میکرو پروسسور چیست و چه تفاوتی با میکرو کنترلر دارد؟

اگر شما هم در زمینه الکترونیک دیجیتال فعالیت میکنید ، احتمالا هر ماه چندین بار اصطلاحاتی مانند میکروکنترلر و میکروپروسسور را می شنوید. اما بیشتر افراد معمولا زمانی که حرف از میکروکنترلر یا میکروپروسسور به میان می آید ، دچار سردرگمی می شوند و گاها افرادی این دو را با یک دیگر اشتباه می گیرند. در این نوشتار سعی بر این داریم تا تفاوت دو واژه میکروکنترلر و میکروپروسسور را بررسی کنیم و در آینده دیگر در زمینه تشخیص و تفکیک این دو دچار مشکل نشویم.

میکروکنترلر و میکروپروسسور هر دو برای انجام عملیات پردازشی به کار می روند ، هر دو نقاط مشترک زیادی دارند و از طرفی تفاوت های شاخص و آشکاری نیز وجود دارد. به یاد داشته باشید از طریق شکل ظاهری IC و پکیج آن شما نمی توانید تشخیص دهید که قطعه میکروکنترلر است یا میکروپروسسور.هر دوی آنها در پکیج های 6 پایه تا پکیج های 80 ، یا 100 پایه و بیشتر از آن با توجه به امکاناتشان ارائه می شوند.

 

    میکروپروسسور یک IC است که در داخل خود فقط دارای CPU است و فقط توان پردازش اطلاعات را دارد ، مانند CPU های پنتیوم 1,2,3,4 و core i3, core i5 اینتل  و سایر CPU هایی که می شناسید.CPU ها فاقد RAM,ROM یا سایر حافظه های جانبی به صورت داخلی هستند و طراح سیستم برای اینکه بتواند یک سیستم کارآمد طراحی نماید ، باید حافظه های جانبی مانند RAM , ROM و سایر مومات را به صورت خارجی به CPU متصل کند. همانند آنچه که در داخل کامپیوتر های رومیزی ، لپ تاپ ها ، نوت بوک ها ، گوشی های هوشمند جدید و … می بینیم.

 

    این در حالیست که در میکروکنترلر ها قضیه طور دیگریست.میکروکنترلر دارای یک CPU است و علاوه بر آن دارای مقدار مشخصی RAM , ROM و سایر حافظه های جانبی به صورت داخلی است. میکروکنترلر ها را با نام هایی مانند میکروکامپیوتر نیز می شناسند.این روزها کارخانه های متعددی میکروکنترلر ها را با رنج گسترده ای از امکانات و قابلیت ها در انواع اندازه ها تولید می نماین. اتمل (ATMEL) ، میکروچیپ (MICROCHIP) ,فیلیپس (Philips) ، موتورولا (Motorola)، تگزاس اینسترومنتز (TI) از تولید کنندگان معروف و معتبر میکروکنترلر هستند.

میکروکنترلر ها برای انجام کارهای مشخصی طراحی شده اند. مشخص به این معنی که روابط بین پین های ورودی و خروجی همواره مشخص است. در میکرو کنترلر ها با توجه به ورودی ، پردازش هایی صورت میگیرد و خروجی حاصل می شود. برای مثال در دستگاه هایی مانند ماوس ، کیبرد ، ماشین ظرفشویی ، دوربین های دیجیتال ، ماکروویو ، اتومبیل ها ، تلفن ها ، موبایل ها ، ساعت و … از آنجا که کاربرد ها مشخص است ، به مقدار ثابت و کمتری از منابع مانند RAM,ROM , پورت های ورودی/خروجی احتیاج است و می توان از میکروکنترلر ها که دارای منابع به صورت On-Chip هستند استفاده نمود که این امر باعث ساده تر شدن طراحی مدار ، کوچک تر شدن مدار و همین طور کاهش قیمت تمام شده مدار می شود.

استفاده میکروپروسسور ها اغلب زمانیست که استفاده ها مشخص نیست ، به عنوان مثال در یک کامپیوتر رومیزی کاربر گاهی آهنگ گوش میدهد ، گاهی بازی میکند ، گاهی از نرم افزار های صفحه گسترده استفاده می کند ، گاهی عکس ویرایش می کند و … و به همین دلیل که روابط بین ورودی ها و خروجی ها با توجه به عملیاتی که کاربر در حال انجام آن است متغیر است ، نیاز به منابع بیشتری نظیر RAM , ROM و پورت هایی ورودی و خروجی خواهیم داشت.

معمولا فرکانس کلاک میکروپروسسور ها بسیار بیشتر از میکرو کنترلر هاست. میکرو کنترلر هایموجود در بازار معمولا از کمتر از 1 مگاهرتز تا 30 یا 50 مگاهرتز یا در بعضی موارد بیشتر از 50MHz را پشتیبانی می کنند که بازه پشتیبانی شده توسط هرکدام از آنها متفاوت است. برای مثال میکروکنترلر Atmega32A از 0MHz تا 16MHz به صورت گارانتی شده کار میکند و میکروکنترلری مانند Atxmega128a از 0Mhz تا 30Mhz به صورت گارانتی شده کار می کند. این در حالیست که اغلب میکروپردازنده ها یا میکروپروسسور های فعلی کلاک بیش از 1Ghz دارند تا بتوانند عملیات های ترکیبی را اجرا کنند.

مقایسه میکروکنترلر ها و میکروپروسسور ها از نظر قیمت کار منصفانه ای نیست ، از آنجا که میکرو کنترلر ها بسیار ارزان تر از میکروپروسسور ها هستند و از طرفی نمی توان از میکرو کنترلر به جای میکروپروسسور استفاده نمود و علاوه بر این استفاده از میکروپروسسور به جای میکروکنترلر نیز باعث افزایش بی دلیل هزینه طراحی و تولید می گردد زیرا میکروپروسسور ها به تنهایی قابل استفاده نخواهند بود و باید در کنار آنها از لوازم جانبی مانند RAM,ROM,بافر , ورودی و خروجی و … استفاده شود.

هنر طراحان مدار در یافتن بهترین گزینه برای هر طراحی است و همواره باید گزینه ای انتخاب شود که از نظر هزینه و کارآیی بهینه ترین باشد.