Les gens devaient compter sur des messagers pour recevoir et envoyer des messages dans le passé. À la fin du 19e siècle, il y a eu une étape importante dans l'industrie des communications avec la sortie du premier téléphone. Cette introduction a changé la façon dont les gens interagissent et communiquent entre eux.
Cependant, l'avancement ne s'est pas arrêté là. Après plus d'un siècle, le téléphone mobile a été introduit avec des fonctionnalités plus avancées telles que la capacité d'écran tactile, l'envoi et la réception d'e-mails, et bien d'autres. Ces fonctionnalités avancées sont prises en charge par deux des principaux composants d'un smartphone : les microprocesseurs et les microcontrôleurs.
Cet article explique ce que vous devez savoir sur l'un des principaux composants des smartphones, le microcontrôleur. Ici, vous apprendrez ce qu'est un microcontrôleur, sa classification, etc.
1. Qu'est-ce qu'un microcontrôleur ?
Lorsqu'on parle d'ordinateurs et d'appareils électroniques, on parle en grande pompe de microprocesseurs. Cependant, un autre composant essentiel de votre smartphone mérite une certaine gloire : le microcontrôleur.
Un microcontrôleur fait référence à un dispositif à circuit intégré (CI) qui gère les fonctions d'un système électronique. Il est optimisé pour les logiciels et placé en permanence à l'intérieur de votre smartphone pour exécuter des fonctions spécifiques, telles que la réponse de l'écran tactile.
Unité de microcontrôleur (MCU) est un terme bien choisi qui définit ses caractéristiques. Le préfixe « micro » décrit la petitesse du système. Pendant ce temps, «contrôleur» décrit la capacité du système à contrôler d'autres parties d'un système électronique, généralement via une unité à microprocesseur et d'autres périphériques.
Les performances du MCU dépendent de la fonctionnalité et de l'agilité du processeur numérique et de la mémoire, ainsi que d'autres périphériques conçus pour aider le système à interagir avec d'autres systèmes.
2. Microprocesseurs vs microcontrôleurs
Parfois, les gens peuvent utiliser le terme « microprocesseur » pour désigner un microcontrôleur, mais vous devez comprendre la différence distincte entre les deux appareils.
Commençons par comprendre ce qu'est un microprocesseur. Un microprocesseur fait référence à une unité de contrôle d'un système informatique qui effectue des opérations d'unité logique arithmétique (ALU) et communique avec d'autres appareils qui lui sont connectés. L'appareil est sur une seule puce de circuit intégré contenant de nombreux composants minuscules tels que semi-conducteurs, transistors, diodes, transistors et plus encore qui fonctionnent ensemble, aidant votre téléphone à faire son travail.
- Un microprocesseur agit comme le cœur d'un système informatique ; c'est-à-dire que tout ce que fait un ordinateur est décrit par les instructions des programmes informatiques. Le microprocesseur exécute ces instructions plusieurs millions par seconde. Pendant ce temps, les microcontrôleurs agissent comme le cœur d'une application embarquée.
- Un microprocesseur n'est qu'un processeur ; ainsi, la mémoire et les périphériques, tels que les périphériques d'entrée et de sortie (E / S), doivent être connectés en externe, ce qui devient volumineux et complexe. D'autre part, un microcontrôleur a un processeur et une mémoire intégrée et des systèmes d'E/S, de sorte que le circuit est petit et moins complexe.
- Le microcontrôleur a plus d'unités de stockage de mémoire à grande vitesse que le microprocesseur en termes de registres. Ainsi, la plupart des opérations dans les microprocesseurs sont basées sur la mémoire.
3. Classification des microcontrôleurs
Les microcontrôleurs peuvent être classés comme suit :
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Largeur du bus
Le bus décrit les lignes parallèles utilisées pour connecter différents composants du microcontrôleur. Il transmet des données et des instructions entre les composants du dispositif de contrôle.
Les microcontrôleurs sont classés en microcontrôleurs 8 bits, 16 bits et 32 bits en fonction de la largeur du bus.
Un microcontrôleur 8 bits a une largeur de bus de 1 octet. Ainsi, il peut transférer et exécuter les données de huit bits en un seul cycle. L'inconvénient majeur de ce microcontrôleur est lorsqu'il traite les opérations ALU. Par conséquent, s'il traite des données 16 bits, il utilisera plusieurs cycles pour terminer son opération, ce qui entraînera des performances médiocres et des inexactitudes.
Pendant ce temps, un microcontrôleur 16 bits a une largeur de bus de 2 octets. Il est plus efficace et précis qu'un microcontrôleur 8 bits. Il traite des données de 16 bits en un seul cycle.
Enfin, un microcontrôleur 32 bits a une largeur de bus de 32 bits ou 4 octets de long. Ce microcontrôleur a des performances et une occurrence supérieures à celles du type 16 bits. Cependant, il est plus cher et consomme plus d'énergie. Il est le mieux adapté à l'exécution de tâches complexes de traitement de signaux audio et vidéo. Il facilite également l'intégration de plusieurs périphériques, comme un bus série universel (USB). Vous pouvez choisir parmi plusieurs microcontrôleurs 32 bits, y compris STM32F031G6U6 et d'autres marques réputées qui ont gagné en popularité au cours des dernières années en raison de leurs hautes performances et de leur précision.
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Mémoire
Un microcontrôleur de mémoire intégré intègre tous les blocs de mémoire essentiels dans une seule puce. Ces blocs fonctionnels comprennent une minuterie, des interruptions, un programme et une mémoire de données. Celles-ci sont fixes, elles ne sont donc pas extensibles ; cependant, vous pouvez utiliser une mémoire morte (ROM) externe pour étendre le stockage de votre microcontrôleur.
D'autre part, un microcontrôleur de mémoire externe n'a pas l'un des blocs fonctionnels intégrés à l'intérieur de sa puce ; ainsi, il doit se connecter à un bloc externe. La connexion de modules externes augmente la taille du microcontrôleur.
4. Composants de base des microcontrôleurs
Un microcontrôleur a d'autres composants intégrés dans un circuit pour exécuter des fonctions spécifiques. Ceux-ci inclus:
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Unité centrale de traitement (CPU
Un processeur agit comme le cerveau du microcontrôleur de votre smartphone. L'unité récupère une instruction, comprend ce qu'elle signifie et finalement l'exécute. De même, l'unité connecte chaque composant du microcontrôleur en un seul circuit, ce qui facilite l'exécution de fonctions spécifiques. Cependant, il est essentiel de moniteur la température de votre CPU, pour éviter les problèmes à long terme qui pourraient affecter les performances de votre smartphone.
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Ports et registres
Les ports et les registres font référence à des emplacements de mémoire spéciaux consacrés à des fonctions spéciales telles que l'emplacement du matériel. Cependant, certains ports peuvent être dédiés à la fonctionnalité d'E/S de la puce du microcontrôleur. Vous pouvez également modifier l'affectation des broches du microcontrôleur (broche d'entrée à broche de sortie) en insérant 1 ou 0 dans une adresse de port spécifique.
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Convertisseur analogique-numérique (ADC)
Comme son nom l'indique, ce composant est responsable de la conversion des signaux analogiques en signaux numériques. Par exemple, lorsque vous utilisez votre smartphone, le toucher sur l'écran est l'entrée analogique de ce convertisseur. ADC convertira l'entrée du capteur en une forme numérique, et l'écran répondra en conséquence.
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Minuteur
Selon le type de smartphone, un microcontrôleur peut avoir plusieurs minuteries ou compteurs. Ce composant est responsable de toutes les fonctions de temporisation et de comptage d'un microcontrôleur. Certaines de ses fonctions incluent les modulations, la mesure de fréquence, la génération d'impulsions et le comptage d'impulsions externes.
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Mémoire
La mémoire d'un microcontrôleur est utilisée pour stocker des données et des programmes. Le système possède une quantité donnée de mémoire à accès aléatoire, de ROM et d'autres mémoires flash pour stocker et gérer les codes sources de programmes.
Conclusion
Comme indiqué, l'introduction des téléphones portables a changé la façon dont les gens interagissent et communiquent entre eux. Les principaux composants des smartphones, des microprocesseurs et des microcontrôleurs, prenaient en charge des fonctionnalités avancées telles que l'écran tactile et d'autres fonctionnalités.
