NUC975DK61Y - Mizunguko Iliyounganishwa, Iliyopachikwa, Vidhibiti Vidogo - Shirika la Teknolojia la NUVOTON

1 Ufafanuzi wa kidhibiti kidogo

Kwa vile kidhibiti kidogo ni kitengo cha mantiki ya hesabu, kumbukumbu, kipima muda/kikokotoo, na saketi mbalimbali za/O, n.k. zilizounganishwa kwenye chipu, zinazojumuisha mfumo kamili wa kompyuta, pia hujulikana kama kompyuta ndogo ya chipu-moja.

Programu iliyo katika kumbukumbu ya kidhibiti kidogo inayotumiwa kwa ukaribu na vifaa vya udhibiti mdogo na mizunguko ya vifaa vya pembeni, inatofautishwa na programu ya Kompyuta, na inaitwa programu ya microcontroller kama firmware.Kwa ujumla, microprocessor ni CPU kwenye saketi iliyounganishwa moja, wakati kidhibiti kidogo ni CPU, ROM, RAM, VO, kipima muda, n.k. vyote kwenye saketi iliyounganishwa.Ikilinganishwa na CPU, kidhibiti kidogo hakina nguvu kubwa sana ya kompyuta, wala hakina Kitengo cha MemoryManaaement, ambacho hufanya microcontroller inaweza tu kushughulikia baadhi ya udhibiti mmoja na rahisi, mantiki, na kazi nyinginezo, na inatumika sana katika udhibiti wa vifaa, usindikaji wa ishara za sensor. na nyanja zingine, kama vile vifaa vya nyumbani, vifaa vya viwandani, zana za nguvu, n.k.

2 Muundo wa microcontroller

Kidhibiti kidogo kina sehemu kadhaa: kichakataji cha kati, kumbukumbu, na ingizo/pato:

- Kichakataji cha kati:

Kichakataji cha kati ni sehemu ya msingi ya MCU, ikijumuisha sehemu kuu mbili za opereta na mtawala.

- Opereta

Opereta hujumuisha kitengo cha hesabu na mantiki (ALU), kikusanyaji na rejista, n.k. Jukumu la ALU ni kufanya shughuli za hesabu au kimantiki kwenye data inayoingia.ALU ina uwezo wa kuongeza, kutoa, kulinganisha, au kulinganisha saizi ya data hizi mbili, na mwishowe kuhifadhi matokeo kwenye kikusanyaji.

Opereta ana kazi mbili:

(1) Kufanya shughuli mbalimbali za hesabu.

(2) Kufanya shughuli mbalimbali za kimantiki na kufanya majaribio ya kimantiki, kama vile jaribio la thamani sifuri au ulinganisho wa thamani mbili.

Shughuli zote zinazofanywa na operator zinaongozwa na ishara za udhibiti kutoka kwa mtawala, na, wakati operesheni ya hesabu hutoa matokeo ya hesabu, operesheni ya mantiki hutoa uamuzi.

-Mdhibiti

Kidhibiti kinaundwa na kihesabu programu, rejista ya maagizo, avkodare ya maagizo, jenereta ya muda na kidhibiti cha uendeshaji, n.k. Ni "chombo cha kufanya maamuzi" ambacho hutoa amri, yaani, kuratibu na kuelekeza utendakazi wa mfumo mzima wa kompyuta ndogo.Kazi zake kuu ni:

(1) Kupata maagizo kutoka kwa kumbukumbu na kuonyesha eneo la maagizo yanayofuata kwenye kumbukumbu.

(2) Kusimbua na kujaribu maagizo na kutoa ishara inayolingana ya udhibiti wa operesheni ili kuwezesha utekelezaji wa hatua iliyoainishwa.

(3) Huelekeza na kudhibiti mwelekeo wa mtiririko wa data kati ya CPU, kumbukumbu, na vifaa vya kuingiza na kutoa.

Microprocessor huunganisha ALU, vihesabio, rejista na sehemu ya udhibiti kupitia basi la ndani, na kuunganisha kwenye kumbukumbu ya nje na saketi za kiolesura cha ingizo/pato kupitia basi la nje.Basi la nje, pia huitwa basi la mfumo, limegawanywa katika basi la data DB, basi la anwani AB na basi la kudhibiti CB, na limeunganishwa kwa vifaa mbalimbali vya pembeni kupitia saketi ya kiolesura cha ingizo/towe.

- Kumbukumbu

Kumbukumbu inaweza kugawanywa katika makundi mawili: kumbukumbu ya data na kumbukumbu ya programu.

Kumbukumbu ya data hutumiwa kuokoa data na uhifadhi wa programu hutumiwa kuhifadhi programu na vigezo.

-Ingizo/Pato -Kuunganisha au kuendesha vifaa tofauti

Data ya ubadilishanaji wa bandari za mawasiliano kati ya MCU na vifaa tofauti vya pembeni, kama vile UART, SPI, 12C, n.k.

3 Uainishaji wa kidhibiti kidogo

Kulingana na idadi ya bits, vidhibiti vidogo vinaweza kugawanywa katika: 4-bit, 8-bit, 16-bit na 32-bit.Katika matumizi ya vitendo, 32-bit akaunti kwa 55%, 8-bit akaunti kwa ajili ya 43%, 4-bit akaunti kwa ajili ya 2%, na 16-bit akaunti kwa ajili ya 1%.

Inaweza kuonekana kuwa vidhibiti vidogo vya 32-bit na 8-bit ni vidhibiti vidogo vinavyotumiwa sana leo.
Tofauti katika idadi ya bits haiwakilishi microprocessors nzuri au mbaya, sio juu ya idadi ya bits bora microprocessor, na si chini ya idadi ya bits mbaya zaidi microprocessor.

MCU za 8-bit ni nyingi;wanatoa programu rahisi, ufanisi wa nishati na saizi ndogo ya kifurushi (baadhi wana pini sita tu).Lakini vidhibiti vidogo hivi si kawaida kutumika kwa kazi za mitandao na mawasiliano.

Protokali za kawaida za mtandao na rundo za programu za mawasiliano ni 16- au 32-bit.Vifaa vya pembeni vya mawasiliano vinapatikana kwa baadhi ya vifaa vya 8-bit, lakini MCU za 16- na 32-bit mara nyingi ndizo chaguo bora zaidi.Hata hivyo, 8-bit MCUs kwa kawaida hutumiwa kwa aina mbalimbali za udhibiti, hisia na utumizi wa kiolesura.

Kwa usanifu, vidhibiti vidogo vinaweza kugawanywa katika makundi mawili: RISC (Kompyuta zilizopunguzwa za Maagizo) na CISC (Complex Instruction Set Computers).

RISC ni kichakataji kidogo ambacho hutekeleza aina chache za maagizo ya kompyuta na asili yake katika miaka ya 1980 na mfumo mkuu wa MIPS (yaani, mashine za RISC), na vichakataji vidogo vinavyotumika katika mashine za RISC kwa pamoja huitwa vichakataji vya RISC.Kwa njia hii, ina uwezo wa kutekeleza shughuli kwa kasi ya haraka (maelekezo ya mamilioni zaidi kwa sekunde, au MIPS).Kwa sababu kompyuta zinahitaji transistors za ziada na vipengele vya mzunguko ili kutekeleza kila aina ya maelekezo, kadri seti ya maagizo ya kompyuta inavyoongezeka hufanya microprocessor kuwa ngumu zaidi na kutekeleza shughuli polepole zaidi.

CISC inajumuisha seti tajiri ya maagizo madogo ambayo hurahisisha uundaji wa programu zinazoendesha kwenye processor.Maagizo yanajumuisha lugha ya mkusanyiko, na baadhi ya kazi za kawaida zilizotekelezwa awali na programu zinatekelezwa na mfumo wa maelekezo ya maunzi badala yake.Kwa hivyo, kazi ya mtayarishaji wa programu imepunguzwa sana, na shughuli au shughuli za kiwango cha chini huchakatwa kwa wakati mmoja katika kila kipindi cha maagizo ili kuongeza kasi ya utekelezaji wa kompyuta, na mfumo huu unaitwa mfumo mgumu wa maagizo.

4 Muhtasari

Changamoto kubwa kwa wahandisi wa kisasa wa umeme wa magari ni kujenga gharama ya chini, isiyo na shida, na hata katika tukio la kushindwa kufanya kazi kwa mifumo ya magari, katika utendaji wa gari unaboresha hatua kwa hatua kwa sasa, vidhibiti vidogo vinatarajiwa kuongeza utendaji. ya vitengo vya kudhibiti elektroniki vya magari.