معالج ميكرو:

المعالج الدقيق هو مكون كمبيوتر إلكتروني مصنوع من ترانزستورات صغيرة الحجم وبعض عناصر الدوائر الأخرى على IC شبه موصل منفرد (دائرة متكاملة) أو رقاقة صغيرة. مختصر المعالج الدقيق هو µP أو uP. وحدة المعالجة المركزية (وحدة المعالجة المركزية) هي أكثر المعالجات الدقيقة شهرة ، لكن العديد من المكونات الأخرى في الكمبيوتر تحتوي عليها ، مثل GPU (وحدة معالجة الرسومات) على بطاقة الفيديو. في سباق أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، يتم تطبيق أسماء وحدة المعالجة المركزية والمعالج الدقيق بشكل متبادل. تم دمج معالج دقيق في مركز جميع أجهزة الكمبيوتر وفي أقصى محطات العمل. تتحكم المعالجات الدقيقة في منطق جميع الآلات الرقمية تقريبًا ، من ساعة الراديو إلى هياكل حقن الوقود للسيارات. المعالج الدقيق عبارة عن حزمة IC واحدة حيث يتم دمج العديد من الوظائف.

“كيفية التعرف على أنماط بصمات الأصابع ”

هناك خمسة أنواع أساسية من المعالجات الدقيقة تزود هذه الوحدات الدقيقة أجهزة الكمبيوتر 'بالدماغ'. داخل معالج السيليكون الصغير المعتاد ، سيكون هناك عدد من الترانزستورات الدقيقة والأجزاء الدقيقة للغاية. يتم استخدام كل هذه المكونات لمساعدة الكمبيوتر في العمل كما هو مخطط له.

أنواع المعالجات الدقيقة:

أنواع مختلفة من المعالجات الدقيقة

مجموعة التعليمات المعقدة المعالجات الدقيقة: يُعرف هذا النوع من المعالجات الدقيقة أيضًا باسم CISM. تصنف CISM معالجًا صغيرًا يمكن من خلاله تنفيذ كل أمر مع العديد من الوظائف الأخرى منخفضة المستوى. تهدف هذه الوظائف إلى تنفيذ إجراءات مثل - تحميل البيانات على بطاقة الذاكرة ، أو إعادة الاتصال أو تنزيل البيانات من بطاقة الذاكرة أو حساب الرياضيات المعقدة في أمر واحد.
مجموعة المعالجات الدقيقة لمجموعة التعليمات المخفضة: المعروف أيضًا باسم RISC ، وكان الهدف منه تسريع المعالجات الدقيقة للكمبيوتر. تم إنشاء هذه الشرائح وفقًا للمبادئ التوجيهية التي تسمح للمعالج الدقيق بالقيام بكمية أقل من الأشياء داخل كل أمر وهذا سيسمح له بإكمال المزيد من الأوامر بسرعة أكبر.
معالجات Superscalar: يقوم هذا النوع من المعالجات بنسخ الأجهزة الموجودة على المعالج الصغير بحيث يمكنه تنفيذ العديد من الإرشادات في نفس الوقت. يمكن أن تكون موارد النسخ المتماثلة هذه وحدات منطقية حسابية أو مضاعفات. تتكون Superscalars من عدة وحدات تشغيلية. تنفذ المعالجات الدقيقة Superscalar أكثر من أمر واحد خلال دورة ساعة واحدة من خلال إرسال العديد من التعليمات بشكل متزامن إلى وحدات تشغيلية غير ضرورية في المعالج.
الدائرة المتكاملة الخاصة بالتطبيق: يُعرف أيضًا باسم المعالج الدقيق ASIC وهو مخصص لأغراض دقيقة للغاية ، والتي من المحتمل أن تشمل - التحكم في انبعاثات السيارات أو أجهزة الكمبيوتر الشخصية المساعدة الرقمية. يتم إنتاج ASIC في بعض الأحيان وفقًا للمواصفات ، ولكن يمكن أيضًا تصنيعها من خلال الاستفادة من التروس الجاهزة.
معالجات الإشارات الرقمية المتعددة (DSPs): DSPs هي معالجات دقيقة فريدة تستخدم لفك تشفير الفيديو وتشفيره ، أو تحويل رقمي أو فيديو إلى تناظري والعكس صحيح. تحتاج هذه العمليات إلى معالج دقيق ممتاز بشكل خاص في تنفيذ العمليات الحسابية. تستخدم رقائق DSP بشكل عام في SONAR ، والهواتف المحمولة ، و RADAR ، وتروس صوت المسرح المنزلي ، وصناديق فك التشفير.

متحكم دقيق:

متحكم

Microcontroller هو جهاز كمبيوتر على شريحة تم تحسينه لإدارة الأدوات الكهربائية. إنه مخصص بشكل خاص للمهام الدقيقة مثل التحكم في نظام معين. يستخدم المتحكم الدقيق في بعض الأحيان uC أو C أو MCU المختصرة ، وهو في الأساس مجموعة متنوعة من المعالجات الدقيقة التي تهدف إلى أن تكون مرضية ومربحة. أيضًا ، المتحكم الدقيق هو جزء من مجموعة في النظام ، والتي هي في الأساس لوحة دائرة كاملة. النظام الثابت هو نظام كمبيوتر مصمم لتنفيذ وظيفة واحدة أو أكثر مرارًا وتكرارًا مع حدود العمل في الوقت الفعلي. يتم تضمينه كعنصر من عناصر آلة كاملة في كثير من الأحيان عد الأجهزة والعناصر الآلية أيضًا. بعض الخارجية يتم ربط الأجهزة الطرفية الإلكترونية بوحدة تحكم دقيقة لأداء أفضل يعتمد على التطبيقات.

الرسوم التوضيحية للميكروكونترولر هي 8051 ، و 80196 من إنتل ، و Microchip's PIC ، وسلسلة 68HCxx من Motorola. المتحكمات الدقيقة التي يتم دمجها عادةً في الألعاب والسيارات والأجهزة والآلات المكتبية عبارة عن تروس تدمج عددًا من مكونات نظام المعالجات الدقيقة على رقاقة فردية:

الذاكرة (كلا من ROM و RAM)
جوهر وحدة المعالجة المركزية (المعالج الدقيق)
بعض الإدخال / الإخراج الرقمي المتوازي

يشهد المتحكم الدقيق دمج عدد من الوظائف المفيدة في حزمة IC واحدة. هذه الوظائف هي: -

القدرة على تنفيذ مجموعة متراكمة من الأوامر لأداء المهام الموصوفة للمستخدم.
القدرة على إتقان استخدام رقائق الذاكرة الطرفية لقراءة البيانات وكتابتها من الذاكرة وإليها.

أنواع الميكروكونترولر:

يتم فرز وحدات التحكم الدقيقة من حيث عرض الناقل الداخلي ، أو وحدة التحكم الدقيقة المضمنة ، أو مجموعة الطلبات ، أو التصميم الهيكلي للذاكرة ، أو شريحة IC أو VLSI core أو Verilog file & family unit. بالنسبة للعائلة المماثلة ، قد تكون هناك مجموعة من الإصدارات بمصادر مختلفة. نحن هنا نعطي القليل أنواع الميكروكونترولر المستخدمة في تطبيقات مختلفة .

أنواع مختلفة من ميكروكنترولر

متحكم 8 بت: عندما يكون الناقل الداخلي في MCU ناقل 8 بت ، فإن ALU ينفذ العمليات الحسابية والمنطقية على بايت بأمر. MCU عبارة عن متحكم صغير 8 بت. الرسوم التوضيحية لـ MCU 8 بت هي - عائلات Intel 8031/8051 و Motorola MC68HC11 و PIC1x.
متحكم 16 بت: يتكون متحكم 16 بت من ناقل 16 بت ويقوم ALU بإجراء عمليات حسابية ومنطقية على معامل 16 بت. إنه يوفر دقة وأداء أكبر مقارنة بـ 8 بت MCU.
متحكم 32 بت: عندما يكون الناقل الداخلي لوظيفة نقل البيانات في MCU هو ناقل 32 بت ، فإن ALU ينفذ وظائف منطقية وحسابية على كلمات معامل 32 بت عند الأوامر. MCU عبارة عن وحدة تحكم دقيقة 32 بت. توفر هذه دقة وأداء أفضل مقارنة بوحدات MCU ذات 16 بت.
متحكم مضمن: عندما يشتمل النظام الثابت أو المضمن على وحدة MCU تحتوي على كل أجزاء الأجهزة والبرامج في وحدة فردية ، تُعرف MCU باسم وحدة التحكم الصغيرة المضمنة. يوجد عدد قليل جدًا من الوحدات أو الأنظمة الطرفية الإضافية أو لا توجد على الإطلاق للمعالجة أثناء التحكم أو الاستفادة من الأجهزة الطرفية. للتوضيح ، تستخدم دائرة استقبال الهاتف وحدة تحكم دقيقة مضمنة أو مدمجة.
وحدة تحكم صغيرة للذاكرة الخارجية: عندما يضيف نظام مدمج أو مضمن وحدة MCU تحتوي على كل جزء من أجزاء الأجهزة والبرامج غير موجود كمكون منفرد ولديه كل أو جزء من مكون الذاكرة متفاعل خارجيًا عن طريق تشغيل دائرة تفاعلية تعرف باسم دائرة الغراء ، تُعرف MCU بوحدة التحكم الدقيقة للذاكرة الطرفية أو الخارجية. على سبيل المثال ، يتألف 8031 من ذاكرة البرنامج التي يتم توصيلها بها خارجيًا. يحتوي الطراز 8051 على ذاكرة داخلية وذاكرة برنامج طرفية.

الفرق بين المعالجات الدقيقة ووحدات التحكم الدقيقة

الاختلاف بين الاثنين هو أن المتحكم الدقيق يدمج ميزات المعالج الدقيق (ALU ، وحدة المعالجة المركزية ، التسجيلات) مع وجود خصائص إضافية مثل وجود ذاكرة القراءة فقط ، ذاكرة الوصول العشوائي ، العداد ، منافذ الإدخال / الإخراج ، إلخ. هنا يتحكم متحكم دقيق وظيفة الجهاز من خلال استخدام برامج ثابتة متراكمة في ذاكرة القراءة فقط (ROM) لا تتغير مع المدة.

الفرق بين المعالج الدقيق والميكروكونترولر

من وجهة نظر أخرى ، فإن الاختلاف الرئيسي بين المعالجات الدقيقة المعتادة والميكروكونترولر التي تنفصل عن المصطلحات المعمارية هو مجال تطبيقها. المعالجات الدقيقة المعتادة مثل عائلة Pentium أو معالجات عائلة Intel Core أو المعالجات المماثلة موجودة في أجهزة الكمبيوتر كآلة قابلة للبرمجة تعمل عالميًا. في فترة حياتها ، يتعين عليها إدارة العديد من المهام والبرامج المختلفة المحددة لها.

في المقابل أ متحكم من عائلة الموافقة المسبقة عن علم أو 8051 عائلة أو أي عائلة أخرى لاحظت تطبيقاتها في أنظمة مدمجة صغيرة مثل نظام التحكم في إشارات المرور أو نوع من النظام الآلي. تدير هذه الأدوات أيضًا مهمة مماثلة أو برنامجًا مشابهًا طوال دورة حياتها بالكامل. الفرق الآخر هو أن المتحكم الدقيق يجب أن يتعامل بشكل عام مع المهام الآنية بينما على العكس من ذلك ، فإن المعالجات الدقيقة في نظام الكمبيوتر ربما لن تتعامل مع مهمة فورية في جميع الأوقات.

في الوقت الحاضر ، يبدي العديد من طلاب الهندسة اهتمامًا كبيرًا بالمعالج الدقيق و مشاريع متحكم لأنها مثيرة للاهتمام ومفيدة للغاية لبناء حياة مهنية جيدة في مجال الإلكترونيات.

اعتمادات الصورة: