioni e il compilatore converta i comandi del linguaggio di alto livello in codice binario in modo più efficiente. Alcuni esempi sono MIPS, PowerPC, Arm Processor, ecc.

Quali sono i vantaggi dei microprocessori?

Ecco un elenco di tutti i vantaggi di un microprocessore:

Conveniente
Intelligenza artificiale (AI) e interfaccia utente grafica (GUI) integrate
Portatile e ad alta velocità
Di dimensioni compatte
Versatile e affidabile
Basso consumo energetico e generazione di calore

Quali sono gli svantaggi dei microprocessori?

Di seguito sono riportati gli svantaggi del microprocessore:

Richiedi un linguaggio binario
Non supporta le operazioni in virgola mobile
Dimensione dei dati
Incapacità di funzionare senza dispositivi di supporto esterni
Si danneggia con alimentazione impropria
Processori single-core lenti

Quali sono i pro ei contro dei microprocessori?

Di seguito sono indicati alcuni pro e contro del microprocessore:

Professionisti:

Sposta rapidamente i dati in varie posizioni
Usato per uso generale
Capace di svolgere più compiti alla volta

Contro:

Caro
Di dimensioni enormi
Non ha RAM, ROM o I/O collegati

Continua a leggere questo articolo fino alla fine per imparare il confronto o la differenza tra IC e microprocessore e tra IC e microprocessore.

Cos’è il microcontrollore e come funziona?

Come parte dell’apprendimento della differenza tra microprocessore e microcontrollore, facci sapere dei microcontrollori. Un microcontrollore è un dispositivo elettronico integrato di calcolo cronico progettato per svolgere una funzione specifica in un sistema embedded. Viene anche indicato come unità microcontrollore o MCU. Un microcontrollore include tre componenti principali su un unico chip: microprocessore, unità di memoria e periferiche di input e output. Questi funzionano con l’aiuto di dispositivi di supporto come timer, convertitori da analogico a digitale, input e output seriali e linee comuni chiamate bus di sistema.

Principio di funzionamento:

Un singolo chip microcontrollore incorporato all’interno di un sistema garantisce le prestazioni di una particolare funzione in un dispositivo. Questo processo prevede la ricezione e l’esecuzione di dati da periferiche di input e output utilizzando il microprocessore. Il microcontrollore riceve le informazioni temporanee nella sua memoria dati, dove il processore accede alle informazioni e utilizza le istruzioni fornite dalla memoria del programma per eseguire l’operazione. Quindi, utilizza le periferiche di output per eseguire l’azione richiesta.

Foto di Vishnu Mohanan su Unsplash

Quali sono i componenti di base di un sistema a microcontrollore?

I componenti principali del microcontrollore sono:

Microprocessore: è un singolo chip chiamato cervello del dispositivo. Esegue operazioni aritmetiche e logiche come addizione/sottrazione, trasferimenti di dati, operazioni di I/O e molto altro. Consente inoltre operazioni che aiutano a comunicare le istruzioni ad altri componenti in un sistema integrato più ampio.
Memoria: questa è la parte utilizzata come posizione di archiviazione per i dati, utilizzata dal processore per eseguire le istruzioni fornite.
Periferiche I/O: le porte di input sono un mezzo per ricevere dati e inviarli al processore sotto forma di linguaggio macchina. Il processore esegue le operazioni necessarie e istruisce il dispositivo di output esterno al microcontrollore per l’esecuzione del compito.

Quanti tipi di microcontrollori esistono?

I microcontrollori sono classificati in diversi tipi in base a:

1. Larghezza

Bus Width si riferisce alle linee parallele che collegano i componenti interni del microcontrollore. La sua funzione principale è trasferire i dati tra il processore, l’unità di memoria e le periferiche I/O. Esistono tre tipi di bus: bus dati, bus indirizzi e bus di controllo. Inoltre, è classificato in tre tipi di microcontrollori a 8 bit, 16 bit e 32 bit.

Microcontrollore a 8 bit: il microcontrollore a 8 bit è costituito da una larghezza del bus di 8 bit. Ciò significa che può eseguire solo operazioni che funzionano su 8 bit in un singolo ciclo. Pertanto, quando viene eseguita un’operazione a 16 bit, è necessario il doppio del tempo per eseguire risultati che sono solo semplici calcoli matematici. Esempi del microcontrollore a 8 bit sono INTEL 8031/8051.
Microcontrollore a 16 bit: il microcontrollore a 16 bit è costituito da una larghezza del bus di 16 bit. Si dice che sia più efficiente e più veloce del microcontrollore a 8 bit, poiché può trasferire ed elaborare dati a 16 bit in un unico ciclo. Fornisce le operazioni più precise per le applicazioni che richiedono funzioni timer. Ad esempio, INTEL 8051XA, PIC2X, INTEL 8096, ecc.
Microcontrollore a 32 bit: il microcontrollore a 32 bit è costituito da una larghezza del bus di 32 bit. Le sue capacità di prestazione sono migliori di qualsiasi altro microcontrollore. Sebbene il suo consumo energetico e il suo costo siano più elevati, la sua capacità operativa accurata lo rende utile. Supporta più periferiche come USB, Ethernet, bus di rete dell’area di controllo, ecc. Un esempio di microcontrollore a 32 bit è la famiglia INTEL/ATMEL 251.

Conoscerai ulteriormente il confronto tra microprocessore e microcontrollore in questo articolo.

2. Memoria

Sulla base della memoria, il microcontrollore è classificato in due tipi:

Microcontrollore di memoria incorporato: il microcontrollore di memoria incorporato è costituito da tutti i componenti incorporati in un unico chip. Questi componenti includono dati e memoria di programma, interrupt, timer, contatori, ecc. Sebbene i blocchi di memoria nei microcontrollori non siano espandibili, una ROM può essere utilizzata per estendere il suo spazio.
Microcontrollore di memoria esterna: il microcontrollore di memoria esterna non ha un blocco di memoria incorporato in se stesso. Richiede il supporto della memoria esterna per funzionare. Ad esempio, l’INTEL 8031 non ha un chip di memoria collegato.

3. Architettura del set di istruzioni

Secondo l’architettura del set di istruzioni, il microcontrollore è classificato in due tipi:

Computer con set di istruzioni complesse (CISC): Il computer con set di istruzioni complesse (CISC) è un microcontrollore pensato solo per seguire un’istruzione complessa. Esegue varie azioni con un solo comando. È un programma compatto che utilizza istruzioni di grandi dimensioni e molte modalità di indirizzo. Ci vuole molto tempo per eseguire le istruzioni fornite.
Computer con set di istruzioni ridotto (RISC): il computer con set di istruzioni ridotto (RISC) è un microcontrollore sviluppato in risposta a CISC. Consente l’elaborazione di istruzioni più semplici. Esegue una determinata istruzione alla volta.

Continua a leggere per comprendere il confronto o la differenza tra microprocessore e microcontrollore.

4. Architettura del microcontrollore

Sulla base dell’architettura del microcontrollore, il microcontrollore è classificato in due tipi:

Microcontrollore dell’architettura di Harvard: il microcontrollore dell’architettura di Harvard ha due diverse interfacce di memoria: una per dati/variabili e l’altra per programmi/istruzioni. Il parallelismo dell’interfaccia delle istruzioni è la sua caratteristica di vendita. È costoso per il suo design sofisticato.
Microcontrollore con architettura Von Neumann/Princeton: il microcontrollore con architettura Von Neumann/Princeton utilizza un’unica interfaccia per la memorizzazione di dati e istruzioni. Sebbene richieda tempo per eseguire le istruzioni, è conveniente e conveniente.

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dei microcontrollori?

Di seguito è riportato un elenco di tutti i vantaggi del microprocessore:

Funziona come un microcomputer senza parti digitali
Facile da usare e mantenere
Economico e compatto
Esegue le istruzioni fornite più velocemente
Temporizzatore del ciclo di istruzioni
Supporta l’aggiunta di RAM, ROM e periferiche I/O

L’elenco di tutti gli svantaggi del microprocessore è menzionato di seguito:

Architettura complessa
Incapacità di gestire dispositivi ad alta potenza a causa della bassa velocità
Esegue un numero limitato di funzioni alla volta
Utilizzato in micro apparecchiature, che è difficile da usare
Non tutti i microcontrollori hanno periferiche I/O
Composto da un semiconduttore di ossido di metallo complementare, è soggetto a danni da carica statica

Quali sono i pro ei contro dei microcontrollori?

Alcuni dei pro e dei contro dei microcontrollori sono menzionati di seguito:

Professionisti:

Funziona su dispositivi di alimentazione memorizzati
Meno consumo di energia
Trovato in dispositivi usati regolarmente

Contro:

Richiede che una persona sia addestrata in quanto è pensata per uno scopo specifico
Non possono accedere alla memoria del programma

Passiamo ora all’apprendimento del confronto o della differenza tra microprocessore e microcontrollore e tra IC e microprocessore.

Qual è la differenza tra microprocessore e microcontrollore?

Dopo aver compreso il microprocessore e il microcontrollore e le loro proprietà, osserviamo il confronto o la differenza tra microprocessore e microcontrollore.

Microprocessore
Microcontrollore
La parte principale del sistema informatico

Parte di un sistema integrato

È costituito solo dall’unità di memoria. Pertanto, sono necessarie memoria aggiuntiva e porte I/O
È costituito da un processore oltre alla memoria interna e ai componenti di I/O
Il circuito è grande a causa dell’aggiunta di componenti esterni
Il circuito è più piccolo a causa dei componenti interni disponibili
Non può essere utilizzato in sistemi compatti a causa della sua inefficienza

Può essere utilizzato in sistemi compatti, poiché è efficiente

Il costo dell’intero sistema è elevato

Il costo dell’intero sistema è basso

Il suo consumo energetico è elevato, quindi non può funzionare su dispositivi di alimentazione memorizzati
Ha un basso consumo energetico. Quindi, funziona con batterie di alimentazione immagazzinate
Non dispone della modalità di risparmio energetico

Hanno modalità per ridurre il consumo energetico chiamate modalità inattiva o risparmio energetico
Viene utilizzato solo su personal computer

È ampiamente utilizzato in lavatrici, lettori mp3, calcolatrici, automobili

Si basa sull’architettura Von Neumann

Si basa sull’architettura di Harvard

Funziona lentamente, poiché ogni operazione richiede la comunicazione con componenti esterni
Funziona più velocemente poiché la comunicazione è veloce a causa dei componenti presenti internamente
È complesso, con un gran numero di istruzioni
È semplice con poche istruzioni
Viene utilizzato per applicazioni generiche

Viene utilizzato per sistemi specifici dell’applicazione

Non ha RAM, ROM e altre periferiche I/O

Ha un processore, RAM, ROM e altre periferiche incorporate in un chip
I sistemi funzionano a una velocità molto elevata

I sistemi funzionano fino a 200 MHz o più a seconda del circuito
Ha un numero inferiore di registri, quindi le operazioni sono basate sulla memoria
Ha più registri, il che rende conveniente scrivere programmi
Esempi: INTEL 8085 E 8086

Esempi: Altera, INTEL, NEC, Panasonic, ecc

Attraverso questo confronto tra microprocessore e microcontrollore, è chiaro che il microprocessore fa parte del microcontrollore con memoria aggiuntiva, una porta I/O e altre periferiche come timer, contatori, convertitori da analogico a digitale e altro ancora. Come leggiamo, il microprocessore è anche chiamato unità di elaborazione centrale (CPU). Certamente, è molto più della CPU. Continuando a leggere, ti imbatterai nella differenza tra IC e microprocessore menzionata in dettaglio.

Che cos’è l’unità di elaborazione centrale (CPU)?

L’unità di elaborazione centrale (CPU) è considerata il cervello del computer. Consiste di milioni di transistor. Il microprocessore è il circuito che circonda la CPU. Capiamo cos’è una CPU.

L’unità di elaborazione centrale (CPU) è la parte più importante del sistema informatico. È essenzialmente la parte del computer che esegue l’I/O, l’elaborazione e l’archiviazione dei dati. Esegue le istruzioni eseguendo le operazioni aritmetiche, logiche e di input/output del sistema. Una CPU viene spesso scambiata per hardware, ma la CPU è incorporata in un unico chip chiamato microprocessore. Una CPU svolge le sue operazioni in quattro fasi:

Andare a prendere
Decodificare
Eseguire
Rispondere

I componenti della CPU includono Arithmetic and Logical (ALU) e Control Unit (CU). ALU esegue operazioni aritmetiche e logiche mentre la CU recupera i comandi dalla memoria, li decodifica e li esegue.

Foto di Christian Wiediger su Unsplash

In che modo il microprocessore è diverso dalla CPU?

Dopo aver appreso la differenza tra microprocessore e microcontrollore, facci sapere la differenza tra microprocessore e CPU. Un microprocessore inculca tutte le funzioni di una CPU su un singolo chip. Questo chip è chiamato circuito integrato (IC). Oltre a ciò, è costituito anche da circuiti di I/O e di accesso alla memoria. Questo chip riceve informazioni, le elabora secondo le indicazioni ed esegue l’output in linguaggio binario.

Microprocessore
processore
È solo l’unità di elaborazione centrale

Ha memoria e I/O integrati insieme
È usato nei personal computer

Viene utilizzato nei sistemi embedded

Non è costituito da RAM, ROM, I/O e altre periferiche
Ha RAM, ROM e altre periferiche integrate in un chip
Un supporto esterno viene utilizzato per collegare RAM, ROM e periferiche I/O
La CPU utilizza un bus di controllo integrato
Ha un’architettura complessa che elabora un’elevata quantità di istruzioni
Ha un design semplice e richiede l’elaborazione di alcune istruzioni

Sebbene sia chiaro che la CPU è un microprocessore, non tutti i microprocessori sono CPU. Un microprocessore è più della CPU in quanto contiene altri processori come un’unità di elaborazione grafica (GPU), un’unità di elaborazione di rete (NPU) e un’unità di elaborazione audio (APU). Anche le schede audio e le schede di rete sono integrate nei microprocessori. Prima di capire la differenza tra IC e microprocessore, vediamo cos’è esattamente IC.

Cos’è il circuito integrato (IC)?

Un circuito integrato (IC) è un mini circuito elettronico prodotto su un chip semiconduttore. Uno dei primi circuiti integrati è stato creato negli anni ’70. I componenti costitutivi di un circuito integrato sono transistor, condensatori, resistori e diodi. Inoltre, funziona come amplificatore, microprocessore, microcontrollore, oscillatore, timer, contatore, porta logica e memoria del computer.

Ecco alcune caratteristiche dell’IC:

Costruzione e imballaggio: è realizzato in silicone ed è piccolo e fragile. I suoi componenti sono legati in fili d’oro e di alluminio e successivamente fusi in una scatola piatta di plastica e ceramica.
Dimensioni di un circuito integrato: è disponibile in dimensioni comprese tra 1 mm quadrato e 200 mm quadrato.
Integrazione IC: i circuiti integrati prendono i loro nomi quando si incorporano in diversi dispositivi sullo stesso chip. Ad esempio, un microcontrollore è un circuito integrato che include memoria, microprocessore, porte I/O e altre periferiche nello stesso dispositivo.

Troverai il titolo più avanti in questo articolo che spiega la differenza tra IC e microprocessore.

In che modo il microprocessore è diverso dall’IC?

Dopo aver appreso il confronto o la differenza tra microprocessore e microcontrollore, è necessario conoscere la differenza tra IC e microprocessore. I microprocessori sono un tipo di circuito integrato. Si dice che sia complesso. Un microprocessore impregna le funzioni di un’unità di elaborazione centrale su un singolo chip. È progettato per un’applicazione informatica, mentre i circuiti integrati sono dispositivi generici che possono essere utilizzati per varie applicazioni.

I microprocessori sono costituiti da tutti i componenti che si trovano in un circuito integrato, inclusa la memoria, la CPU, le porte I/O e la sua RAM e ROM di memoria non volatile. Questi da soli possono eseguire software su un computer senza la necessità di alcun dispositivo di supporto. Un circuito integrato non può funzionare in modo indipendente in quanto contiene istruzioni memorizzate in se stesso. Quindi, questa è la differenza tra IC e microprocessore.

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Ci auguriamo che il nostro articolo ti abbia guidato a sufficienza nella conoscenza del confronto o della differenza tra microprocessore e microcontrollore e della differenza tra IC e microprocessore. Puoi farci sapere qualsiasi domanda o suggerimento su qualsiasi altro argomento su cui desideri che pubblichiamo un articolo. Trascinali nella sezione commenti qui sotto per farci sapere.