NUC975DK61Y - इंटीग्रेटेड सर्किट, एंबेडेड, माइक्रोकंट्रोलर - NUVOTON टेक्नोलॉजी कॉर्पोरेशन

1 माइक्रोकंट्रोलर परिभाषा

चूंकि माइक्रोकंट्रोलर अंकगणित तर्क इकाई, मेमोरी, टाइमर/कैलकुलेटर, और विभिन्न/ओ सर्किट इत्यादि को एक चिप में एकीकृत करता है, जो एक बुनियादी पूर्ण कंप्यूटिंग प्रणाली का निर्माण करता है, इसे सिंगल-चिप माइक्रो कंप्यूटर के रूप में भी जाना जाता है।

माइक्रोकंट्रोलर हार्डवेयर और परिधीय हार्डवेयर सर्किट के साथ निकटता से उपयोग किए जाने वाले माइक्रोकंट्रोलर मेमोरी में प्रोग्राम को पीसी के सॉफ्टवेयर से अलग किया जाता है, और इसे माइक्रोकंट्रोलर प्रोग्राम को फर्मवेयर कहा जाता है।आम तौर पर, एक माइक्रोप्रोसेसर एक एकल एकीकृत सर्किट पर एक सीपीयू होता है, जबकि एक माइक्रोकंट्रोलर एक एकल एकीकृत सर्किट पर एक सीपीयू, रोम, रैम, वीओ, टाइमर इत्यादि होता है।सीपीयू की तुलना में, माइक्रोकंट्रोलर में इतनी शक्तिशाली कंप्यूटिंग शक्ति नहीं होती है, न ही इसमें मेमोरीमैनामेंट यूनिट होती है, जिससे माइक्रोकंट्रोलर केवल कुछ अपेक्षाकृत एकल और सरल नियंत्रण, तर्क और अन्य कार्यों को संभाल सकता है, और इसका व्यापक रूप से उपकरण नियंत्रण, सेंसर सिग्नल प्रोसेसिंग में उपयोग किया जाता है। और अन्य क्षेत्र, जैसे कुछ घरेलू उपकरण, औद्योगिक उपकरण, बिजली उपकरण, आदि।

2 माइक्रोकंट्रोलर की संरचना

माइक्रोकंट्रोलर में कई भाग होते हैं: केंद्रीय प्रोसेसर, मेमोरी और इनपुट/आउटपुट:

-सेंट्रल प्रोसेसर:

केंद्रीय प्रोसेसर MCU का मुख्य घटक है, जिसमें ऑपरेटर और नियंत्रक के दो मुख्य भाग शामिल हैं।

-ऑपरेटर

ऑपरेटर में अंकगणित और तार्किक इकाई (ALU), संचायक और रजिस्टर आदि शामिल होते हैं। ALU की भूमिका आने वाले डेटा पर अंकगणितीय या तार्किक संचालन करना है।ALU इन दोनों डेटा के आकार को जोड़ने, घटाने, मिलान करने या तुलना करने और अंत में परिणाम को संचायक में संग्रहीत करने में सक्षम है।

ऑपरेटर के दो कार्य हैं:

(1) विभिन्न अंकगणितीय संक्रियाएँ निष्पादित करना।

(2) विभिन्न तार्किक संचालन करना और तार्किक परीक्षण करना, जैसे शून्य मान परीक्षण या दो मानों की तुलना।

ऑपरेटर द्वारा किए गए सभी ऑपरेशन नियंत्रक से नियंत्रण संकेतों द्वारा निर्देशित होते हैं, और, जबकि एक अंकगणितीय ऑपरेशन एक अंकगणितीय परिणाम उत्पन्न करता है, एक तार्किक ऑपरेशन एक निर्णय उत्पन्न करता है।

-नियंत्रक

नियंत्रक प्रोग्राम काउंटर, इंस्ट्रक्शन रजिस्टर, इंस्ट्रक्शन डिकोडर, टाइमिंग जनरेटर और ऑपरेशन कंट्रोलर आदि से बना होता है। यह "निर्णय लेने वाली संस्था" है जो कमांड जारी करती है, यानी पूरे माइक्रो कंप्यूटर सिस्टम के संचालन का समन्वय और निर्देशन करती है।इसके मुख्य कार्य हैं:

(1) मेमोरी से एक निर्देश प्राप्त करना और मेमोरी में अगले निर्देश का स्थान इंगित करना।

(2) निर्देश को डिकोड और परीक्षण करना और निर्दिष्ट कार्रवाई के निष्पादन को सुविधाजनक बनाने के लिए संबंधित ऑपरेशन नियंत्रण सिग्नल उत्पन्न करना।

(3) सीपीयू, मेमोरी और इनपुट और आउटपुट डिवाइस के बीच डेटा प्रवाह की दिशा को निर्देशित और नियंत्रित करता है।

माइक्रोप्रोसेसर आंतरिक बस के माध्यम से ALU, काउंटर, रजिस्टर और नियंत्रण अनुभाग को आपस में जोड़ता है, और बाहरी बस के माध्यम से बाहरी मेमोरी और इनपुट/आउटपुट इंटरफ़ेस सर्किट से जुड़ता है।बाहरी बस, जिसे सिस्टम बस भी कहा जाता है, को डेटा बस डीबी, एड्रेस बस एबी और कंट्रोल बस सीबी में विभाजित किया गया है, और इनपुट/आउटपुट इंटरफ़ेस सर्किट के माध्यम से विभिन्न परिधीय उपकरणों से जुड़ा हुआ है।

-याद

मेमोरी को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: डेटा मेमोरी और प्रोग्राम मेमोरी।

डेटा मेमोरी का उपयोग डेटा को सहेजने के लिए किया जाता है और प्रोग्राम स्टोरेज का उपयोग प्रोग्राम और पैरामीटर्स को स्टोर करने के लिए किया जाता है।

-इनपुट/आउटपुट -विभिन्न उपकरणों को लिंक करना या चलाना

सीरियल संचार पोर्ट-एमसीयू और विभिन्न बाह्य उपकरणों, जैसे यूएआरटी, एसपीआई, 12सी, आदि के बीच डेटा का आदान-प्रदान।

3 माइक्रोकंट्रोलर वर्गीकरण

बिट्स की संख्या के संदर्भ में, माइक्रोकंट्रोलर को 4-बिट, 8-बिट, 16-बिट और 32-बिट में वर्गीकृत किया जा सकता है।व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, 32-बिट खाते में 55%, 8-बिट खाते में 43%, 4-बिट खाते में 2% और 16-बिट खाते में 1% होता है।

यह देखा जा सकता है कि 32-बिट और 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर आज सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले माइक्रोकंट्रोलर हैं।
बिट्स की संख्या में अंतर अच्छे या बुरे माइक्रोप्रोसेसर का प्रतिनिधित्व नहीं करता है, बिट्स की संख्या जितनी अधिक होगी माइक्रोप्रोसेसर उतना ही बेहतर होगा, और बिट्स की संख्या जितनी कम होगी माइक्रोप्रोसेसर उतना ही खराब होगा

8-बिट MCU बहुमुखी हैं;वे सरल प्रोग्रामिंग, ऊर्जा दक्षता और छोटे पैकेज आकार की पेशकश करते हैं (कुछ में केवल छह पिन होते हैं)।लेकिन इन माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग आमतौर पर नेटवर्किंग और संचार कार्यों के लिए नहीं किया जाता है।

सबसे आम नेटवर्क प्रोटोकॉल और संचार सॉफ़्टवेयर स्टैक 16- या 32-बिट हैं।कुछ 8-बिट उपकरणों के लिए संचार परिधीय उपलब्ध हैं, लेकिन 16- और 32-बिट एमसीयू अक्सर अधिक कुशल विकल्प होते हैं।फिर भी, 8-बिट MCU का उपयोग आमतौर पर विभिन्न प्रकार के नियंत्रण, सेंसिंग और इंटरफ़ेस अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।

वास्तुकला की दृष्टि से, माइक्रोकंट्रोलर्स को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: आरआईएससी (रिड्यूस्ड इंस्ट्रक्शन सेट कंप्यूटर) और सीआईएससी (कॉम्प्लेक्स इंस्ट्रक्शन सेट कंप्यूटर)।

आरआईएससी एक माइक्रोप्रोसेसर है जो कम प्रकार के कंप्यूटर निर्देशों को निष्पादित करता है और 1980 के दशक में एमआईपीएस मेनफ्रेम (यानी, आरआईएससी मशीनें) के साथ उत्पन्न हुआ था, और आरआईएससी मशीनों में उपयोग किए जाने वाले माइक्रोप्रोसेसरों को सामूहिक रूप से आरआईएससी प्रोसेसर कहा जाता है।इस तरह, यह तेज़ दर (प्रति सेकंड लाखों अधिक निर्देश, या एमआईपीएस) पर परिचालन निष्पादित करने में सक्षम है।क्योंकि कंप्यूटर को प्रत्येक निर्देश प्रकार को निष्पादित करने के लिए अतिरिक्त ट्रांजिस्टर और सर्किट तत्वों की आवश्यकता होती है, कंप्यूटर निर्देश सेट जितना बड़ा होता है, माइक्रोप्रोसेसर अधिक जटिल हो जाता है और संचालन को अधिक धीरे-धीरे निष्पादित करता है।

सीआईएससी में माइक्रोइंस्ट्रक्शन का एक समृद्ध सेट शामिल है जो प्रोसेसर पर चलने वाले प्रोग्राम के निर्माण को सरल बनाता है।निर्देश असेंबली भाषा से बने होते हैं, और मूल रूप से सॉफ़्टवेयर द्वारा कार्यान्वित कुछ सामान्य कार्यों को इसके बजाय हार्डवेयर अनुदेश प्रणाली द्वारा कार्यान्वित किया जाता है।इस प्रकार प्रोग्रामर का काम बहुत कम हो जाता है, और कंप्यूटर की निष्पादन गति को बढ़ाने के लिए प्रत्येक निर्देश अवधि में कुछ निचले क्रम के संचालन या संचालन को एक साथ संसाधित किया जाता है, और इस प्रणाली को जटिल निर्देश प्रणाली कहा जाता है।

4 सारांश

आज के ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरों के लिए एक गंभीर चुनौती कम लागत वाली, परेशानी मुक्त और विफलता की स्थिति में भी ऑटोमोटिव सिस्टम का निर्माण करना है, कार के प्रदर्शन में इस समय धीरे-धीरे सुधार हो रहा है, माइक्रोकंट्रोलर से प्रदर्शन को बढ़ाने की उम्मीद की जाती है ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाइयों की.