- మైక్రోకంట్రోలర్ మరియు మైక్రోప్రాసెసర్
- MPU లేదా MCU ని ఎన్నుకునేటప్పుడు పరిగణించవలసిన అంశాలు
- 1. ప్రాసెసింగ్ శక్తి
- 2. ఇంటర్ఫేస్లు
- 3. జ్ఞాపకశక్తి
- 4. శక్తి
- ముగింపు
ప్రాసెసింగ్ యూనిట్ అయిన ఎంబెడెడ్ పరికరం యొక్క మెదడు, పరికరం రూపొందించిన పని (ల) ను సాధించడంలో విజయం లేదా వైఫల్యానికి కీలకమైనది. ఇన్పుట్ నుండి సిస్టమ్కు, తుది అవుట్పుట్కు సంబంధించిన ప్రతి ప్రక్రియకు ప్రాసెసింగ్ యూనిట్ బాధ్యత వహిస్తుంది, అందువల్ల పరికర రూపకల్పన సమయంలో మెదడుకు సరైన ప్లాట్‌ఫామ్‌ను ఎంచుకోవడం చాలా ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే ప్రతి ఇతర విషయం ఆ నిర్ణయం యొక్క ఖచ్చితత్వంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
మైక్రోకంట్రోలర్ మరియు మైక్రోప్రాసెసర్
ఎంబెడెడ్ పరికరాల కోసం ఉపయోగించే ప్రాసెసింగ్ భాగాలను రెండు విస్తృత వర్గాలుగా విభజించవచ్చు; మైక్రోకంట్రోలర్లు మరియు మైక్రోప్రాసెసర్లు.
మైక్రోకంట్రోలర్లు ఒకే చిప్‌లోని చిన్న కంప్యూటింగ్ పరికరాలు, ఇవి ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ప్రాసెసింగ్ కోర్లను కలిగి ఉంటాయి, వీటిలో మెమరీ పరికరాలు ప్రోగ్రామబుల్ ప్రత్యేక మరియు సాధారణ ప్రయోజన ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ (I / O) పోర్ట్‌లతో పాటు పొందుపరచబడతాయి. నిర్దిష్ట పునరావృత పనులు మాత్రమే చేయాల్సిన అనువర్తనాల్లో ఇవి ప్రత్యేకంగా ఉపయోగించబడతాయి. మీ పొందుపరిచిన ప్రాజెక్టుల కోసం సరైన మైక్రోకంట్రోలర్‌ను ఎంచుకోవడం గురించి మేము ఇప్పటికే చర్చించాము.
మరోవైపు మైక్రోప్రాసెసర్లు సాధారణ ప్రయోజన కంప్యూటింగ్ పరికరాలు, ఇవి సెంట్రల్ ప్రాసెసింగ్ యూనిట్ యొక్క అన్ని విధులను చిప్‌లో పొందుపరుస్తాయి, అయితే మెమరీ మరియు ఇన్పుట్ వంటి పరికరాలను మరియు మైక్రోకంట్రోలర్ వంటి అవుట్పుట్ పిన్‌లను కలిగి ఉండవు.
మైక్రోప్రాసెసర్‌ల కోసం చిప్‌లపై మెమరీని ఉపయోగించడం మరియు మైక్రోకంట్రోలర్‌ల బాహ్య మెమరీకి కనెక్ట్ చేయగల సామర్థ్యం వంటి మైక్రోకంట్రోలర్లు మరియు మైక్రోప్రాసెసర్‌ల మధ్య రేఖను అస్పష్టం చేస్తున్న తయారీదారులు ఇప్పుడు చాలా విషయాలను మారుస్తున్నప్పటికీ, ఈ భాగాల మధ్య కీలక తేడాలు ఇప్పటికీ ఉన్నాయి మరియు డిజైనర్ రెడీ ఒక నిర్దిష్ట ప్రాజెక్ట్ కోసం వాటి మధ్య ఉత్తమమైనదాన్ని ఎంచుకోవాలి.
మైక్రోకంట్రోలర్ మరియు మైక్రోప్రాసెసర్ మధ్య వ్యత్యాసం గురించి మరింత తెలుసుకోండి.
MPU లేదా MCU ని ఎన్నుకునేటప్పుడు పరిగణించవలసిన అంశాలు
ఎంబెడెడ్ ఉత్పత్తి రూపకల్పన కోసం ఉపయోగించాల్సిన ప్రాసెసింగ్ పరికరానికి సంబంధించి దిశలో ఏదైనా నిర్ణయం తీసుకునే ముందు, డిజైన్ స్పెసిఫికేషన్లను అభివృద్ధి చేయడం చాలా ముఖ్యం. డిజైన్ స్పెసిఫికేషన్లను అభివృద్ధి చేయడం పరికరం ప్రీ-డిజైన్‌కు ఒక మార్గాన్ని అందిస్తుంది, ఇది వివరాలను గుర్తించడంలో సహాయపడుతుంది, పరిష్కరించాల్సిన సమస్య, దాన్ని ఎలా పరిష్కరించాలి, ఉపయోగించాల్సిన భాగాలను హైలైట్ చేస్తుంది మరియు మరెన్నో. ఇది డిజైనర్ ప్రాజెక్ట్ గురించి సాధారణ నిర్ణయాలు తీసుకోవడంలో సహాయపడుతుంది మరియు ప్రాసెసింగ్ యూనిట్ కోసం ఏ దిశలో ప్రయాణించాలో నిర్ణయించడంలో సహాయపడుతుంది.
మైక్రోకంట్రోలర్ మరియు మైక్రోప్రాసెసర్ మధ్య ఎంచుకోవడానికి ముందు పరిగణించాల్సిన డిజైన్ స్పెసిఫికేషన్‌లోని కొన్ని అంశాలు క్రింద వివరించబడ్డాయి.
1. ప్రాసెసింగ్ శక్తి
మైక్రోకంట్రోలర్ మరియు మైక్రోప్రాసెసర్ మధ్య ఎంచుకునేటప్పుడు పరిగణించవలసిన ప్రధానమైన (కాకపోయినా) ప్రాసెసింగ్ శక్తి ఒకటి. మైక్రోప్రాసెసర్‌లకు వంపు తిరిగే ప్రధాన కారకాల్లో ఇది ఒకటి. ఇది DMIPS (ధ్రిస్టోన్ మిలియన్ ఇన్స్ట్రక్షన్స్ పర్ సెకండ్స్) లో కొలుస్తారు మరియు మైక్రోకంట్రోలర్ లేదా మైక్రోప్రాసెసర్ సెకనులో ప్రాసెస్ చేయగల సూచనల సంఖ్యను సూచిస్తుంది. పరికరం కేటాయించిన పనిని ఎంత వేగంగా పూర్తి చేయగలదో ఇది తప్పనిసరిగా సూచిస్తుంది.
మీ రూపకల్పనకు అవసరమైన ఖచ్చితమైన గణన శక్తిని నిర్ణయించడం చాలా కష్టమైన పని, విద్యావంతులైన అంచనా వేయవచ్చు, పని (ల) ను పరిశీలించడం ద్వారా, పరికరం నిర్వహించడానికి సృష్టించబడుతుంది మరియు ఆ పనుల యొక్క గణన అవసరాలు ఏమిటో కావచ్చు. ఉదాహరణకు, పూర్తి ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌ను ఎంబెడెడ్ లైనక్స్, విండోస్ సిఇ లేదా ఇతర OS లలో ఉపయోగించాల్సిన పరికరం యొక్క అభివృద్ధికి 500 DMIPS కంటే ఎక్కువ ప్రాసెసింగ్ శక్తి అవసరమా, ప్రాసెసర్ లాగా ఉందా? అవును. దీనికి జోడించడానికి, పరికరంలో ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌ను నడపడానికి మెమరీ మేనేజ్‌మెంట్ యూనిట్ (MMU) అవసరం, ఇది అవసరమైన ప్రాసెసింగ్ శక్తిని పెంచుతుంది. చాలా అంకగణితంతో కూడిన పరికర అనువర్తనాలకు కూడా చాలా ఎక్కువ DMIPS అవసరంవిలువలు మరియు పరికరం ఎంత ఎక్కువ గణితాలు / సంఖ్యా గణనలను చేయాలో, అవసరమైన ప్రాసెసింగ్ శక్తి కారణంగా డిజైన్ అవసరాలు మైక్రోప్రాసెసర్ వాడకం వైపు వంగి ఉంటాయి.
మైక్రోప్రాసెసర్లు మరియు మైక్రోకంట్రోలర్‌ల మధ్య ఎంపికను ప్రభావితం చేసే ప్రాసెసింగ్ శక్తి యొక్క మరొక ప్రధాన సూత్రం యూజర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌ల వంటి వాటి యొక్క సంక్లిష్టత లేదా సరళత. ఈ రోజుల్లో అత్యంత ప్రాధమిక అనువర్తనాల కోసం కూడా రంగురంగుల మరియు ఇంటరాక్టివ్ GUI లను కలిగి ఉండటం చాలా అవసరం. QT వంటి వినియోగదారు ఇంటర్‌ఫేస్‌లను సృష్టించడానికి ఉపయోగించే చాలా లైబ్రరీలకు 80 - 100 DMIPS వరకు ప్రాసెసింగ్ శక్తి అవసరం మరియు ఎక్కువ యానిమేషన్లు, చిత్రాలు మరియు ఇతర మల్టీమీడియా విషయాలు ప్రదర్శించబడతాయి, అవసరమైన ప్రాసెసింగ్ శక్తి. ఏదేమైనా, తక్కువ రిజల్యూషన్ స్క్రీన్‌లలో సరళమైన యూజర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లకు తక్కువ ప్రాసెసింగ్ శక్తి అవసరమవుతుంది మరియు ఈ రోజుల్లో మైక్రోకంట్రోలర్‌లను ఉపయోగించి వాటిని శక్తివంతం చేయవచ్చు, విభిన్న డిస్ప్లేలతో ఇంటరాక్ట్ అవ్వడానికి ఎంబెడెడ్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లతో వస్తాయి
పైన పేర్కొన్న కొన్ని ప్రధాన విధులను పక్కన పెడితే, కమ్యూనికేషన్స్ మరియు ఇతర పెరిఫెరల్స్ కోసం కొంత ప్రాసెసింగ్ శక్తిని కేటాయించడం చాలా ముఖ్యం. పైన ఇచ్చిన చాలా ఉదాహరణలు మైక్రోప్రాసెసర్‌ల వాడకానికి మద్దతు ఇస్తున్నప్పటికీ, అవి సాధారణంగా మైక్రోకంట్రోలర్‌లతో పోల్చితే ఖరీదైనవి మరియు కొన్ని పరిష్కారాలలో ఉపయోగించినప్పుడు ఓవర్ కిల్ అవుతాయి, ఉదాహరణకు లైట్ బల్బును ఆటోమేట్ చేయడానికి 500 DMIPS మైక్రోప్రాసెసర్‌ను ఉపయోగించడం వల్ల మొత్తం ఖర్చు అవుతుంది ఉత్పత్తి సాధారణ కంటే ఎక్కువ మరియు చివరికి మార్కెట్లో దాని వైఫల్యానికి దారితీస్తుంది.
2. ఇంటర్ఫేస్లు
మైక్రోకంట్రోలర్ మరియు మైక్రోప్రాసెసర్ మధ్య ఎంచుకోవడానికి ముందు పరిగణించవలసిన కారకాల్లో ఉత్పత్తి యొక్క విభిన్న అంశాలను అనుసంధానించడానికి ఉపయోగించాల్సిన ఇంటర్ఫేస్ ఒకటి. ఉపయోగించాల్సిన ప్రాసెసింగ్ యూనిట్ ఇతర భాగాలకు అవసరమైన ఇంటర్‌ఫేస్‌లను కలిగి ఉందని నిర్ధారించుకోవడం చాలా ముఖ్యం.
కనెక్టివిటీ మరియు కమ్యూనికేషన్స్ స్టాండ్ పాయింట్ నుండి, చాలా మైక్రోకంట్రోలర్లు మరియు మైక్రోప్రాసెసర్లు కమ్యూనికేషన్ పరికరాలకు కనెక్ట్ కావడానికి అవసరమైన ఇంటర్‌ఫేస్‌లను కలిగి ఉంటాయి, అయితే సూపర్ స్పీడ్ యుఎస్‌బి 3.0 ఇంటర్ఫేస్, బహుళ 10/100 ఈథర్నెట్ పోర్ట్‌లు లేదా గిగాబిట్ ఈథర్నెట్ పోర్ట్ వంటి హై స్పీడ్ కమ్యూనికేషన్ పెరిఫెరల్స్ అవసరమైనప్పుడు, విషయాలు మైక్రోప్రాసెసర్ యొక్క దిశలో వంగి, వీటికి మద్దతు ఇవ్వడానికి అవసరమైన ఇంటర్ఫేస్ సాధారణంగా వాటిపై మాత్రమే కనిపిస్తుంది, ఎందుకంటే అవి పెద్ద మొత్తంలో డేటాను నిర్వహించడానికి మరియు ప్రాసెస్ చేయడానికి ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు ఆ డేటా బదిలీ చేయబడిన వేగం.
ఈ ఇంటర్‌ఫేస్‌ల కోసం ఉపయోగించిన ప్రోటోకాల్‌ల యొక్క ప్రభావం ఫర్మ్‌వేర్ కోసం అవసరమైన మెమరీ మొత్తంపై ధృవీకరించబడాలి ఎందుకంటే అవి మెమరీ అవసరాలను పెంచుతాయి. మైక్రోప్రాసెసర్-ఆధారిత రూపకల్పన, అధిక-వేగ కనెక్టివిటీ అవసరమయ్యే అనువర్తనాల కోసం అవలంబించడం అనేది సాధారణ నియమం, ప్రత్యేకించి సిస్టమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌ను ఉపయోగించినప్పుడు.
3. జ్ఞాపకశక్తి
ఈ రెండు డేటా ప్రాసెసింగ్ పరికరాలు మెమరీ మరియు డేటా నిల్వను భిన్నంగా నిర్వహిస్తాయి. మైక్రోకంట్రోలర్లు ఎంబెడెడ్, ఫిక్స్‌డ్ మెమరీ పరికరాలతో వస్తాయి, అయితే మైక్రోప్రాసెసర్లు మెమరీ పరికరాలను అనుసంధానించగల ఇంటర్‌ఫేస్‌లతో వస్తాయి. దీని యొక్క రెండు ప్రధాన చిక్కులు;
ధర
మైక్రోకంట్రోలర్ చౌకైన పరిష్కారంగా మారుతుంది, ఎందుకంటే దీనికి అదనపు మెమరీ పరికరాన్ని ఉపయోగించడం అవసరం లేదు, అయితే మైక్రోప్రాసెసర్ ఈ అదనపు అవసరాల కారణంగా అవలంబించాల్సిన ఖరీదైన పరిష్కారం అవుతుంది.
పరిమిత మెమరీ
మైక్రోకంట్రోలర్‌లోని స్థిర మెమరీ దానిపై నిల్వ చేయగలిగే డేటాను పరిమితం చేస్తుంది. ప్రాసెసర్‌లు సాధారణంగా బాహ్య మెమరీ పరికరాలకు అనుసంధానించబడినందున ఇది వర్తించని పరిస్థితి. పరికరం కోసం ఫర్మ్వేర్ను అభివృద్ధి చేసేటప్పుడు ఈ పరిమితి ఎప్పుడు సమస్యగా ఉంటుందో దానికి మంచి ఉదాహరణ. కోడ్ పరిమాణానికి అదనపు కిలోబైట్‌లను జోడించడం వల్ల మైక్రోకంట్రోలర్‌లో మార్పు అవసరం కావచ్చు కాని డిజైన్ ప్రాసెసర్ ఆధారంగా ఉంటే, మేము మెమరీ పరికరాన్ని మాత్రమే మార్చాలి. అందువల్ల మైక్రోప్రాసెసర్లు మెమరీతో మరింత సౌలభ్యాన్ని అందిస్తాయి.
పరిగణించవలసిన మెమరీ ఆధారంగా అనేక ఇతర అంశాలు ఉన్నాయి, వాటిలో ఒకటి ప్రారంభ (బూట్) సమయం. ఉదాహరణకు మైక్రోప్రాసెసర్లు ఫర్మ్వేర్ను బాహ్య మెమరీలో (సాధారణంగా బాహ్య NAND లేదా సీరియల్ ఫ్లాష్ మెమరీ) నిల్వ చేస్తాయి మరియు బూట్‌లో, ఫర్మ్‌వేర్ ప్రాసెసర్ యొక్క DRAM లోకి లోడ్ అవుతుంది. ఇది కొన్ని సెకన్లలో జరుగుతుంది, ఇది కొన్ని అనువర్తనాలకు అనువైనది కాకపోవచ్చు. మరోవైపు మైక్రోకంట్రోలర్ తక్కువ సమయం పడుతుంది.
సాధారణ వేగం పరిగణనల కోసం, MCU సాధారణంగా వాటిలో ప్రాసెసర్ కోర్ కారణంగా ఎక్కువ సమయం క్లిష్టమైన అనువర్తనాలను పరిష్కరించగల సామర్థ్యం కారణంగా గెలుస్తుంది, మెమరీ పొందుపరచబడి ఉంటుంది మరియు వాటితో ఉపయోగించిన ఫర్మ్‌వేర్ ఎల్లప్పుడూ RTOS లేదా బేర్ మెటల్ సి.
4. శక్తి
పరిగణించవలసిన చివరి అంశం విద్యుత్ వినియోగం. మైక్రోప్రాసెసర్లు తక్కువ శక్తి మోడ్‌లను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ఈ మోడ్‌లు సాధారణ MCU లో లభించేవి కావు మరియు మైక్రోప్రాసెసర్ ఆధారిత రూపకల్పనకు అవసరమైన బాహ్య భాగాలతో, తక్కువ శక్తి మోడ్‌లను సాధించడం కొంచెం క్లిష్టంగా ఉంటుంది. తక్కువ శక్తి మోడ్‌లను పక్కన పెడితే, ఒక MCU వినియోగించే శక్తి యొక్క మొత్తం మైక్రోప్రాసెసర్ వినియోగించే దానికంటే చాలా తక్కువ, ఎందుకంటే ప్రాసెసింగ్ సామర్ధ్యం పెద్దది, ప్రాసెసర్‌ను ఉంచడానికి మరియు అమలు చేయడానికి అవసరమైన శక్తి ఎక్కువ.
అందువల్ల మైక్రోకంట్రోలర్లు రిమోట్ కంట్రోల్స్, కన్స్యూమర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు బ్యాటరీ లైఫ్ యొక్క దీర్ఘాయువుపై డిజైన్ ప్రాముఖ్యత ఉన్న అనేక స్మార్ట్ పరికరాల వంటి అల్ట్రా-తక్కువ పవర్ ప్రాసెసింగ్ యూనిట్లు అవసరమయ్యే అనువర్తనాలను కనుగొంటారు. అధిక నిర్ణయాత్మక ప్రవర్తన అవసరమయ్యే చోట కూడా ఇవి ఉపయోగించబడతాయి.
మరోవైపు మైక్రోప్రాసెసర్లు ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ అవసరమయ్యే పారిశ్రామిక మరియు వినియోగదారు అనువర్తనాలకు అనువైనవి, గణన ఇంటెన్సివ్ మరియు అధిక-వేగ కనెక్టివిటీ లేదా చాలా మీడియా సమాచారంతో వినియోగదారు ఇంటర్ఫేస్ అవసరం.
ముగింపు
అనేక ఇతర కారకాలు ఉన్నాయి మరియు ఈ రెండు ప్లాట్‌ఫారమ్‌ల మధ్య ఎంచుకోవడానికి నిర్ణయాధికారులుగా పనిచేస్తాయి మరియు అన్నీ పనితీరు, సామర్ధ్యం మరియు బడ్జెట్ పరిధిలోకి వస్తాయి, అయితే సరైన వ్యవస్థల పూర్వ-రూపకల్పన స్థానంలో ఉన్నప్పుడు మరియు అవసరాలు స్పష్టంగా పేర్కొన్నప్పుడు మొత్తం ఎంపిక సులభం అవుతుంది. మైక్రోకంట్రోలర్‌లను ఎక్కువగా చాలా గట్టి BOM బడ్జెట్‌తో మరియు కఠినమైన విద్యుత్ అవసరాలతో పరిష్కారాలలో ఉపయోగిస్తారు, అయితే మైక్రోప్రాసెసర్‌లను భారీ గణన మరియు పనితీరు అవసరాలతో అనువర్తనాల్లో ఉపయోగిస్తారు.