Sistemas integrados: procesadores
El procesador es el corazón de un sistema integrado. Es la unidad básica que toma entradas y produce una salida después de procesar los datos. Para un diseñador de sistemas embebidos, es necesario tener el conocimiento tanto de microprocesadores como de microcontroladores.
Procesadores en un sistema
Un procesador tiene dos unidades esenciales:
- Unidad de control de flujo de programa (CU)
- Unidad de ejecución (UE)
La CU incluye una unidad de búsqueda para obtener instrucciones de la memoria. La UE tiene circuitos que implementan las instrucciones relacionadas con la operación de transferencia de datos y la conversión de datos de un formato a otro.
La UE incluye la Unidad Aritmética y Lógica (ALU) y también los circuitos que ejecutan instrucciones para una tarea de control de programa, como interrumpir o saltar a otro conjunto de instrucciones.
Un procesador ejecuta los ciclos de recuperación y ejecuta las instrucciones en la misma secuencia en que se obtienen de la memoria.
Tipos de procesadores
Los procesadores pueden pertenecer a las siguientes categorías:
Procesador de propósito general (GPP)
- Microprocessor
- Microcontroller
- Procesador integrado
- Procesador de señal digital
- Procesador de medios
Procesador de sistema específico de aplicación (ASSP)
Procesadores de instrucciones específicas de aplicación (ASIP)
Núcleo (s) GPP o núcleo (s) ASIP en un circuito integrado de aplicación específica (ASIC) o en un circuito de integración a gran escala (VLSI).
Microprocesador
Un microprocesador es un solo chip VLSI que tiene una CPU. Además, también puede tener otras unidades como autocares, unidad aritmética de procesamiento de punto flotante y unidades de canalización que ayudan a un procesamiento más rápido de las instrucciones.
El ciclo de búsqueda y ejecución de microprocesadores de generaciones anteriores estaba guiado por una frecuencia de reloj del orden de ~ 1 MHz. Los procesadores ahora funcionan a una frecuencia de reloj de 2 GHz
Microcontrolador
Un microcontrolador es una unidad VLSI de un solo chip (también llamada microcomputer) que, aunque tiene capacidades de cálculo limitadas, posee una capacidad de entrada / salida mejorada y una serie de unidades funcionales en chip.
| UPC | RAM | ROM |
| Puerto de E / S | Temporizador | Puerto COM serial |
Los microcontroladores se utilizan particularmente en sistemas integrados para aplicaciones de control en tiempo real con dispositivos y memoria de programa en chip.
Microprocesador vs microcontrolador
Echemos ahora un vistazo a las diferencias más notables entre un microprocesador y un microcontrolador.
| Microprocesador | Microcontrolador |
|---|---|
| Los microprocesadores son multitarea por naturaleza. Puede realizar múltiples tareas a la vez. Por ejemplo, en la computadora podemos reproducir música mientras escribimos texto en el editor de texto. | Orientado a una sola tarea. Por ejemplo, una lavadora está diseñada para lavar ropa únicamente. |
| RAM, ROM, puertos de E / S y temporizadores se pueden agregar externamente y pueden variar en número. | RAM, ROM, puertos de E / S y temporizadores no se pueden agregar externamente. Estos componentes se integrarán juntos en un chip y se fijarán en números. |
| Los diseñadores pueden decidir el número de puertos de E / S o de memoria necesarios. | El número fijo de memoria o E / S hace que un microcontrolador sea ideal para una tarea limitada pero específica. |
| El soporte externo de memoria externa y puertos de E / S hace que un sistema basado en microprocesador sea más pesado y costoso. | Los microcontroladores son ligeros y más económicos que un microprocesador. |
| Los dispositivos externos requieren más espacio y su consumo de energía es mayor. | Un sistema basado en microcontroladores consume menos energía y ocupa menos espacio. |