NUC975DK61Y - एकीकृत सर्किट, एम्बेडेड, माइक्रोकन्ट्रोलर - NUVOTON टेक्नोलोजी कर्पोरेशन

1 माइक्रोकन्ट्रोलर परिभाषा

माइक्रोकन्ट्रोलर अंकगणितीय तर्क एकाइ, मेमोरी, टाइमर/क्याल्कुलेटर, र विभिन्न / ओ सर्किटहरू, आदिलाई चिपमा एकीकृत गरी आधारभूत पूर्ण कम्प्युटिङ प्रणाली गठन गर्ने भएकाले यसलाई एकल-चिप माइक्रो कम्प्युटर पनि भनिन्छ।

माइक्रोकन्ट्रोलर मेमोरीमा भएको प्रोग्रामलाई माइक्रोकन्ट्रोलर हार्डवेयर र परिधीय हार्डवेयर सर्किटहरूसँग नजिकबाट प्रयोग गरिन्छ, पीसीको सफ्टवेयरबाट अलग हुन्छ, र फर्मवेयरको रूपमा माइक्रोकन्ट्रोलर प्रोग्राम भनिन्छ।सामान्यतया, एक माइक्रोप्रोसेसर एकल एकीकृत सर्किट मा एक CPU हो, जबकि एक माइक्रोकन्ट्रोलर CPU, ROM, RAM, VO, टाइमर, आदि सबै एकल एकीकृत सर्किट मा हुन्छ।CPU सँग तुलना गर्दा, माइक्रोकन्ट्रोलरसँग त्यति शक्तिशाली कम्प्युटिङ पावर हुँदैन, न त यसमा MemoryManaaement Unit छ, जसले गर्दा माइक्रोकन्ट्रोलरले केही अपेक्षाकृत एकल र सरल नियन्त्रण, तर्क, र अन्य कार्यहरू मात्र ह्यान्डल गर्न सक्छ, र यसको व्यापक रूपमा उपकरण नियन्त्रण, सेन्सर सिग्नल प्रोसेसिङमा प्रयोग गरिन्छ। र अन्य क्षेत्रहरू, जस्तै केही घरेलु उपकरणहरू, औद्योगिक उपकरणहरू, पावर उपकरणहरू, आदि।

2 माइक्रोकन्ट्रोलरको संरचना

माइक्रोकन्ट्रोलरले धेरै भागहरू समावेश गर्दछ: केन्द्रीय प्रोसेसर, मेमोरी, र इनपुट/आउटपुट:

- केन्द्रीय प्रोसेसर:

केन्द्रीय प्रोसेसर MCU को मुख्य भाग हो, अपरेटर र नियन्त्रक को दुई मुख्य भाग सहित।

- अपरेटर

अपरेटरमा अंकगणित र तार्किक एकाइ (ALU), एक्युमुलेटर र रेजिस्टरहरू, इत्यादि हुन्छन्। ALU को भूमिका आगमन डेटामा अंकगणित वा तार्किक कार्यहरू प्रदर्शन गर्नु हो।ALU ले यी दुई डेटाको साइज थप्न, घटाउन, मिल्दोजुल्दो वा तुलना गर्न सक्षम छ, र अन्तमा नतिजालाई एक्युमुलेटरमा भण्डारण गर्न सक्छ।

अपरेटरसँग दुई प्रकार्यहरू छन्:

(१) विभिन्न अंकगणितीय कार्यहरू गर्न।

(२) विभिन्न तार्किक कार्यहरू गर्न र तार्किक परीक्षणहरू प्रदर्शन गर्न, जस्तै शून्य मान परीक्षण वा दुई मानहरूको तुलना।

अपरेटरद्वारा गरिएका सबै कार्यहरू नियन्त्रकबाट नियन्त्रित सङ्केतहरूद्वारा निर्देशित हुन्छन्, र, जब अंकगणितीय सञ्चालनले अंकगणितीय परिणामहरू उत्पादन गर्छ, तार्किक अपरेसनले निर्णय उत्पन्न गर्छ।

- नियन्त्रक

नियन्त्रक कार्यक्रम काउन्टर, निर्देशन दर्ता, निर्देशन डिकोडर, समय जनरेटर र सञ्चालन नियन्त्रक, आदि मिलेर बनेको छ। यो "निर्णय बनाउने निकाय" हो जसले आदेशहरू जारी गर्दछ, अर्थात् सम्पूर्ण माइक्रो कम्प्युटर प्रणालीको सञ्चालन समन्वय र निर्देशन गर्दछ।यसको मुख्य कार्यहरू हुन्:

(१) मेमोरीबाट निर्देशन पुन: प्राप्त गर्न र मेमोरीमा अर्को निर्देशनको स्थान संकेत गर्न।

(२) निर्देशनलाई डिकोड गर्न र परीक्षण गर्न र निर्दिष्ट कार्यको कार्यान्वयनलाई सहज बनाउन सम्बन्धित सञ्चालन नियन्त्रण संकेत उत्पन्न गर्न।

(3) CPU, मेमोरी, र इनपुट र आउटपुट उपकरणहरू बीचको डाटा प्रवाहको दिशालाई निर्देशन र नियन्त्रण गर्दछ।

माइक्रोप्रोसेसरले आन्तरिक बस मार्फत ALU, काउन्टरहरू, दर्ताहरू र नियन्त्रण खण्डलाई अन्तरसम्बन्धित गर्दछ, र बाह्य बस मार्फत बाह्य मेमोरी र इनपुट/आउटपुट इन्टरफेस सर्किटहरूमा जडान गर्दछ।बाह्य बस, जसलाई प्रणाली बस पनि भनिन्छ, डाटा बस DB, ठेगाना बस AB र नियन्त्रण बस CB मा विभाजित छ, र इनपुट/आउटपुट इन्टरफेस सर्किट मार्फत विभिन्न परिधीय उपकरणहरूमा जडान गरिएको छ।

- मेमोरी

मेमोरीलाई दुई भागमा विभाजन गर्न सकिन्छ: डाटा मेमोरी र प्रोग्राम मेमोरी।

डाटा मेमोरी डाटा बचत गर्न प्रयोग गरिन्छ र कार्यक्रम भण्डारण कार्यक्रम र प्यारामिटरहरू भण्डारण गर्न प्रयोग गरिन्छ।

-इनपुट/आउटपुट -विभिन्न यन्त्रहरू लिङ्क गर्ने वा चलाउने

क्रमिक संचार पोर्टहरू - MCU र विभिन्न बाह्य उपकरणहरू, जस्तै UART, SPI, 12C, इत्यादि बीच डेटा विनिमय।

3 माइक्रोकन्ट्रोलर वर्गीकरण

बिट संख्याको सन्दर्भमा, माइक्रोकन्ट्रोलरहरूलाई 4-बिट, 8-बिट, 16-बिट, र 32-बिटमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ।व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूमा, 32-बिट खाताहरू 55%, 8-बिट खाताहरू 43%, 4-बिट खाताहरू 2%, र 16-बिट खाताहरू 1% छन्।

यो देख्न सकिन्छ कि 32-बिट र 8-बिट माइक्रोकन्ट्रोलरहरू आज सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने माइक्रोकन्ट्रोलरहरू हुन्।
बिट्सको संख्यामा भएको भिन्नताले राम्रो वा खराब माइक्रोप्रोसेसरहरूलाई प्रतिनिधित्व गर्दैन, बिटहरूको संख्या जति बढी हुन्छ उति राम्रो माइक्रोप्रोसेसर हुन्छ, र बिटहरूको सङ्ख्या कम हुँदा माइक्रोप्रोसेसर खराब हुन्छ।

8-बिट MCU बहुमुखी छन्;तिनीहरूले सरल प्रोग्रामिङ, ऊर्जा दक्षता र सानो प्याकेज आकार प्रस्ताव गर्छन् (केही छ पिन मात्र छन्)।तर यी माइक्रोकन्ट्रोलरहरू सामान्यतया सञ्जाल र सञ्चार कार्यहरूका लागि प्रयोग गरिँदैनन्।

सबैभन्दा सामान्य नेटवर्क प्रोटोकल र संचार सफ्टवेयर स्ट्याकहरू 16- वा 32-बिट हुन्।सञ्चार परिधीयहरू केही 8-बिट यन्त्रहरूका लागि उपलब्ध छन्, तर 16- र 32-बिट MCU हरू प्रायः अधिक कुशल विकल्प हुन्।यद्यपि, 8-बिट MCU हरू सामान्यतया विभिन्न प्रकारका नियन्त्रण, सेन्सिङ, र इन्टरफेस अनुप्रयोगहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।

आर्किटेक्चरल रूपमा, माइक्रोकन्ट्रोलरहरूलाई दुई भागमा विभाजन गर्न सकिन्छ: RISC (Redused Instruction Set Computers) र CISC (Complex Instruction Set Computers)।

RISC एक माइक्रोप्रोसेसर हो जसले कम प्रकारका कम्प्यूटर निर्देशनहरू कार्यान्वयन गर्दछ र 1980 मा MIPS मेनफ्रेम (अर्थात, RISC मेसिनहरू) बाट उत्पन्न भएको थियो, र RISC मेसिनहरूमा प्रयोग हुने माइक्रोप्रोसेसरहरूलाई सामूहिक रूपमा RISC प्रोसेसर भनिन्छ।यस तरिकाले, यो छिटो दरमा कार्यहरू कार्यान्वयन गर्न सक्षम छ (प्रति सेकेन्ड लाखौं थप निर्देशनहरू, वा MIPS)।किनभने कम्प्युटरहरूलाई प्रत्येक निर्देशन प्रकार कार्यान्वयन गर्न थप ट्रान्जिस्टरहरू र सर्किट तत्वहरू चाहिन्छ, कम्प्युटर निर्देशन सेट जति ठूलो हुन्छ माइक्रोप्रोसेसरलाई थप जटिल बनाउँछ र सञ्चालनहरू अझ बिस्तारै कार्यान्वयन गर्दछ।

CISC ले प्रोसेसरमा चल्ने कार्यक्रमहरूको सृजनालाई सरल बनाउने माइक्रोनिर्देशनहरूको समृद्ध सेट समावेश गर्दछ।निर्देशनहरू एसेम्बली भाषाबाट बनेका हुन्छन्, र सफ्टवेयरद्वारा मूल रूपमा कार्यान्वयन गरिएका केही सामान्य कार्यहरू सट्टा हार्डवेयर निर्देशन प्रणालीद्वारा लागू गरिन्छ।यसरी प्रोग्रामरको काम धेरै कम हुन्छ, र कम्प्युटरको कार्यान्वयन गति बढाउनका लागि प्रत्येक निर्देशन अवधिमा केही तल्लो-अर्डर अपरेसनहरू वा अपरेशनहरू एकैसाथ प्रशोधन गरिन्छ, र यो प्रणालीलाई जटिल निर्देशन प्रणाली भनिन्छ।

4 सारांश

आजका अटोमोटिभ इलेक्ट्रोनिक्स इन्जिनियरहरूका लागि एउटा गम्भीर चुनौती भनेको कम लागतमा, समस्या-मुक्त निर्माण गर्नु हो, र असफलताको अवस्थामा पनि अटोमोटिभ प्रणालीहरूले काम गर्न सक्छ, कारको कार्यसम्पादनमा बिस्तारै सुधार हुँदै जाँदा, माइक्रोकन्ट्रोलरहरूले कार्यसम्पादन बढाउने अपेक्षा गरिन्छ। मोटर वाहन इलेक्ट्रोनिक नियन्त्रण एकाइहरूको।