NUC975DK61Y - Circuiti Integrati, Integrati, Microcontrollers - NUVOTON Technology Corporation

1 Definizione di microcontroller

Cum'è u microcontroller hè l'unità logica aritmetica, memoria, timer / calculatrice, è diversi circuiti / O, etc. integrati in un chip, chì custituiscenu un sistema informaticu cumpletu di basa, hè cunnisciutu ancu com'è microcomputer unicu chip.

U prugramma in a memoria di u microcontroller utilizatu strettamente cù u hardware di u microcontroller è i circuiti di hardware perifèricu, hè distintu da u software di u PC, è hè chjamatu u prugramma microcontroller cum'è firmware.In generale, un microprocessore hè un CPU in un circuitu integratu unicu, mentre chì un microcontroller hè un CPU, ROM, RAM, VO, timer, etc. tutti in un circuitu integratu unicu.In cunfrontu cù CPU, u microcontroller ùn hà micca una putenza di calculu cusì putente, nè ùn hà MemoryManaaement Unit, chì face chì u microcontroller pò solu gestisce un pocu di cuntrollu, logica è altri compiti relativamente unichi è simplici, è hè largamente utilizatu in u cuntrollu di l'equipaggiu, u processu di signale di sensori. è altri campi, cum'è certi apparecchi di casa, equipaghji industriali, arnesi, etc.

2 A cumpusizioni di u microcontroller

U microcontroller hè custituitu da parechje parte: processore centrale, memoria è input / output:

- Processore centrale:

U processatore cintrali hè u cumpunente core di u MCU, cumprese e duie parti principali di l'operatore è u controller.

- Operatore

L'operatore hè custituitu da unità aritmetica è logica (ALU), accumulatore è registri, etc. U rolu di ALU hè di fà operazioni aritmetiche o logiche nantu à i dati entranti.L'ALU hè capaci di aghjunghje, sottrae, currispondenu, o paragunate a dimensione di sti dui dati, è infine guardà u risultatu in l'accumulatore.

L'operatore hà duie funzioni:

(1) Per fà diverse operazioni aritmetiche.

(2) Per fà diverse operazioni logiche è per eseguisce testi logichi, cum'è una prova di valore zero o una comparazione di dui valori.

Tutte l'operazioni eseguite da l'operatore sò dirette da i signali di cuntrollu da u controller, è, mentri una operazione aritmetica pruduce un risultatu aritmeticu, una operazione logica pruduce un verdict.

-Controller

U controller hè cumpostu di u prugramma, u registru d'istruzzioni, u decodificatore di l'istruzzioni, u generatore di timing è u cuntrollu di l'operazione, etc. Hè u "corpu di decisione" chì emette cumandamenti, vale à dì coordenate è dirige l'operazione di tuttu u sistema di u microcomputer.E so funzioni principali sò:

(1) Per ricuperà una struzzione da a memoria è indicà u locu di a prossima struzzione in memoria.

(2) Per decodificà è pruvà l'istruzzioni è generà u segnu di cuntrollu di l'operazione currispondente per facilità l'esekzione di l'azzione specifica.

(3) Dirige è cuntrolla a direzzione di u flussu di dati trà u CPU, a memoria è i dispositi di input è output.

U microprocessore interconnetta l'ALU, i contatori, i registri è a sezione di cuntrollu attraversu u bus internu, è cunnetta à a memoria esterna è à i circuiti di l'interfaccia di input / output attraversu u bus esternu.L'autobus esternu, chjamatu ancu u bus di sistema, hè divisu in u bus di dati DB, l'autobus di l'indirizzu AB è l'autobus di cuntrollu CB, è hè cunnessu à parechji dispositi periferici attraversu u circuitu di l'interfaccia di input / output.

- Memoria

A memoria pò esse divisa in dui categurie: memoria di dati è memoria di prugramma.

A memoria di dati hè usata per salvà dati è u almacenamentu di u prugramma hè utilizatu per almacenà i prugrammi è i paràmetri.

-Input / Output -Ligà o guidà diversi dispositi

Porti di cumunicazione seriale - scambià dati trà MCU è periferiche diverse, cum'è UART, SPI, 12C, etc.

3 Classificazione di microcontroller

In quantu à u numeru di bit, i microcontrollers ponu esse classificati in: 4-bit, 8-bit, 16-bit, è 32-bit.In l'applicazioni pratiche, 32-bit conta per 55%, 8-bit cunta per 43%, 4-bit cunta per 2%, è 16-bit cunta per 1%

Pò esse vistu chì i microcontrollers 32-bit è 8-bit sò i microcontrollers più utilizati oghje.
A sfarenza in u numeru di bit ùn rapprisenta micca i microprocessori boni o cattivi, micca u più altu u numeru di bits u megliu u microprocessore, è micca u più bassu u numeru di bits u peghju u microprocessore.

I MCU 8-bit sò versatili;offrenu una prugrammazione simplice, efficienza energetica è una piccula dimensione di pacchettu (alcuni anu solu sei pin).Ma questi microcontrollers ùn sò micca generalmente usati per e funzioni di rete è cumunicazioni.

I protokolli di rete più cumuni è stacks di software di cumunicazione sò 16 o 32-bit.I periferichi di cumunicazione sò dispunibuli per certi dispositi 8-bit, ma MCU 16 è 32-bit sò spessu a scelta più efficaci.Tuttavia, i MCU 8-bit sò tipicamente usati per una varietà di applicazioni di cuntrollu, sensazione è interfaccia.

Architecturally, i microcontrollers ponu esse divisi in duie categurie: RISC (Reduced Instruction Set Computers) è CISC (Complex Instruction Set Computers).

RISC hè un microprocessore chì eseguisce menu tippi d'istruzzioni di l'informatica è urigginatu in l'anni 1980 cù u mainframe MIPS (vale à dì, macchine RISC), è i microprocessori utilizati in i machini RISC sò cullettivamente chjamati processori RISC.In questu modu, hè capaci di eseguisce operazioni à un ritmu più veloce (milioni di più struzzioni per seconda, o MIPS).Perchè l'urdinatori necessitanu transistori supplementari è elementi di circuitu per eseguisce ogni tipu d'istruzzioni, u più grande u set di struzzioni di l'urdinatore rende u microprocessore più cumplessu è eseguisce operazioni più lentamente.

CISC include un riccu inseme di microistruzzioni chì simplificà a creazione di prugrammi chì correnu nantu à u processatore.L'istruzzioni sò cumposti da una lingua di assemblea, è alcune funzioni cumuni implementate in origine da u software sò implementate invece da u sistema di struzzioni hardware.U travagliu di u programatore hè cusì ridutta assai, è alcune operazioni o operazioni di ordine più bassu sò processate simultaneamente in ogni periodu di struzzione per aumentà a velocità di esecutivu di l'urdinatore, è questu sistema hè chjamatu sistema di struzzioni cumplessu.

4 Riassuntu

Una seria sfida per l'ingegneri di l'elettronica di l'automobile d'oghje hè di custruisce un low-cost, senza prublemi, è ancu in l'eventu di un fallimentu pò travaglià sistemi di l'automobile, in u rendiment di l'automobile migliurà gradualmente à u mumentu, i microcontrollers sò previsti per rinfurzà u rendiment. di unità di cuntrollu elettronicu di l'automobile.