بالنسبة للمبتدئين ، الذين بدأوا للتو في مجال الإلكترونيات ، قد يكون من المحير في كثير من الأحيان مقارنة المعالجات الدقيقة والميكروكونترولر. لكن كلا من المعالج الدقيق والميكروكونترولر يختلفان تمامًا عن بعضهما البعض من حيث بنية الأجهزة والعمل. الفرق الأساسي بين المعالج الدقيق والميكروكونترولرهو أن المعالج الدقيق IC يحتوي فقط على وحدة المعالجة المركزية بداخله بينما يحتوي IC المتحكم الدقيق أيضًا على ذاكرة وصول عشوائي وذاكرة قراءة فقط وغيرها من الأجهزة الطرفية المرتبطة به. بعض الأمثلة الشائعة للمعالج الدقيق هي Intel core i7 و AMD Athlon و Broadcom BCM2711 (Raspberry Pi) وما إلى ذلك ، ومن الأمثلة على وحدات التحكم الدقيقة ATmega328 (Arduino UNO) و STM32 و PIC16F877A وما إلى ذلك. الهيكل العام للمعالج الدقيق والمتحكم الدقيق ، وهو بالضبط ما سنفعله في هذه المقالة.
ما هو المتحكم الدقيق؟
إنه مثل كمبيوتر صغير على شريحة متكاملة واحدة. يحتوي على نواة معالج وذاكرة قراءة فقط وذاكرة وصول عشوائي ودبابيس إدخال / إخراج مخصصة لأداء المهام المختلفة. تستخدم المتحكمات الدقيقة بشكل عام في المشاريع والتطبيقات التي تتطلب تحكمًا مباشرًا من قبل المستخدمين. نظرًا لأنه يحتوي على جميع المكونات المطلوبة في شريحته الفردية ، فإنه لا يحتاج إلى أي دوائر خارجية للقيام بمهمته ، لذلك يتم استخدام وحدات التحكم الدقيقة بشكل كبير في الأنظمة المدمجة وتقوم شركات تصنيع وحدات التحكم الدقيقة الرئيسية باستخدامها في السوق المدمجة. يمكن أن يسمى المتحكم الدقيق قلب النظام المضمن. بعض الأمثلة على متحكم دقيق هي 8051 ، AVR ، سلسلة PIC من ميكروكنترولر.
أعلاه هي بنية متحكم 8051. ويمكنك أن ترى كل المكونات المطلوبة لمشروع صغير موجودة في شريحة واحدة. مع التطورات في مجال الإلكترونيات ، هناك العديد من المتحكمات الدقيقة الجديدة التي يتم إطلاقها في السوق ، إذا كنت ترغب في فهم كيفية تحديد وحدة التحكم الدقيقة المناسبة لتطبيقك ، يمكنك التحقق من المقالة المرتبطة.
ما هو المعالج الدقيق؟
يحتوي المعالج الدقيق على وحدة CPU بداخله فقط في دائرة واحدة أو عدة دوائر متكاملة. مثل الميكروكونترولر ، فإنه لا يحتوي على ذاكرة وصول عشوائي وذاكرة قراءة فقط وغيرها من الأجهزة الطرفية. أنها تعتمد على الدوائر الخارجية للأجهزة الطرفية للعمل. لكن المعالجات الدقيقة ليست مصممة لمهمة محددة ولكنها مطلوبة عندما تكون المهام معقدة وصعبة مثل تطوير البرامج والألعاب والتطبيقات الأخرى التي تتطلب ذاكرة عالية وحيث لا يتم تحديد المدخلات والمخرجات. قد يطلق عليه قلب نظام الكمبيوتر. بعض الأمثلة على المعالجات الدقيقة هي Pentium و I3 و I5 وما إلى ذلك.
من هذه الصورة الخاصة بهندسة المعالجات الدقيقة ، يمكن أن نرى بسهولة أن لديها سجلات و ALU كوحدة معالجة ولا تحتوي على ذاكرة وصول عشوائي (RAM) وذاكرة قراءة فقط (ROM) فيها.
المعالج الدقيق مقابل متحكم
نظرًا لأنك الآن تدرك أساسًا ما هو متحكم دقيق ومعالج دقيق ، فسيكون من السهل تحديد الاختلافات الرئيسية بين متحكم دقيق ومعالج دقيق.
1. الاختلاف الرئيسي في كلاهما هو وجود طرف خارجي ، حيث تحتوي وحدات التحكم الدقيقة على ذاكرة وصول عشوائي وذاكرة قراءة فقط و EEPROM مضمنة فيها بينما يتعين علينا استخدام الدوائر الخارجية في حالة المعالجات الدقيقة.
2. نظرًا لأن جميع الأجهزة الطرفية للميكروكونترولر موجودة على شريحة واحدة ، فهي مضغوطة بينما يكون المعالج الدقيق ضخمًا.
3. يتم تصنيع المتحكمات الدقيقة باستخدام تكنولوجيا أشباه الموصلات ذات أكسيد المعدن التكميلي ، لذا فهي أرخص بكثير من المعالجات الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التطبيقات التي يتم إجراؤها باستخدام وحدات التحكم الدقيقة أرخص لأنها تحتاج إلى مكونات خارجية أقل ، في حين أن التكلفة الإجمالية للأنظمة المصنوعة باستخدام المعالجات الدقيقة مرتفعة بسبب العدد الكبير من المكونات الخارجية المطلوبة لهذه الأنظمة.
4. سرعة المعالجة للميكروكونترولر هي حوالي 8 ميجاهرتز إلى 50 ميجاهرتز ، ولكن على العكس من ذلك ، فإن سرعة المعالجة للمعالجات الدقيقة العامة أعلى من 1 جيجاهرتز ، لذا فهي تعمل بشكل أسرع بكثير من وحدات التحكم الدقيقة.
5. تحتوي وحدات التحكم الدقيقة بشكل عام على نظام توفير الطاقة ، مثل وضع الخمول أو وضع توفير الطاقة ، لذا فهي تستخدم طاقة أقل بشكل عام وأيضًا نظرًا لأن المكونات الخارجية منخفضة الاستهلاك الإجمالي للطاقة أقل. بينما في المعالجات الدقيقة بشكل عام لا يوجد نظام لتوفير الطاقة ، كما يتم استخدام العديد من المكونات الخارجية معها ، لذلك فإن استهلاكها للطاقة مرتفع مقارنة بالميكروكونترولر.
6. المتحكمات الدقيقة مضغوطة لذا فهي تجعلها نظام ملائم وفعال للمنتجات والتطبيقات الصغيرة بينما المعالجات الدقيقة ضخمة لذا فهي مفضلة للتطبيقات الأكبر
7. المهام التي تقوم بها ميكروكنترولر محدودة وعموما أقل تعقيدا. في حين أن المهمة التي تؤديها المعالجات الدقيقة هي تطوير البرامج ، وتطوير الألعاب ، والموقع الإلكتروني ، وإنشاء المستندات ، وما إلى ذلك ، والتي تكون بشكل عام أكثر تعقيدًا ، لذا تتطلب المزيد من الذاكرة والسرعة ، ولهذا السبب يتم استخدام ذاكرة الوصول العشوائي (ROM) الخارجية وذاكرة الوصول العشوائي (RAM) معها.
8. تعتمد الميكروكونترولر على هندسة هارفارد حيث يتم فصل ذاكرة البرنامج وذاكرة البيانات بينما تعتمد المعالجات الدقيقة على نموذج فون نيومان حيث يتم تخزين البرنامج والبيانات في نفس وحدة الذاكرة.
آمل أن تساعدك هذه المقالة في المقارنة بين المعالج الدقيق والميكروكونترولر. إذا كنت مهتمًا بمزيد من هذه المقالات ، فيمكنك أيضًا التحقق من المقارنة بين Microcontroller و PLC وأيضًا المقارنة بين مقالة C و Embedded C.