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Was ist eine Mikrocontroller-MCU: eingebettete Systeme

Was ist eine Mikrocontroller-MCU: eingebettete Systeme

Bei der Entwicklung eines eingebetteten Systems besteht eine der Optionen darin, die Computerhardware auf einem Mikrocontroller (MCU) und nicht auf einem Mikroprozessor (MPU) zu basieren.

Beide Ansätze haben ihre Reize, aber im Allgemeinen werden sie in unterschiedlichen Anwendungen gefunden. Typischerweise findet sich der Mikrocontroller MCU in Anwendungen, in denen Größe, geringer Stromverbrauch und niedrige Kosten die Hauptanforderungen sind.

Der MCU-Mikrocontroller unterscheidet sich von einem Mikroprozessor darin, dass er mehr Elemente der gesamten Verarbeitungsmaschine in einem Chip enthält.

Wenn Sie die meisten Komponenten der Verarbeitungsmaschine auf einen einzigen Chip bringen, werden Größe und Kosten reduziert. Dies ermöglicht es, wirtschaftlich zu werden und noch mehr Geräte und Prozesse digital zu steuern. Es wird auch festgestellt, dass zunehmend Mischsignal-Mikrocontroller verwendet werden, die analoge Komponenten integrieren, die zur Steuerung nicht digitaler elektronischer Systeme benötigt werden.

Grundlagen des Mikrocontrollers

Mikrocontroller umfassen die Hauptelemente eines kleinen Computersystems auf einem einzelnen Chip. Sie enthalten den Speicher und IO sowie die CPU auf demselben Chip. Dies reduziert die Größe erheblich und macht sie ideal für kleine eingebettete Systeme, bedeutet jedoch Kompromisse in Bezug auf Leistung und Flexibilität.

Da Mikrocontroller häufig für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch und geringer Verarbeitung vorgesehen sind, verwenden einige Mikrocontroller möglicherweise nur 4-Bit-Wörter und arbeiten möglicherweise auch mit sehr niedrigen Taktraten - etwa 10 kHz und weniger, um Strom zu sparen. Dies bedeutet, dass einige MCUs möglicherweise nur etwa ein Milliwatt verbrauchen und auch einen Schlafverbrauch von wenigen Nanowatt haben. Am anderen Ende der Skala benötigen einige MCUs möglicherweise viel höhere Leistungsniveaus und haben möglicherweise sehr viel höhere Taktraten und einen viel höheren Stromverbrauch.

Vor- und Nachteile des Mikrocontrollers

Wie bei jedem Gerät mit Systemansatz müssen bei der Durchführung eines neuen Entwurfs verschiedene Vor- und Nachteile von Mikrocontrollern berücksichtigt werden.


Zusammenfassung der Vor- und Nachteile des Mikrocontrollers
VorteileNachteile
  • Geringere Kosten, da viele Elemente des Prozessors in einem Chip enthalten sind, was zu niedrigeren Chipkosten und Platinenkosten führt.
  • Geringerer Stromverbrauch.
  • Durch die Integration aller Komponenten auf einem Chip kann der Prozessor für eine bestimmte Anwendung optimiert werden.
  • Weniger Flexibilität, da alle Komponenten in einem Chip integriert sind.
  • Begrenzte Leistung, da die Größe des Speichers durch das begrenzt ist, was auf dem Chip untergebracht werden kann.
  • MCUs sind in der Regel anwendungsspezifisch, sodass die Auswahl möglicherweise eingeschränkt ist.

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