الفرق بين الميكروكنترولر والميكروبروسيسور
كم هو معروف للكثيرين أن معظم معالجات Intel لا تحتوي إلا على وحدة المعالجة المركزية (CPU) في الشريحة ، نفس الشيء ينطبق على Microprocessors الذي أيضًا لاتحتوي إلا على وحدة المعالجة المركزية الموجودة في الشريحة.
على الجانب الآخر، فأن Microcontroller يحتوي أيضًا على ذاكرة وصول عشوائية "RAM" وذاكرة قراءة فقط "ROM" وغيرها من الأجهزة الطرفية إلى جانب وجود وحدة المعالجة المركزية "CPU" أو المعالج.
كلا القطعتين الإلكترونيتين لهما تطبيقات مختلفة وكذلك لهما مميزات وعيوب مختلفة ، يمكن تمييزها من خلال التطبيقات وهيكل العناصر الداخلية واستهلاك الطاقة وأيضًا تكلفة كلا القطعتين.
في هذه المقالة سنقوم بشرح ماهو الفرق مابين المعالج الدقيق والميكروكونترولر من ناحية التطبيقات والهيكلة الداخلية والخصائص الداخلية بالتفصيل.
يتم استخدام المعالج الدقيق في التطبيقات التي لم يتم تحديد فيها المهمة مسبقًا وتم تعيينها من قبل المستخدم.
تطبيقات المعالجات الدقيقة و تطبيقات الميكروكنترولر
يتم استخدام المعالج الدقيق في التطبيقات التي لم يتم تحديد فيها المهمة مسبقًا وتم تعيينها من قبل المستخدم.
استخدامات المعالج الدقيق
بالحديث عن الإستخدامات ، يُستخدم Microprocessor في أجهزة الكمبيوتر ، والهواتف المحمولة ، وألعاب الفيديو ، وأجهزة التلفزيون ، وما إلى ذلك حيث لا يتم إصلاح المهمة وتعتمد على المستخدم.
يمكننا القول بشكل عام أنه يتم استخدام المعالج الدقيق في الأماكن التي تتطلب المعالجة المكثفة. الكمبيوتر المحمول (اللابتوب) هو أفضل مثال على استخدام Microprocessor.
إقرأ أيضًا:
إذًا فأن Microprocessor يتم إستخدامه في جهاز اللابتوب الذي بدوره يستخدم لتشغيل الوسائط والمحاكاة وتحرير الصور وتصفح الويب والألعاب وإنشاء مستند وغير ذلك من الأشياء.
تم تصميم الميكروكنترولر من أجل القيام بمهمة محددة وبمجرد أن يتم تضمين البرنامج في شريحة MCU ، لا يمكن تعديله بسهولة وقد تكون هُناك حاجة إلى أدوات خاصة لإعادة تشغيله.
تم تصميم الميكروكنترولر من أجل القيام بمهمة محددة وبمجرد أن يتم تضمين البرنامج في شريحة MCU ، لا يمكن تعديله بسهولة وقد تكون هُناك حاجة إلى أدوات خاصة لإعادة تشغيله.
عملية Microcontroller يتم إصلاحها حسب المهمة المطبقة ، ومن ثم ، فإنه يقوم ببعض المعالجة ، وهذا بناءً على المدخلات المعطاة للميكروكونترولر ويقوم بإعطاء النتائج المحددة مسبقًا كمخرج.
هذه المدخلات يمكن للمستخدم أن يقوم بإعطائها أو كذلك يمكن أن تُعطى بواسطة المستشعرات.
استخدامات الميكروكنترولر
بالحديث عن الإستخدامات ، فأن Microcontroller يتم استخدامه في الكثير من الأجهزة الإلكترونية مثل الغسالة ، وفرن الميكروويف ، والمؤقت ، وما إلى ذلك.
في هذه الأجهزة الإلكترونية ، تكون العملية المطلوبة منه تنفيدها محددة مسبقًا ، وقد تحتاج إلى بعض المدخلات من المستخدم لإعطاء مخرجات محددة مسبقًا.
على سبيل المثال الغسالة ، فبمجرد أن يحدد المستخدم تعليمات الإدخال ، فإنها تقوم بغسل الملابس وهذا وفقًا لتعليمات الإدخال التي تم إدخالها عن طريق المستخدم.
لذلك ، فإن المهمة الأساسية للغسالة ثابتة وهي(غسل الملابس) ، إذًا لا يمكنك فعل أي شيء آخر من الغسالة.
يتم إستخدام Microprocessor في العمليات المكثفة للغاية ، وهذا لكونه يحتوي فقط على وحدة المعالجة المركزية (CPU).
هيكل المعالجات الدقيقة والميكروكونترولر (مكونات المعالج الدقيق والميكروكونترولر)
يتم إستخدام Microprocessor في العمليات المكثفة للغاية ، وهذا لكونه يحتوي فقط على وحدة المعالجة المركزية (CPU).
ولكن على الجانب المقابل ، فأن هُناك العديد من الأجزاء الأخرى اللازمة للعمل مع وحدة المعالجة المركزية من أجل القيام بإكمال العمليات.
إقرأ أيضًا:
جميع هذه الأجزاء الأخرى متصلة خارجيًا ولا تحتوي على شريحة المعالج الدقيق على جميع هذه الأجزاء داخليًا. يعتمد عدد الأجزاء الخارجية وحجم الأجزاء الخارجية على التطبيق المطلوب منه تنفيده.
إذًا نستطيع القول أنه بشكل عام يتم توصيل المعالجات الدقيقة بعناصر ذاكرة مثل RAM و ROM ، ومنافذ الإدخال / الإخراج ، وأجهزة ضبط الوقت ، والواجهة التسلسلية ، وما إلى ذلك من أجهزة.
تتمثل ميزة المعالج الدقيق في أنه يتمتع ببنية مرنة ، وهذا يعني أنه بإمكانك القيام بتحديد حجم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وعدد منافذ الإدخال / الإخراج (I / O) وكذلك تستطيع تعديل جميع الأشياء المتصلة خارجيًا وفقًا للتطبيق.
يتم استخدام الميكروكنترولر للقيام بنفس المهمة المعينة بشكل متكرر. وبالتالي ، فإن عدد منافذ الإدخال / الإخراج ومقدار الذاكرة المطلوبة أقل مقارنة بالمعالج الدقيق.
وظائف الميكروكنترولر
يتم استخدام الميكروكنترولر للقيام بنفس المهمة المعينة بشكل متكرر. وبالتالي ، فإن عدد منافذ الإدخال / الإخراج ومقدار الذاكرة المطلوبة أقل مقارنة بالمعالج الدقيق.
كما ذكرنا سابقًا ، يتم دمج الأجزاء الخارجية في وحدة التحكم الدقيقة مع وحدة المعالجة المركزية في شريحة واحدة.
بسبب هذا الهيكل المتكامل ، يكون الحجم الكلي للـ Microcontroller أصغر مقارنة بـMicroprocessor.
إقرأ أيضًا:
في وحدة التحكم الدقيقة ، لن تستطيع القيام بتعديل حجم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM) وأيضًا المكونات الأخرى. لذلك تستطيع القول أن هيكل المتحكم الدقيق غير مرن.
خصائص العناصر الداخلية للمعالج الدقيق والميكروكونترولر
كما هو مؤكد ، فأنه طبقًا لما قمنا بشرحه مسبقًا عن Microprocessor و Microcontroller ، يمكننا القول أن كلا القطعتين الإلكترونيتين مختلفتين في الـparameters الداخلية.
على سبيل المثال ، سرعة clock ، وحجم ذاكرة (RAM و ROM) ، والواجهة الطرفية ، وما إلى ذلك.
لذلك دعونا نتحقق من الاختلافات المهمة بين المعالج الدقيق والميكروكونترولر من حيث الخصائص الداخلية لكليهما.
يتم تشغيل المعالجات الدقيقة بسرعات أعلى على مدار الساعة بحيث تتراوح سرعة clock للمعالج الدقيق من 1 جيجاهرتز إلى 4 جيجاهرتز.
سرعة المعالج الدقيق والميكروكونترول ( Clock Speed)
يتم تشغيل المعالجات الدقيقة بسرعات أعلى على مدار الساعة بحيث تتراوح سرعة clock للمعالج الدقيق من 1 جيجاهرتز إلى 4 جيجاهرتز.
بينما على الجانب المقابل في حالة الميكروكونترولر ، لا يلزم وجود سرعة عالية على مدار الساعة بحيث تتراوح سرعة clock لوحدة Microcontroller بين 1 ميجاهرتز و 300 ميجاهرتز.
ذاكرة المعالج الدقيق والميكروكونترولر Microprocessor and microcontroller memory size
يجب أن تقوم المعالجات الدقيقة بتشغيل نظام تشغيل أو يتم استخدامها لمهام معقدة للغاية. وبالتالي ، فإن حجم الذاكرة المطلوبة للمعالج الدقيق سيكون كبير جدًا.
تتراوح مساحة الذاكرة العشوائية (RAM) للمعالج الدقيق من 512 ميجا بايت إلى 32 جيجا بايت. بينما القرص الصلب (ROM) للمعالج الدقيق في حدود 128 جيجابايت إلى 2 تيرابايت.
إقرأ أيضًا:
على الجانب الآخر، فأن Microcontroller تم تصميمه من أجل القيام بمهمة محددة ، وبالتالي فأن حجم الذاكرة المطلوبة للميكروكونترولر سيكون أقل مقارنة بالمعالج الدقيق.
تتراوح الذاكرة العشوائية (RAM) لوحدة ميكروكنترولر من 2 كيلو بايت إلى 256 كيلو بايت ، بينما القرص الصلب أو ذاكرة الفلاش (ROM) في نطاق 32 كيلوبايت إلى 2 ميجابايت.
تُعتبر الواجهة الطرفية الشائعة للمعالج الدقيق هي USB و UART وشبكة إيثرنت عالية السرعة ، بينما تُعتبر الواجهة الطرفية لوحدة ميكروكنترولر هي I2C و SPI و UART.
في Microprocessor يُمكنك القيام بتغيير برنامج (أي القيام ببرمجته مجددًا) من أجل تنفيد تطبيقات مختلفة.
الواجهة الطرفية (Peripheral interface)
تُعتبر الواجهة الطرفية الشائعة للمعالج الدقيق هي USB و UART وشبكة إيثرنت عالية السرعة ، بينما تُعتبر الواجهة الطرفية لوحدة ميكروكنترولر هي I2C و SPI و UART.
برمجة المعالجات الدقيقة وبرمجة الميكروكنترولر
في Microprocessor يُمكنك القيام بتغيير برنامج (أي القيام ببرمجته مجددًا) من أجل تنفيد تطبيقات مختلفة.
بينما في حالة الميكروكونترولر بمجرد تصميمه ، يكون البرنامج شائعًا لهذا التطبيق.
أي بمعنى آخر فأنه لا يوجد خيار لتعديل البرنامج. لذا ، فإن برمجة المعالج الدقيق صعبة مقارنة بالميكروكونترولر.
حجم البت ( Microcontroller and microprocessor bit size)
بالحديث عن Microprocessors حديثة الصنع فهي عبارة عن 32 بت و 64 بت. يمكن للمعالج الدقيق 32 بت التعامل مع البيانات الثنائية 32 بت في نفس الوقت.
ومن ثم فإن العنوان وناقل البيانات سيكون أيضًا 32 بت. وبالمثل ، يمكن للمعالج الدقيق 64 بت التعامل مع البيانات الثنائية 64 بت في نفس الوقت.
إقرأ أيضًا:
بينما بالحديث عن المتحكمات الدقيقة فهي عبارة عن 8 بت أو 16 بت أو 32 بت. لذلك ، فإن كمية البيانات التي يمكن معالجتها بواسطة Microcontroller في دورة واحدة أقل مقارنة بـMicroprocessor.
بالحديث عن كمية إستهلاك الطاقة فأن المعالجات الدقيقة أعلى إستهلاكًا للطاقة بالمقارنة بالميكروكونترول.
استهلاك الطاقة
بالحديث عن كمية إستهلاك الطاقة فأن المعالجات الدقيقة أعلى إستهلاكًا للطاقة بالمقارنة بالميكروكونترول.
سعر المعالج الدقيق والميكروكونترولر
آخرًا، فكما هو معلوم أن الـ Microprocessor يتم إستخدامه من أجل القيام بإجراء العديد من العمليات الحسابية المعقدة ، كذلك يتم إستخدامه في الأنظمة المتطورة مثل الكمبيوتر والهواتف المحمولة وما إلى ذلك.
كما أنها تحتوي بشكل عام على دبابيس إدخال / إخراج أكثر من وحدة التحكم الدقيقة لتوصيل المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM) وأجهزة الإدخال / الإخراج الأخرى.
لذلك فهي عمومًا أكثر تكلفة من Microcontrollers ، ولكن هذا ليس صحيحًا دائمًا وبإمكانك أن تجد بعض Microcontrollers الذي تحتوي على معالج متطور ، أغلى من Microprocessors.
شكرا على ذلك المقال
ردحذف