NUC975DK61Y - एकात्मिक सर्किट्स, एम्बेडेड, मायक्रोकंट्रोलर्स - NUVOTON टेक्नॉलॉजी कॉर्पोरेशन

1 मायक्रोकंट्रोलर व्याख्या

मायक्रोकंट्रोलर हे अंकगणित लॉजिक युनिट, मेमरी, टाइमर/कॅल्क्युलेटर, आणि विविध / ओ सर्किट्स, इत्यादी चिपमध्ये एकत्रित केल्यामुळे, मूलभूत संपूर्ण संगणकीय प्रणाली बनवते, याला सिंगल-चिप मायक्रोकॉम्प्युटर असेही म्हणतात.

मायक्रोकंट्रोलर मेमरीमधील प्रोग्राम मायक्रोकंट्रोलर हार्डवेअर आणि पेरिफेरल हार्डवेअर सर्किट्ससह जवळून वापरला जातो, पीसीच्या सॉफ्टवेअरपासून वेगळा केला जातो आणि त्याला फर्मवेअर म्हणून मायक्रोकंट्रोलर प्रोग्राम म्हणतात.साधारणपणे, मायक्रोप्रोसेसर हा एकाच इंटिग्रेटेड सर्किटवरचा CPU असतो, तर मायक्रोकंट्रोलर हा CPU, ROM, RAM, VO, टाइमर इ. सर्व एकाच एकात्मिक सर्किटवर असतो.सीपीयूच्या तुलनेत, मायक्रोकंट्रोलरमध्ये एवढी शक्तिशाली संगणकीय शक्ती नाही किंवा त्यात मेमरी मॅनेमेंट युनिट देखील नाही, ज्यामुळे मायक्रोकंट्रोलर केवळ काही तुलनेने एकल आणि साधे नियंत्रण, तर्कशास्त्र आणि इतर कार्ये हाताळू शकतो आणि त्याचा वापर उपकरणे नियंत्रण, सेन्सर सिग्नल प्रोसेसिंगमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. आणि इतर फील्ड, जसे की काही घरगुती उपकरणे, औद्योगिक उपकरणे, उर्जा साधने इ.

2 मायक्रोकंट्रोलरची रचना

मायक्रोकंट्रोलरमध्ये अनेक भाग असतात: सेंट्रल प्रोसेसर, मेमरी आणि इनपुट/आउटपुट:

- सेंट्रल प्रोसेसर:

सेंट्रल प्रोसेसर हा MCU चा मुख्य घटक आहे, ज्यामध्ये ऑपरेटर आणि कंट्रोलरच्या दोन मुख्य भागांचा समावेश आहे.

- ऑपरेटर

ऑपरेटरमध्ये अंकगणित आणि तार्किक एकक (ALU), संचयक आणि रजिस्टर्स इत्यादी असतात. एएलयूची भूमिका येणाऱ्या डेटावर अंकगणित किंवा तार्किक ऑपरेशन्स करणे आहे.ALU या दोन डेटाच्या आकाराची बेरीज, वजाबाकी, जुळणी किंवा तुलना करण्यास आणि शेवटी परिणाम संचयकामध्ये संचयित करण्यास सक्षम आहे.

ऑपरेटरची दोन कार्ये आहेत:

(1) विविध अंकगणितीय क्रिया करणे.

(2) विविध तार्किक ऑपरेशन्स करणे आणि तार्किक चाचण्या करणे, जसे की शून्य मूल्य चाचणी किंवा दोन मूल्यांची तुलना.

ऑपरेटरद्वारे केले जाणारे सर्व ऑपरेशन्स कंट्रोलरच्या नियंत्रण सिग्नलद्वारे निर्देशित केले जातात आणि, जेव्हा अंकगणित ऑपरेशन अंकगणित परिणाम देते, तर तार्किक ऑपरेशन एक निर्णय देते.

-नियंत्रक

कंट्रोलर हा प्रोग्राम काउंटर, इंस्ट्रक्शन रजिस्टर, इंस्ट्रक्शन डीकोडर, टायमिंग जनरेटर आणि ऑपरेशन कंट्रोलर इत्यादींनी बनलेला असतो. ही "निर्णय घेणारी संस्था" आहे जी कमांड जारी करते, म्हणजे संपूर्ण मायक्रो कॉम्प्युटर सिस्टमच्या ऑपरेशनचे समन्वय आणि निर्देश करते.त्याची मुख्य कार्ये आहेत:

(1) मेमरीमधून सूचना पुनर्प्राप्त करणे आणि मेमरीमधील पुढील सूचनांचे स्थान सूचित करणे.

(2) निर्देश डीकोड करणे आणि चाचणी करणे आणि निर्दिष्ट कृतीची अंमलबजावणी सुलभ करण्यासाठी संबंधित ऑपरेशन नियंत्रण सिग्नल तयार करणे.

(3) CPU, मेमरी आणि इनपुट आणि आउटपुट डिव्हाइसेसमधील डेटा प्रवाहाची दिशा निर्देशित आणि नियंत्रित करते.

मायक्रोप्रोसेसर अंतर्गत बसद्वारे एएलयू, काउंटर, नोंदणी आणि नियंत्रण विभाग एकमेकांशी जोडतो आणि बाह्य बसद्वारे बाह्य मेमरी आणि इनपुट/आउटपुट इंटरफेस सर्किटशी जोडतो.बाह्य बस, ज्याला सिस्टम बस देखील म्हणतात, डेटा बस DB, ॲड्रेस बस AB आणि कंट्रोल बस CB मध्ये विभागली जाते आणि इनपुट/आउटपुट इंटरफेस सर्किटद्वारे विविध परिधीय उपकरणांशी जोडलेली असते.

- स्मृती

मेमरी दोन श्रेणींमध्ये विभागली जाऊ शकते: डेटा मेमरी आणि प्रोग्राम मेमरी.

डेटा मेमरी डेटा जतन करण्यासाठी वापरली जाते आणि प्रोग्राम स्टोरेज प्रोग्राम आणि पॅरामीटर्स संग्रहित करण्यासाठी वापरली जाते.

-इनपुट/आउटपुट -वेगवेगळ्या उपकरणांना लिंक करणे किंवा चालवणे

सीरियल कम्युनिकेशन पोर्ट्स-एमसीयू आणि विविध पेरिफेरल्स, जसे की UART, SPI, 12C, इ. दरम्यान डेटा एक्सचेंज.

3 मायक्रोकंट्रोलर वर्गीकरण

बिट्सच्या संख्येनुसार, मायक्रोकंट्रोलरचे वर्गीकरण केले जाऊ शकते: 4-बिट, 8-बिट, 16-बिट आणि 32-बिट.व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये, 32-बिट खाते 55%, 8-बिट खाते 43%, 4-बिट खाते 2% आणि 16-बिट खाते 1% आहेत

हे पाहिले जाऊ शकते की 32-बिट आणि 8-बिट मायक्रोकंट्रोलर हे आज सर्वात जास्त वापरले जाणारे मायक्रोकंट्रोलर आहेत.
बिट्सच्या संख्येतील फरक चांगल्या किंवा वाईट मायक्रोप्रोसेसरचे प्रतिनिधित्व करत नाही, जितकी जास्त बिट्सची संख्या असेल तितका मायक्रोप्रोसेसर चांगला नाही आणि बिट्सची संख्या जितकी कमी असेल तितका मायक्रोप्रोसेसर खराब नाही.

8-बिट MCUs बहुमुखी आहेत;ते साधे प्रोग्रामिंग, ऊर्जा कार्यक्षमता आणि लहान पॅकेज आकार देतात (काहींमध्ये फक्त सहा पिन असतात).परंतु हे मायक्रोकंट्रोलर सामान्यत: नेटवर्किंग आणि संप्रेषण कार्यांसाठी वापरले जात नाहीत.

सर्वात सामान्य नेटवर्क प्रोटोकॉल आणि कम्युनिकेशन सॉफ्टवेअर स्टॅक 16- किंवा 32-बिट आहेत.काही 8-बिट उपकरणांसाठी कम्युनिकेशन पेरिफेरल्स उपलब्ध आहेत, परंतु 16- आणि 32-बिट MCU ही अधिक कार्यक्षम निवड आहेत.तरीसुद्धा, 8-बिट MCUs सामान्यत: विविध नियंत्रण, संवेदन आणि इंटरफेस अनुप्रयोगांसाठी वापरले जातात.

स्थापत्यशास्त्रानुसार, मायक्रोकंट्रोलर्सना दोन श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकते: RISC (रिड्यूस्ड इंस्ट्रक्शन सेट कॉम्प्युटर) आणि CISC (कॉम्प्लेक्स इंस्ट्रक्शन सेट कॉम्प्युटर).

RISC हा एक मायक्रोप्रोसेसर आहे जो कमी प्रकारच्या संगणक सूचनांची अंमलबजावणी करतो आणि 1980 मध्ये MIPS मेनफ्रेम (म्हणजे, RISC मशीन्स) सह उगम झाला आणि RISC मशीनमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या मायक्रोप्रोसेसरना एकत्रितपणे RISC प्रोसेसर म्हणतात.अशा प्रकारे, ते जलद गतीने (लाखो अधिक सूचना प्रति सेकंद, किंवा MIPS) कार्यान्वित करण्यास सक्षम आहे.प्रत्येक सूचना प्रकार कार्यान्वित करण्यासाठी संगणकांना अतिरिक्त ट्रान्झिस्टर आणि सर्किट घटकांची आवश्यकता असल्यामुळे, संगणक सूचना संच जितका मोठा असेल तितका मायक्रोप्रोसेसर अधिक गुंतागुंतीचा बनतो आणि ऑपरेशन्स अधिक हळू चालते.

CISC मध्ये मायक्रोइंस्ट्रक्शन्सचा एक समृद्ध संच समाविष्ट आहे जे प्रोसेसरवर चालणारे प्रोग्राम तयार करणे सोपे करते.सूचना असेंब्ली लँग्वेजच्या बनलेल्या असतात आणि मूळत: सॉफ्टवेअरद्वारे लागू केलेली काही सामान्य कार्ये त्याऐवजी हार्डवेअर सूचना प्रणालीद्वारे लागू केली जातात.त्यामुळे प्रोग्रामरचे काम खूपच कमी होते आणि संगणकाच्या अंमलबजावणीचा वेग वाढवण्यासाठी प्रत्येक सूचना कालावधीत काही निम्न-ऑर्डर ऑपरेशन्स किंवा ऑपरेशन्सवर एकाच वेळी प्रक्रिया केली जाते आणि या प्रणालीला कॉम्प्लेक्स इंस्ट्रक्शन सिस्टम म्हणतात.

4 सारांश

आजच्या ऑटोमोटिव्ह इलेक्ट्रॉनिक्स अभियंत्यांसाठी एक गंभीर आव्हान आहे ते कमी किमतीचे, त्रास-मुक्त तयार करणे आणि अयशस्वी झाल्यास देखील ऑटोमोटिव्ह सिस्टीम कार्य करू शकते, या क्षणी कारच्या कामगिरीमध्ये हळूहळू सुधारणा होत आहे, मायक्रोकंट्रोलर्सना कार्यक्षमता वाढवणे अपेक्षित आहे. ऑटोमोटिव्ह इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल युनिट्स.