المعالج الدقيق المضمن هو شريحة كمبيوتر تستخدم داخل العديد من الأجهزة والمعدات لتوفير وظائف إضافية. المعالج الدقيق هو مكون إلكتروني رقمي مع ترانزستورات مدمجة في دائرة متكاملة أحادية أشباه الموصلات تكون صغيرة وتستهلك طاقة أقل. بسبب المرونة والتكلفة وقابلية البرمجة والقدرة على التكيف ميكروكنترولر شائعة لتنفيذ أنواع مختلفة من وحدات التحكم التي نعرفها من تاريخ الإلكترونيات . تشمل وظائف المعالج الدقيق جلب البيانات وفك تشفيرها ومعالجتها.

معالج دقيق مضمن

أنظمة المعالجات الدقيقة المدمجة ليست سوى شرائح كمبيوتر جزء لا يتجزأ من نظام الإضاءة ، الأجهزة المنزلية ، المعدات الصناعية ، إلخ. بشكل عام ، تُستخدم المعالجات الدقيقة في معالجة الإشارات والحوسبة العامة وبيانات الحوسبة في الوقت الفعلي. كمعالج إشارة ، تشمل استخدامات المعالجات الدقيقة في أجهزة التلفزيون الرقمية فك تشفير الإشارات الرقمية والراديو. في أنظمة الوقت الفعلي ، يتم تضمين المعالجات الدقيقة في أجهزة الأمان مثل نظام كسر قفل القفل ، وتستخدم هذه الأنظمة على نطاق واسع في السيارات. أهميتها تشمل:

التعامل مع العديد من الوظائف مثل العمليات الحسابية ومعالجة الكلمات بسرعات أعلى
إجراء عمليات للوظائف المتكررة والمستمرة والتدريجية والمتسلسلة بدون عمل بشري
التواصل مع الإنترنت والهواتف وأجهزة الاتصال الأخرى

رسم تخطيطي لمعالج دقيق مضمن

يتم إنشاء شريحة المعالج الدقيق باستخدام أجهزة أشباه الموصلات حيث يوجد الآلاف من الترانزستورات مدمجة في شريحة واحدة لأداء أفضل. عندما ننظر إلى تاريخ المعالج الدقيق ، تحتوي معالجات بنتيوم 4 على حوالي 40-50 مليون ترانزستور. تشمل الأجزاء الرئيسية للمعالج الدقيق ما يلي:

ALU (وحدة المنطق الحسابي)
وحدة ذاكرة
وحدة التحكم
السجلات
نظام الحافلات

وحدة المنطق الحسابية

تُعرف ALU أيضًا باسم الوحدة الصحيحة حيث يتم استخدامها لإجراء عمليات منطقية مثل Not و OR AND وحسابات الرياضيات مثل الجمع والطرح والقسمة والضرب والمقارنات مثل أكبر ثم أقل من وما إلى ذلك.

وحدة ذاكرة

ذاكرة التخزين المؤقت هي مقدار صغير من الذاكرة موجود على شريحة معالج دقيق. أ معالج دقيق يخزن نسخة من البيانات والإرشادات في ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به أثناء تنفيذ البرنامج. تشمل أنواع ذاكرة المعالجات الدقيقة ROM و RAM.

وحدة التحكم

وحدة التحكم هي دماغ المعالج الدقيق حيث يدير عمليات كاملة. ينفذ عمليات مثل إدارة الإدخال وأجهزة الإخراج وتخزين البيانات وجلب التعليمات.

السجلات

السجلات هي ذاكرة صغيرة وسريعة مدمجة في وحدة المعالجة المركزية (CPU) لتسريع تشغيلها. تقوم سجلات الأغراض العامة بتخزين البيانات التعسفية وسجلات الأغراض الخاصة للتحكم في المعالج.

نظام الحافلات

ناقل النظام هو سلك مفرد يستخدم لربط مكونات مختلفة للتواصل مع الأجزاء الداخلية والخارجية للمعالج الدقيق. يتلقى الناقل البيانات والتعليمات من الذاكرة الرئيسية ، ثم يرسلها إلى ذاكرة التخزين المؤقت للتعليمات وذاكرة التخزين المؤقت للبيانات. أخيرًا تتم معالجة هذه النتائج ويتم إرسال النتائج مرة أخرى إلى الذاكرة الرئيسية من خلال هذا الناقل.

أنواع المعالجات الدقيقة

ال تصنيف المعالجات الدقيقة المدمجة يعتمد على عدة عوامل مثل أداء الحوسبة ، وتوافر الذاكرة ، ونوع التطبيق ، وما إلى ذلك ، وتشمل بعض هذه المعالجات الدقيقة:

“ما هو لطيف لاسلكي ”

مجموعة التعليمات المعقدة المعالجات الدقيقة
انخفاض مجموعة المعالجات الدقيقة التعليمات
المعالجات الدقيقة فائقة السرعة
دائرة متكاملة خاصة بالتطبيق (ASIC)
المعالجات الدقيقة للإشارة الرقمية (DSPs)

تطبيقات المعالجات الدقيقة

يمكن استخدام هذه المعالجات الدقيقة لتطبيقات الأغراض العامة أو تطبيقات الأغراض الخاصة. تشمل تطبيقات المعالجات الدقيقة ما يلي:

1. تطبيقات للأغراض العامة

تشمل المعالجات الدقيقة لتطبيقات الأغراض العامة حواسيب شخصية ، أجهزة كمبيوتر صغيرة أحادية اللوحة ، ميني ميني سوبر وتصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD).

حواسيب شخصية

تحتوي أجهزة الكمبيوتر الشخصية على معالجات دقيقة 8 بت أو 16 بت. تأتي أجهزة الكمبيوتر المنزلية مزودة بمعالج دقيق 8 بت لبرامج التعلم ولعب ألعاب الفيديو ، بينما تستخدم أجهزة الكمبيوتر ذات المعالجات الدقيقة 16 بت للأعمال والحسابات ومعالجة الكلمات وأغراض أخرى.

أجهزة كمبيوتر صغيرة أحادية اللوحة

تحتوي أجهزة الكمبيوتر الصغيرة أحادية اللوحة على تكوين بسيط للأجهزة والبرامج وأرخص سعرًا. تستخدم هذه الحواسيب الصغيرة لبناء أنظمة كمبيوتر صغيرة ولتدريب الطلاب.

سوبر ميني و CAD

“الحلقة المفتوحة مقابل التحكم في الحلقة المغلقة ”

تستخدم معالجات 32 بت في أجهزة الكمبيوتر الدقيقة القوية. ونتيجة لذلك ، فإن أداء أجهزة الكمبيوتر هذه أفضل بكثير من أجهزة الكمبيوتر المصغرة ، ويتم استخدامها في الجانب الهندسي كآلات CAD.

2. تطبيق للأغراض الخاصة

يتضمن تطبيق الأغراض الخاصة التحكم ، تواصل والأجهزة والأتمتة المكتبية والنشر.

تواصل

في صناعة الهاتف ، تُستخدم المعالجات الدقيقة في أجهزة المودم ومبادلات الهاتف وأجهزة الهاتف الرقمية وأيضًا في أنظمة حجز الهواء وأنظمة حجز السكك الحديدية على المستويين الدولي والوطني. تستخدم الهواتف المحمولة وأجهزة التلفزيون أيضًا المعالجات الدقيقة.

الأجهزة

في الأدوات المختلفة ، يتم تنفيذ المعالجات الدقيقة كوحدات تحكم رئيسية وتستخدم أيضًا في الأدوات الطبية لـ قياس درجة الحرارة وضغط الدم.

مراقبة

المعالجات الدقيقة متوفرة الآن في الأجهزة المنزلية مثل الغسالات وأفران الميكروويف ، وفي الأتمتة الصناعية القطاعات ، ميكروكنترولر تستخدم للتحكم في مختلف المعلمات مثل درجة الحرارة والسرعة والرطوبة والضغط.

النشر وأتمتة المكاتب

يتم استخدام هذه في المكتب لأداء عمليات النشر والتخزين. في النشر ، تُستخدم المعالجات الدقيقة في طابعات الليزر للحصول على سرعة جيدة وعمل نسخ تلقائية للصور.

هذا كله يتعلق بأنظمة المعالجات الدقيقة المدمجة وتطبيقاتها. نعتقد أن المعلومات الواردة في هذا الموضوع تستحق النظر في أهمية المعالجات الدقيقة. يرجى مشاركة اقتراحاتك وآرائك حول هذه المقالة أو المشاريع الكهربائية والإلكترونية في قسم التعليقات.

اعتمادات الصورة