NUC975DK61Y - ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾ, എംബഡഡ്, മൈക്രോകൺട്രോളറുകൾ - NUVOTON ടെക്നോളജി കോർപ്പറേഷൻ

1 മൈക്രോകൺട്രോളർ നിർവ്വചനം

മൈക്രോകൺട്രോളർ എന്നത് അരിത്മെറ്റിക് ലോജിക് യൂണിറ്റ്, മെമ്മറി, ടൈമർ/കാൽക്കുലേറ്റർ, വിവിധ / O സർക്യൂട്ടുകൾ മുതലായവ ഒരു ചിപ്പിലേക്ക് സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരു അടിസ്ഥാന സമ്പൂർണ്ണ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സിസ്റ്റം ആയതിനാൽ, ഇത് സിംഗിൾ-ചിപ്പ് മൈക്രോകമ്പ്യൂട്ടർ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു.

മൈക്രോകൺട്രോളർ ഹാർഡ്‌വെയർ, പെരിഫറൽ ഹാർഡ്‌വെയർ സർക്യൂട്ടുകൾ എന്നിവയുമായി അടുത്ത് ഉപയോഗിക്കുന്ന മൈക്രോകൺട്രോളർ മെമ്മറിയിലെ പ്രോഗ്രാം, പിസിയുടെ സോഫ്റ്റ്‌വെയറിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്, ഇതിനെ മൈക്രോകൺട്രോളർ പ്രോഗ്രാം എന്ന് ഫേംവെയർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.സാധാരണയായി, ഒരു മൈക്രോപ്രൊസസർ ഒരൊറ്റ ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിലെ ഒരു സിപിയു ആണ്, അതേസമയം ഒരു മൈക്രോകൺട്രോളർ ഒരു സിപിയു, റോം, റാം, വിഒ, ടൈമർ മുതലായവ ഒരൊറ്റ ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിലാണ്.CPU-മായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, മൈക്രോകൺട്രോളറിന് അത്ര ശക്തമായ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പവർ ഇല്ല, കൂടാതെ MemoryManaaement യൂണിറ്റും ഇല്ല, ഇത് മൈക്രോകൺട്രോളറിന് താരതമ്യേന ഏകവും ലളിതവുമായ ചില നിയന്ത്രണങ്ങൾ, ലോജിക്, മറ്റ് ജോലികൾ എന്നിവ മാത്രമേ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയൂ, കൂടാതെ ഉപകരണ നിയന്ത്രണം, സെൻസർ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ് എന്നിവയിൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ചില വീട്ടുപകരണങ്ങൾ, വ്യാവസായിക ഉപകരണങ്ങൾ, പവർ ടൂളുകൾ മുതലായവ പോലുള്ള മറ്റ് മേഖലകൾ.

2 മൈക്രോകൺട്രോളറിൻ്റെ ഘടന

മൈക്രോകൺട്രോളറിൽ നിരവധി ഭാഗങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു: സെൻട്രൽ പ്രൊസസർ, മെമ്മറി, ഇൻപുട്ട്/ഔട്ട്പുട്ട്:

- സെൻട്രൽ പ്രൊസസർ:

ഓപ്പറേറ്ററുടെയും കൺട്രോളറിൻ്റെയും രണ്ട് പ്രധാന ഭാഗങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെ MCU- യുടെ പ്രധാന ഘടകമാണ് സെൻട്രൽ പ്രോസസ്സർ.

- ഓപ്പറേറ്റർ

ഓപ്പറേറ്ററിൽ ഗണിത & ലോജിക്കൽ യൂണിറ്റ് (ALU), അക്യുമുലേറ്റർ, രജിസ്റ്ററുകൾ മുതലായവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഇൻകമിംഗ് ഡാറ്റയിൽ ഗണിത അല്ലെങ്കിൽ ലോജിക്കൽ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്തുക എന്നതാണ് ALU-ൻ്റെ പങ്ക്.ഈ രണ്ട് ഡാറ്റയുടെയും വലുപ്പം കൂട്ടിച്ചേർക്കാനോ കുറയ്ക്കാനോ പൊരുത്തപ്പെടുത്താനോ താരതമ്യപ്പെടുത്താനോ ALU ന് കഴിയും, അവസാനം ഫലം സഞ്ചിതത്തിൽ സംഭരിക്കാനാകും.

ഓപ്പറേറ്റർക്ക് രണ്ട് പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉണ്ട്:

(1) വിവിധ ഗണിത പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്താൻ.

(2) വിവിധ ലോജിക്കൽ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്തുന്നതിനും പൂജ്യം മൂല്യ പരിശോധന അല്ലെങ്കിൽ രണ്ട് മൂല്യങ്ങളുടെ താരതമ്യം പോലെയുള്ള ലോജിക്കൽ ടെസ്റ്റുകൾ നടത്തുന്നതിനും.

ഓപ്പറേറ്റർ നടത്തുന്ന എല്ലാ പ്രവർത്തനങ്ങളും കൺട്രോളറിൽ നിന്നുള്ള നിയന്ത്രണ സിഗ്നലുകളാൽ നയിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഒരു ഗണിത പ്രവർത്തനം ഒരു ഗണിത ഫലം പുറപ്പെടുവിക്കുമ്പോൾ, ഒരു ലോജിക്കൽ പ്രവർത്തനം ഒരു വിധി പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.

-കണ്ട്രോളർ

പ്രോഗ്രാം കൌണ്ടർ, ഇൻസ്ട്രക്ഷൻ രജിസ്റ്റർ, ഇൻസ്ട്രക്ഷൻ ഡീകോഡർ, ടൈമിംഗ് ജനറേറ്റർ, ഓപ്പറേഷൻ കൺട്രോളർ മുതലായവ അടങ്ങിയതാണ് കൺട്രോളർ. കമാൻഡുകൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നത് "തീരുമാനം എടുക്കുന്ന ബോഡി" ആണ്, അതായത് മുഴുവൻ മൈക്രോകമ്പ്യൂട്ടർ സിസ്റ്റത്തിൻ്റെയും പ്രവർത്തനത്തെ ഏകോപിപ്പിക്കുകയും നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.അതിൻ്റെ പ്രധാന പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഇവയാണ്:

(1) മെമ്മറിയിൽ നിന്ന് ഒരു നിർദ്ദേശം വീണ്ടെടുക്കാനും മെമ്മറിയിലെ അടുത്ത നിർദ്ദേശത്തിൻ്റെ സ്ഥാനം സൂചിപ്പിക്കാനും.

(2) നിർദ്ദേശങ്ങൾ ഡീകോഡ് ചെയ്യാനും പരിശോധിക്കാനും നിർദ്ദിഷ്ട പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ നിർവ്വഹണം സുഗമമാക്കുന്നതിന് അനുബന്ധ പ്രവർത്തന നിയന്ത്രണ സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിക്കാനും.

(3) സിപിയു, മെമ്മറി, ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്കിടയിലുള്ള ഡാറ്റാ ഫ്ലോയുടെ ദിശ നിയന്ത്രിക്കുകയും നിയന്ത്രിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

മൈക്രോപ്രൊസസ്സർ ഇൻ്റേണൽ ബസ് വഴി ALU, കൗണ്ടറുകൾ, രജിസ്റ്ററുകൾ, കൺട്രോൾ സെക്ഷൻ എന്നിവയെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ എക്സ്റ്റേണൽ ബസ് വഴി എക്‌സ്‌റ്റേണൽ മെമ്മറി, ഇൻപുട്ട്/ഔട്ട്‌പുട്ട് ഇൻ്റർഫേസ് സർക്യൂട്ടുകളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു.സിസ്റ്റം ബസ് എന്നും വിളിക്കപ്പെടുന്ന ബാഹ്യ ബസ്, ഡാറ്റ ബസ് DB, വിലാസ ബസ് AB, കൺട്രോൾ ബസ് CB എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഇൻപുട്ട്/ഔട്ട്പുട്ട് ഇൻ്റർഫേസ് സർക്യൂട്ട് വഴി വിവിധ പെരിഫറൽ ഉപകരണങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

-ഓർമ്മ

മെമ്മറിയെ രണ്ട് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം: ഡാറ്റ മെമ്മറി, പ്രോഗ്രാം മെമ്മറി.

ഡാറ്റ സംരക്ഷിക്കാൻ ഡാറ്റ മെമ്മറിയും പ്രോഗ്രാമുകളും പാരാമീറ്ററുകളും സംഭരിക്കുന്നതിന് പ്രോഗ്രാം സംഭരണവും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

-ഇൻപുട്ട്/ഔട്ട്പുട്ട് -വിവിധ ഉപകരണങ്ങൾ ലിങ്ക് ചെയ്യുകയോ ഡ്രൈവ് ചെയ്യുകയോ ചെയ്യുക

സീരിയൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ പോർട്ടുകൾ - MCU, UART, SPI, 12C, മുതലായ വിവിധ പെരിഫറലുകൾ തമ്മിലുള്ള ഡാറ്റ കൈമാറ്റം.

3 മൈക്രോകൺട്രോളർ വർഗ്ഗീകരണം

ബിറ്റുകളുടെ എണ്ണത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, മൈക്രോകൺട്രോളറുകളെ 4-ബിറ്റ്, 8-ബിറ്റ്, 16-ബിറ്റ്, 32-ബിറ്റ് എന്നിങ്ങനെ തരംതിരിക്കാം.പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ, 32-ബിറ്റ് അക്കൗണ്ടുകൾ 55%, 8-ബിറ്റ് അക്കൗണ്ടുകൾ 43%, 4-ബിറ്റ് അക്കൗണ്ടുകൾ 2%, 16-ബിറ്റ് അക്കൗണ്ടുകൾ 1%

32-ബിറ്റ്, 8-ബിറ്റ് മൈക്രോകൺട്രോളറുകൾ ഇന്ന് ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന മൈക്രോകൺട്രോളറുകളാണെന്ന് കാണാൻ കഴിയും.
ബിറ്റുകളുടെ എണ്ണത്തിലെ വ്യത്യാസം നല്ലതോ ചീത്തയോ ആയ മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നില്ല, ബിറ്റുകളുടെ എണ്ണം കൂടിയാൽ മൈക്രോപ്രൊസസ്സറാണ് നല്ലത്, ബിറ്റുകളുടെ എണ്ണം കുറവാണെങ്കിൽ മൈക്രോപ്രൊസസർ മോശമാണ്.

8-ബിറ്റ് MCU-കൾ ബഹുമുഖമാണ്;അവർ ലളിതമായ പ്രോഗ്രാമിംഗ്, ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത, ചെറിയ പാക്കേജ് വലിപ്പം എന്നിവ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു (ചിലതിന് ആറ് പിന്നുകൾ മാത്രമേയുള്ളൂ).എന്നാൽ ഈ മൈക്രോകൺട്രോളറുകൾ സാധാരണയായി നെറ്റ്‌വർക്കിംഗിനും ആശയവിനിമയ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്കും ഉപയോഗിക്കാറില്ല.

ഏറ്റവും സാധാരണമായ നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടോക്കോളുകളും ആശയവിനിമയ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ സ്റ്റാക്കുകളും 16- അല്ലെങ്കിൽ 32-ബിറ്റ് ആണ്.ചില 8-ബിറ്റ് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ പെരിഫറലുകൾ ലഭ്യമാണ്, എന്നാൽ 16-, 32-ബിറ്റ് MCU-കൾ പലപ്പോഴും കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായ ചോയിസാണ്.എന്നിരുന്നാലും, 8-ബിറ്റ് MCU-കൾ സാധാരണയായി വിവിധ നിയന്ത്രണങ്ങൾ, സെൻസിംഗ്, ഇൻ്റർഫേസ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവയ്ക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

വാസ്തുശാസ്ത്രപരമായി, മൈക്രോകൺട്രോളറുകളെ രണ്ട് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം: RISC (കുറച്ച ഇൻസ്ട്രക്ഷൻ സെറ്റ് കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ), CISC (കോംപ്ലക്സ് ഇൻസ്ട്രക്ഷൻ സെറ്റ് കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ).

1980-കളിൽ MIPS മെയിൻഫ്രെയിം (അതായത്, RISC മെഷീനുകൾ) ഉപയോഗിച്ച് ഉത്ഭവിച്ചതും കുറച്ച് തരത്തിലുള്ള കമ്പ്യൂട്ടർ നിർദ്ദേശങ്ങൾ നടപ്പിലാക്കുന്നതുമായ ഒരു മൈക്രോപ്രൊസസ്സറാണ് RISC, കൂടാതെ RISC മെഷീനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകളെ മൊത്തത്തിൽ RISC പ്രോസസ്സറുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.ഈ രീതിയിൽ, വേഗതയേറിയ നിരക്കിൽ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നിർവഹിക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും (സെക്കൻഡിൽ ദശലക്ഷക്കണക്കിന് നിർദ്ദേശങ്ങൾ, അല്ലെങ്കിൽ MIPS).ഓരോ ഇൻസ്ട്രക്ഷൻ തരവും നടപ്പിലാക്കാൻ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് അധിക ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളും സർക്യൂട്ട് ഘടകങ്ങളും ആവശ്യമുള്ളതിനാൽ, വലിയ കമ്പ്യൂട്ടർ നിർദ്ദേശ സെറ്റ് മൈക്രോപ്രൊസസറിനെ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമാക്കുകയും പ്രവർത്തനങ്ങൾ കൂടുതൽ സാവധാനത്തിൽ നിർവ്വഹിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

പ്രോസസറിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന പ്രോഗ്രാമുകളുടെ സൃഷ്ടി ലളിതമാക്കുന്ന ഒരു സമ്പന്നമായ മൈക്രോ ഇൻസ്ട്രക്ഷനുകൾ CISC-ൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.നിർദ്ദേശങ്ങൾ അസംബ്ലി ഭാഷയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ യഥാർത്ഥത്തിൽ നടപ്പിലാക്കിയ ചില പൊതുവായ ഫംഗ്‌ഷനുകൾ പകരം ഹാർഡ്‌വെയർ നിർദ്ദേശ സംവിധാനം നടപ്പിലാക്കുന്നു.പ്രോഗ്രാമറുടെ ജോലി വളരെ കുറയുന്നു, കമ്പ്യൂട്ടറിൻ്റെ എക്സിക്യൂഷൻ വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനായി ഓരോ നിർദ്ദേശ കാലയളവിലും ഒരേസമയം ചില ലോവർ-ഓർഡർ ഓപ്പറേഷനുകളോ പ്രവർത്തനങ്ങളോ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നു, ഈ സംവിധാനത്തെ സങ്കീർണ്ണമായ നിർദ്ദേശ സംവിധാനം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

4 സംഗ്രഹം

ഇന്നത്തെ ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് എഞ്ചിനീയർമാർ നേരിടുന്ന ഗുരുതരമായ വെല്ലുവിളി, ചെലവ് കുറഞ്ഞതും പ്രശ്‌നരഹിതവുമായ ഒരു നിർമ്മാണമാണ്, ഒരു തകരാർ സംഭവിച്ചാലും ഓട്ടോമോട്ടീവ് സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും, കാറിൻ്റെ പ്രകടനം ക്രമേണ മെച്ചപ്പെടുമ്പോൾ, മൈക്രോകൺട്രോളറുകൾ പ്രകടനം വർദ്ധിപ്പിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഇലക്ട്രോണിക് കൺട്രോൾ യൂണിറ്റുകളുടെ.