Sistemas Embarcados - Processadores

O processador é o coração de um sistema embarcado. É a unidade básica que recebe entradas e produz uma saída após o processamento dos dados. Para um projetista de sistema embarcado, é necessário ter conhecimento tanto de microprocessadores quanto de microcontroladores.

Processadores em um sistema

Um processador tem duas unidades essenciais -

  • Unidade de controle de fluxo do programa (CU)
  • Unidade de Execução (UE)

A UC inclui uma unidade de busca para buscar instruções da memória. A UE tem circuitos que implementam as instruções relativas à operação de transferência de dados e conversão de dados de uma forma para outra.

A UE inclui a Unidade Aritmética e Lógica (ALU) e também os circuitos que executam instruções para uma tarefa de controle de programa, como interromper ou saltar para outro conjunto de instruções.

Um processador executa os ciclos de busca e executa as instruções na mesma sequência em que são buscadas na memória.

Tipos de Processadores

Os processadores podem ser das seguintes categorias -

  • Processador de uso geral (GPP)

    • Microprocessor
    • Microcontroller
    • Processador Embutido
    • Processador de Sinal Digital
    • Processador de mídia

  • Processador de sistema específico de aplicativo (ASSP)

  • Processadores de instrução específica de aplicativo (ASIPs)

  • Núcleo (s) GPP ou núcleo (s) ASIP em um circuito integrado de aplicação específica (ASIC) ou um circuito de integração em escala muito grande (VLSI).

Microprocessador

Um microprocessador é um único chip VLSI com uma CPU. Além disso, ele também pode ter outras unidades, como treinadores, unidade aritmética de processamento de ponto flutuante e unidades de pipelining que ajudam no processamento mais rápido de instruções.

O ciclo de busca e execução dos microprocessadores da geração anterior era guiado por uma freqüência de clock da ordem de ~ 1 MHz. Os processadores agora operam em uma frequência de clock de 2 GHz

Microcontrolador

Um microcontrolador é uma unidade VLSI de chip único (também chamada de microcomputer) que, embora tenha capacidades computacionais limitadas, possui capacidade de entrada / saída aprimorada e uma série de unidades funcionais no chip.

CPU RAM ROM
Porta de E / S Cronômetro Porta Serial COM

Microcontroladores são particularmente usados ​​em sistemas embarcados para aplicações de controle em tempo real com memória de programa e dispositivos no chip.

Microprocessador vs microcontrolador

Vamos agora dar uma olhada nas diferenças mais notáveis ​​entre um microprocessador e um microcontrolador.

Microprocessador Microcontrolador
Os microprocessadores são multitarefas por natureza. Pode realizar várias tarefas ao mesmo tempo. Por exemplo, no computador, podemos tocar música enquanto escrevemos um texto no editor de texto. Orientado para uma tarefa única. Por exemplo, uma máquina de lavar é projetada para lavar roupas apenas.
RAM, ROM, portas de E / S e temporizadores podem ser adicionados externamente e podem variar em números. RAM, ROM, portas de E / S e temporizadores não podem ser adicionados externamente. Esses componentes devem ser incorporados em um chip e fixados em números.
Os projetistas podem decidir o número de portas de memória ou E / S necessárias. Número fixo para memória ou E / S torna um microcontrolador ideal para uma tarefa limitada, mas específica.
O suporte externo de memória externa e portas de E / S torna um sistema baseado em microprocessador mais pesado e caro. Os microcontroladores são leves e mais baratos do que um microprocessador.
Dispositivos externos requerem mais espaço e seu consumo de energia é maior. Um sistema baseado em microcontrolador consome menos energia e ocupa menos espaço.