Systèmes embarqués - Processeurs

Le processeur est le cœur d'un système embarqué. C'est l'unité de base qui prend les entrées et produit une sortie après le traitement des données. Pour un concepteur de système embarqué, il est nécessaire d'avoir la connaissance des microprocesseurs et des microcontrôleurs.

Processeurs dans un système

Un processeur a deux unités essentielles -

• Unité de contrôle de flux de programme (CU)
• Unité d'exécution (UE)

La CU comprend une unité d'extraction pour extraire les instructions de la mémoire. L'UE dispose de circuits qui mettent en œuvre les instructions relatives à l'opération de transfert de données et à la conversion de données d'une forme à une autre.

L'UE comprend l'unité arithmétique et logique (ALU) ainsi que les circuits qui exécutent des instructions pour une tâche de contrôle de programme telle qu'une interruption ou un saut vers un autre ensemble d'instructions.

Un processeur exécute les cycles d'extraction et exécute les instructions dans la même séquence qu'elles sont extraites de la mémoire.

Types de processeurs

Les processeurs peuvent appartenir aux catégories suivantes -

• Processeur à usage général (GPP)

  • Microprocessor
  • Microcontroller
  • Processeur intégré
  • Processeur de signal numérique
  • Processeur multimédia

• Processeur système spécifique à l'application (ASSP)

• Processeurs d'instructions spécifiques aux applications (ASIP)

• Cœur (s) GPP ou cœur (s) ASIP sur un circuit intégré à application spécifique (ASIC) ou un circuit d'intégration à très grande échelle (VLSI).

Microprocesseur

Un microprocesseur est une seule puce VLSI dotée d'un processeur. En outre, il peut également avoir d'autres unités telles que des entraîneurs, une unité arithmétique de traitement en virgule flottante et des unités de pipelining qui aident à un traitement plus rapide des instructions.

Le cycle d'extraction et d'exécution des microprocesseurs des générations précédentes était guidé par une fréquence d'horloge de l'ordre de ~ 1 MHz. Les processeurs fonctionnent désormais à une fréquence d'horloge de 2 GHz

Microcontrôleur

Un microcontrôleur est une unité VLSI à puce unique (également appelée microcomputer) qui, bien qu'ayant des capacités de calcul limitées, possède des capacités d'entrée / sortie améliorées et un certain nombre d'unités fonctionnelles sur puce.

CPU	RAM	ROM
Port d'E / S	Minuteur	Port COM série

Les microcontrôleurs sont particulièrement utilisés dans les systèmes embarqués pour les applications de contrôle en temps réel avec mémoire programme et dispositifs intégrés.

Microprocesseur vs microcontrôleur

Voyons maintenant les différences les plus notables entre un microprocesseur et un microcontrôleur.

Microprocesseur	Microcontrôleur
Les microprocesseurs sont de nature multitâche. Peut effectuer plusieurs tâches à la fois. Par exemple, sur ordinateur, nous pouvons jouer de la musique tout en écrivant du texte dans l'éditeur de texte.	Orienté tâche unique. Par exemple, une machine à laver est conçue pour laver des vêtements uniquement.
La RAM, la ROM, les ports d'E / S et les minuteries peuvent être ajoutés en externe et peuvent varier en nombre.	La RAM, la ROM, les ports d'E / S et les minuteries ne peuvent pas être ajoutés en externe. Ces composants doivent être intégrés ensemble sur une puce et sont fixés en nombre.
Les concepteurs peuvent décider du nombre de mémoire ou de ports d'E / S nécessaires.	Un nombre fixe de mémoire ou d'E / S rend un microcontrôleur idéal pour une tâche limitée mais spécifique.
La prise en charge externe de la mémoire externe et des ports d'E / S rend un système à microprocesseur plus lourd et plus coûteux.	Les microcontrôleurs sont légers et moins chers qu'un microprocesseur.
Les périphériques externes nécessitent plus d'espace et leur consommation d'énergie est plus élevée.	Un système basé sur un microcontrôleur consomme moins d'énergie et prend moins de place.