Introducere în microprocesoarele încorporate și aplicațiile sale

Introducere în microprocesoarele încorporate și aplicațiile sale

Un microprocesor încorporat este un cip de calculator utilizat în mai multe dispozitive și echipamente pentru a oferi funcționalitate suplimentară. Un microprocesor este o componentă digital-electronică cu tranzistoare integrate pe un singur semiconductor IC care este mic și consumă mai puțină energie. Datorită flexibilității, costurilor, programabilității și adaptabilității microcontrolerele sunt populare să implementăm diferite tipuri de controlere pe care le știm din istoria electronicii . Funcțiile microprocesorului includ preluarea, decodarea și prelucrarea datelor.



microprocesor încorporat

microprocesor încorporat

Sistemele integrate cu microprocesor nu sunt altceva decât cipuri de calculator care fac parte integrantă din sistemul de iluminare, electrocasnice , echipamente industriale etc. În general, microprocesoarele sunt utilizate în prelucrarea semnalului, calcul general și date de calcul în timp real. Ca procesor de semnal, utilizările microprocesoarelor în televizoarele digitale includ decodarea semnalelor digitale și radio. În sistemele în timp real, microprocesoarele sunt încorporate în dispozitive de securitate, cum ar fi sistemul antiblocare, aceste sisteme sunt utilizate pe scară largă în automobile. Importanța sa include:






  • Gestionarea multor funcții precum calculele și procesarea textului la viteze mai mari
  • Efectuarea de operații pentru funcțiile repetitive, continue, progresive și secvențiale fără muncă umană
  • Comunicarea cu internetul, telefoanele și alte dispozitive de interfață

Diagrama bloc a unui microprocesor încorporat

Diagrama bloc a unui microprocesor încorporat

Diagrama bloc a unui microprocesor încorporat

Un cip microprocesor este construit utilizând dispozitive semiconductoare în care mii de tranzistoare sunt integrate într-un singur cip pentru performanțe mai bune. Când ne uităm la istoria microprocesorului , procesoarele Pentium 4 au în jur de 40-50 milioane de tranzistoare. Părțile principale ale microprocesorului includ:



  • ALU (Unitate logică aritmetică)
  • Unitate de memorie
  • Unitatea de comandă
  • Registrele
  • Bus de sistem

Unitate logică aritmetică

O ALU este, de asemenea, cunoscută sub numele de unitate întreagă, deoarece este utilizată pentru a efectua operații logice precum Not, OR AND și calcule matematice cum ar fi adăugarea, scăderea, împărțirea, înmulțirea și comparațiile mai mari decât, mai mici decât etc.

Unitate de memorie


Memoria cache este o cantitate mică de memorie situată pe cipul unui microprocesor. A microprocesor stochează o copie a datelor și instrucțiunilor în memoria cache în timpul executării programului. Tipurile de memorie cu microprocesor includ ROM și RAM.

Unitatea de comandă

Unitatea de control este creierul unui microprocesor, deoarece gestionează operațiuni complete. Efectuează operațiuni precum gestionarea dispozitivelor de intrare, ieșire, stocarea datelor și preluarea instrucțiunilor.

Registrele

Registrele sunt amintiri mici și rapide încorporate în unitatea centrală de procesare (CPU) pentru a-i accelera funcționarea. Registrele cu scop general stochează date arbitrare, iar registrele cu scop special controlează procesorul.

Bus de sistem

Magistrala de sistem este un singur fir utilizat pentru a atașa diferite componente pentru a comunica cu părțile interne și externe ale microprocesorului. Autobuzul primește date și instrucțiuni din memoria principală, apoi le trimite în memoria cache de instrucțiuni și cache de date. În cele din urmă acestea sunt procesate și rezultatele sunt din nou trimise în memoria principală prin intermediul acestei magistrale.

Tipuri de microprocesoare

clasificarea microprocesorului încorporat depinde de mai mulți factori precum performanța de calcul, disponibilitatea memoriei, tipul de aplicație etc., iar unele dintre aceste microprocesoare includ:

  • Microprocesoare complexe de instrucțiuni
  • Microprocesoare cu set de instrucțiuni reduse
  • Microprocesoare suprascalare
  • Circuit integrat specific aplicației (ASIC)
  • Microprocesoare digitale de semnal (DSP)

Aplicații ale microprocesorului

Aplicații ale microprocesorului

Aplicații ale microprocesorului

Aceste microprocesoare pot fi utilizate pentru aplicații cu scop general sau aplicații cu scop special. Aplicațiile microprocesoarelor includ următoarele:

1. Aplicații cu scop general

Microprocesoarele pentru aplicații de uz general includ calculatoare personale , micro-computere cu o singură placă, super minis și modele asistate de computer (CAD).

Calculatoare personale

Computerele personale au microprocesoare pe 8 sau 16 biți. Calculatoarele de acasă sunt dotate cu microprocesor de 8 biți pentru învățarea programelor și jocurile video, în timp ce computerele cu microprocesor pe 16 biți sunt utilizate pentru afaceri, conturi, procesare de text și alte scopuri.

Micro-calculatoare cu o singură placă

Microcomputerele cu o singură placă au configurație hardware și software simplă și sunt mai ieftine. Aceste micro-computere sunt folosite pentru a construi sisteme informatice mici și pentru a instrui studenții.

Super mini și CAD

Procesoarele pe 32 de biți sunt utilizate în microcomputere puternice. Și, ca rezultat, performanța acestor computere este mult mai bună decât mini-computerele și acestea sunt utilizate în inginerie ca mașini CAD.

2. Cerere cu scop special

aplicația cu scop special include controlul, comunicare , instrumentare, automatizare de birou și publicare.

Comunicare

În industria telefonică, microprocesoarele sunt utilizate în modemuri, centrale telefonice, aparate de telefonie digitale, precum și în sistemele de rezervare aeriană și sistemele de rezervare feroviară atât la nivel internațional, cât și la nivel național. Telefoanele mobile și televizoarele folosesc, de asemenea, microprocesoare.

Instrumentaţie

În diverse instrumente, microprocesoarele sunt implementate ca controlere principale și utilizate, de asemenea, în instrumentele medicale pentru măsurați temperatura și tensiunea arterială.

Control

Microprocesoarele sunt acum disponibile în electrocasnice, cum ar fi mașinile de spălat și cuptoarele cu microunde și, în automatizare industriala sectoare, microcontrolere sunt utilizate pentru a controla diverși parametri precum temperatura, viteza, umiditatea și presiunea.

Publicații și automatizări de birou

Acestea sunt utilizate în birou pentru a efectua operații de foaie de calcul și stocare. La publicare, microprocesoarele sunt folosite în imprimantele LASER pentru o viteză bună și pentru a face copii foto automate.

Aici este vorba despre sistemele de microprocesor încorporate și despre aplicațiile acestora. Credem că informațiile date în acest subiect merită luate în considerare importanța microprocesoarelor. Vă rugăm să împărtășiți sugestiile și opiniile dvs. despre acest articol sau proiecte electrice și electronice în secțiunea de comentarii.

Credite foto

  • Microprocesor încorporat de fineartamerica
  • Diagrama bloc a microprocesorului încorporat de hqew