¿Qué significa y cuál es la función del microprocesador?

Lo comentamos extensamente para ver cómo funciona y cuál se adapta mejor a los proyectos que quieres realizar.

¿Qué significa y cuál es la función del microprocesador?

A menudo se hace referencia al microprocesador como el «cerebro» de una computadora. Su papel es el de

realizar cálculos y procesamiento de datos en el sistema, excepto cálculos matemáticos complejos realizados por el coprocesador. Un microprocesador es un procesador cuyos componentes están lo suficientemente miniaturizados como para agruparse en un único circuito integrado. El término «microprocesador» fue introducido en 1972 por la empresa estadounidense INTEL, que creó el primer microprocesador de 4 bits en 1971. Le siguieron los microprocesadores de 8, 16 y 32 bits (en 1972, 1974 y 1981). en el chip aumentó más de 500 veces y la frecuencia de funcionamiento de los circuitos en más de 100 veces.

La evolución de los microprocesadores consistió en aumentar el número de transistores y ampliar el ancho de banda de datos de 8 a 16, y posteriormente a 32 bits. Desde el año 2000 apareció el procesador de 64 bits. La característica fundamental del funcionamiento del microprocesador es su frecuencia de trabajo, siendo la frecuencia una cantidad física directamente proporcional a la velocidad de cálculo del microprocesador. Porque con la evolución de los microprocesadores se ha alcanzado un valor límite de la frecuencia según la ley de Joules, según la cual cuando una corriente eléctrica pasa por un conductor, emite calor directamente proporcional a la energía que pasa por el conductor, es decir, una resistencia Al paso de corriente eléctrica que aumenta la temperatura del conductor, se ha encontrado una solución: tecnología central (núcleo).

Así aparecieron los procesadores:

• Dual core: chips que contienen dos núcleos, es decir, dos microprocesadores que funcionan en paralelo;
• Core 2 duo: chips que contienen dos núcleos, cuyo modo de funcionamiento en paralelo es más avanzado que el de doble núcleo;
• Quad core: chips que contienen 4 núcleos;

También hay procesadores de 6 núcleos, estos fueron desarrollados por AMD (Advanced Micro Devices).

El uso de microprocesadores se orientó originalmente principalmente como microcontroladores en instalaciones dedicadas a aplicaciones de control de procesos. Su conjunto de instrucciones era relativamente limitado y la programación se realizaba directamente en código de máquina. El mayor desarrollo de arquitecturas avanzadas, la aparición de lenguajes de programación de alto nivel y de alto rendimiento, el aumento de la potencia y flexibilidad informática, el nacimiento y la expansión de los sistemas de desarrollo, han ampliado significativamente la gama de aplicaciones de microprocesadores.

Para comprender el rendimiento y las capacidades de una computadora, necesita conocer las opciones de microprocesador disponibles. Cada microprocesador está formado por múltiples micromódulos interconectados mediante vías de comunicación denominadas buses internos. En estos autobuses viajan datos o instrucciones. Comenzando con microprocesadores de 4 bits de velocidad relativamente baja y alto costo con pocos elementos de desarrollo de aplicaciones, el mercado de microprocesadores ha experimentado un progreso sorprendente y en constante evolución.

¿Qué significa y cuál es la función del microcontrolador?

Y microcontrolador Se puede considerar una microcomputadora que, además del procesador y la memoria, cuenta con circuitos y funciones especiales que le permiten interactuar fácilmente con el entorno externo. Los microcontroladores se pueden encontrar en cualquier tipo de dispositivo. Cualquier dispositivo que mida, almacene, controle, calcule o muestre información puede tener un microcontrolador. Por ejemplo, cualquier automóvil fabricado hoy en día está equipado con al menos un microcontrolador (para controlar el motor) o incluso más para controlar sistemas adicionales en el automóvil. En las computadoras de escritorio (PC), los microcontroladores se encuentran en teclados, módems, impresoras y otros periféricos. Los microcontroladores se encuentran en los equipos de prueba para permitirle agregar funciones como almacenar resultados de mediciones y mostrar mensajes. Además, los productos de consumo que incluyen microcontroladores son videocámaras, videograbadoras y reproductores de discos compactos.

Por tanto, podemos decir que los microcontroladores son pequeños «cerebros» electrónicos que, si se les proporcionan instrucciones claras (a través de firmware), pueden sustituir con éxito muchos tipos de circuitos eléctricos y electrónicos. Además de estas, un microcontrolador correctamente programado puede realizar funciones que de otro modo serían especialmente difíciles de realizar (comunicación de datos sin errores, visualización de datos en diferentes tipos de pantallas, etc.). Por último, pero no menos importante, la versatilidad de un microcontrolador permite a los investigadores imaginar y desarrollar sistemas integrados con nuevas funcionalidades.

Para comprender aún mejor cuál es la función de un microcontrolador, estas son las funciones más comunes:

• Recupere datos de prácticamente cualquier tipo de sensor. Los sensores son dispositivos que transforman una señal no eléctrica (presión, fuerza, velocidad, temperatura, etc.) en una señal eléctrica. Con la ayuda de un sensor adecuado, un microcontrolador puede «leer» prácticamente cualquier tipo de magnitud física.
• Ingresar comandos usando teclas y codificadores. El control de un microcontrolador se puede realizar con la ayuda de teclas de microinterruptor.
• Ver datos en diferentes tipos de pantallas. En un sistema equipado con un microcontrolador y display es posible utilizar el mismo display para mostrar diferente información, mientras que en un sistema analógico es necesario disponer de un dispositivo de visualización para cada información a visualizar (una bombilla, un LED , etc.).
• Procesamiento rápido y sencillo de los datos de entrada. Cualquier función de procesamiento de señales se puede implementar con éxito utilizando un microcontrolador.
• Crear señales de salida On/Off y PWM. El primer tipo de señales se puede utilizar para funciones de activación/desactivación (por ejemplo de algunas bombillas, timbres, electroimanes, etc.) y el segundo se puede utilizar para funciones de control precisas (de la velocidad de un motor, de la intensidad de la luz). de una bombilla/LED, de la tensión de salida de un regulador de tensión, etc.).

arduino Está compuesto por un microcontrolador Atmel AVR de 8, 16 o 32 bits con componentes complementarios que facilitan la programación y la incorporación a otros circuitos. También es útil saber que Arduino tiene conectores estándar que permiten al usuario conectar la placa CPU a varios módulos intercambiables llamados escudos. Algunos Shields se comunican con Arduino directamente a través de pines digitales o analógicos, pero otros se pueden direccionar individualmente a través del bus serie, lo que permite utilizar varios módulos en paralelo.

Diferencias clave entre microprocesador y microcontrolador

Un microcontrolador es similar a un microprocesador. Ambos contienen una unidad central de procesamiento o CPU (unidad central de procesamiento). La CPU ejecuta instrucciones que realizan operaciones básicas de información lógica, matemática y de movimiento (rotación). Para construir una computadora completa, el microprocesador requiere memoria para almacenar datos y programas e interfaces de entrada/salida (E/S) para conectar dispositivos externos como un teclado y un monitor.

Comparado con un microprocesador, el microcontrolador es una computadora en un chip porque contiene memoria e interfaces de entrada/salida además de la CPU. Debido a que la cantidad de memoria e interfaces que caben en un chip es limitada, los microcontroladores tienden a usarse en sistemas más pequeños que solo requieren un microcontrolador y algunos componentes adicionales.
Un microprocesador es la mejor opción para aplicaciones industriales a gran escala con uso intensivo de computación, así como para aplicaciones de consumo que dependen de sistemas operativos como Linux o Android y requieren numerosas conexiones de alta velocidad o utilizan interfaces de operador con un amplio dominio operativo. En lugar de un sistema operativo, la mayoría de los microcontroladores utilizan únicamente programación lógica secuencial, que ejecuta programas casi sin intervención humana debido a ciclos de procesamiento secuenciales y condiciones de la máquina de estado.

Otra diferencia importante entre microprocesadores y microcontroladores suele ser que los microprocesadores se basan en un memoria memoria externa para guardar y ejecutar el programa y no, como en el caso de los microcontroladores, en la memoria interna.

Los microcontroladores obtienen una puntuación alta en términos de consumo de energíaque es mucho más pequeño que el de los microprocesadores. Aunque los microprocesadores tienen un modo de ahorro de energía, su consumo de energía sigue siendo significativamente mayor que el de un microcontrolador típico.

si es rendimiento en tiempo realEl componente elegido es sin duda un microcontrolador. Gracias al núcleo del procesador, la memoria integrada y el software, el microcontrolador hace un trabajo excepcional al ejecutar sus tareas en tiempo real.

Cada diseño para una nueva aplicación requiere un microcontrolador o microprocesador. Sin embargo, es difícil decir cuál de las dos es mejor, siempre es mejor evaluar las diferentes ventajas que ofrecen ambas opciones. En conclusión, los microcontroladores son adecuados tanto para aplicaciones móviles de bajo consumo como para aplicaciones con requisitos de tiempo real. Los microprocesadores son perfectamente adecuados para aplicaciones informáticas intensivas que ejecutan un sistema operativo y requieren interfaces de alta velocidad.

El microprocesador y el microcontrolador son chips electrónicos programables que se utilizan para diversos fines. Un microcontrolador se diferencia de un microprocesador en muchos aspectos. La primera y probablemente la más importante es su funcionalidad. Para ser utilizado, un microprocesador debe tener agregados otros componentes como memoria o componentes para recibir y enviar datos. Por otro lado, el microcontrolador está diseñado para agrupar todo esto en uno. Para su aplicación no son necesarios otros componentes externos ya que en su interior ya se incluyen todos los periféricos necesarios.

Lo comentamos extensamente para ver cómo funciona y cuál se adapta mejor a los proyectos que quieres realizar.