20 सक्छ, 2022

स्मार्टफोनमा माइक्रोकन्ट्रोलरहरू: जान्नको लागि 4 कुराहरू

विगतमा मानिसहरू सन्देशहरू प्राप्त गर्न र पठाउन मेसेन्जरहरूमा भर पर्नुपर्थ्यो। 19 औं शताब्दीको अन्तमा, पहिलो फोनको रिलीज संग संचार उद्योग मा एक प्रमुख माइलस्टोन थियो। यो परिचयले मानिसहरू कसरी एकअर्कासँग अन्तरक्रिया गर्ने र सञ्चार गर्ने तरिका परिवर्तन भयो।

तर, प्रगति त्यहाँ रोकिएन। एक शताब्दी भन्दा बढी पछि, मोबाइल फोन थप उन्नत सुविधाहरू जस्तै टचस्क्रिन क्षमता, इमेल पठाउन र प्राप्त गर्न, र अन्य धेरै संग प्रस्तुत गरियो। यी उन्नत सुविधाहरू स्मार्टफोनका दुई प्राथमिक कम्पोनेन्टहरूद्वारा समर्थित छन्: माइक्रोप्रोसेसरहरू र माइक्रोकन्ट्रोलरहरू।

यस लेखले स्मार्टफोनको प्राथमिक कम्पोनेन्टहरू, माइक्रोकन्ट्रोलरको बारेमा के जान्न आवश्यक छ भनेर छलफल गर्दछ। यहाँ, तपाईंले माइक्रोकन्ट्रोलर के हो, यसको वर्गीकरण र थप कुराहरू सिक्नुहुनेछ।

1. एक माइक्रोकन्ट्रोलर के हो?

कम्प्युटर र इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको बारेमा कुरा गर्दा, धेरै धूमधाम माइक्रोप्रोसेसरहरूमा जान्छ। यद्यपि, तपाईंको स्मार्टफोनको अर्को महत्वपूर्ण कम्पोनेन्टले केही महिमाको हकदार छ - माइक्रोकन्ट्रोलर।

एक माइक्रोकन्ट्रोलरले एक एकीकृत सर्किट (आईसी) उपकरणलाई बुझाउँछ जसले इलेक्ट्रोनिक प्रणालीको कार्यहरू व्यवस्थापन गर्दछ। यो सफ्टवेयरको लागि अप्टिमाइज गरिएको छ र टचस्क्रिन प्रतिक्रिया जस्ता विशिष्ट कार्यहरू प्रदर्शन गर्न तपाईंको स्मार्टफोन भित्र स्थायी रूपमा राखिएको छ।

माइक्रोकन्ट्रोलर एकाइ (MCU) एक राम्रोसँग चयन गरिएको शब्द हो जसले यसको विशेषताहरू परिभाषित गर्दछ। उपसर्ग 'माइक्रो' ले प्रणालीको सानोपन वर्णन गर्दछ। यसैबीच, 'नियन्त्रक' ले सामान्यतया माइक्रोप्रोसेसर इकाई र अन्य बाह्य उपकरणहरू मार्फत इलेक्ट्रोनिक प्रणालीको अन्य भागहरू नियन्त्रण गर्ने प्रणालीको क्षमतालाई वर्णन गर्दछ।

MCU को प्रदर्शन डिजिटल प्रोसेसर र मेमोरीको कार्यक्षमता र चपलतामा निर्भर गर्दछ, र प्रणालीलाई अन्य प्रणालीहरूसँग अन्तरक्रिया गर्न मद्दत गर्न डिजाइन गरिएको अन्य परिधीय उपकरणहरू।

2. माइक्रोप्रोसेसर बनाम माइक्रोकन्ट्रोलरहरू

कहिलेकाहीँ, मानिसहरूले माइक्रोकन्ट्रोलरलाई सन्दर्भ गर्दा 'माइक्रोप्रोसेसर' शब्द प्रयोग गर्न सक्छन्, तर तपाईंले दुई यन्त्रहरू बीचको भिन्नता बुझ्नुपर्छ।

माइक्रोप्रोसेसर के हो भनेर बुझेर सुरु गरौं। एक माइक्रोप्रोसेसरले कम्प्यूटर प्रणालीको नियन्त्रण इकाईलाई बुझाउँछ जसले अंकगणित तर्क इकाई (ALU) सञ्चालन गर्दछ र यसमा जडान गरिएका अन्य उपकरणहरूसँग सञ्चार गर्दछ। उपकरण एकल एकीकृत सर्किट चिपमा छ जसमा धेरै साना कम्पोनेन्टहरू छन् अर्धचालकहरु, ट्रान्जिस्टरहरू, डायोडहरू, ट्रान्जिस्टरहरू, र थप जसले सँगै काम गर्दछ, तपाईंको फोनलाई यसको काम गर्न मद्दत गर्दछ।

  • माइक्रोप्रोसेसरले कम्प्युटर प्रणालीको मुटुको रूपमा काम गर्छ; अर्थात्, कम्प्युटरले गर्ने सबै कुरा कम्प्युटर प्रोग्रामहरूको निर्देशनद्वारा वर्णन गरिएको हुन्छ। माइक्रोप्रोसेसरले यी निर्देशनहरू एक सेकेन्डमा लाखौं कार्य गर्दछ। यस बीचमा, माइक्रोकन्ट्रोलरहरूले एम्बेडेड एप्लिकेसनको मुटुको रूपमा काम गर्छन्।
  • एक माइक्रोप्रोसेसर केवल एक प्रोसेसर हो; तसर्थ, मेमोरी र परिधीय उपकरणहरू, जस्तै इनपुट र आउटपुट (I/O) यन्त्रहरू, बाहिरी रूपमा जडान हुनुपर्दछ, त्यसैले यो भारी र थप जटिल हुन्छ। अर्कोतर्फ, माइक्रोकन्ट्रोलरमा प्रोसेसर र बिल्ट-इन मेमोरी र I/O प्रणालीहरू छन्, त्यसैले सर्किट सानो र कम जटिल छ।
  • माइक्रोकन्ट्रोलरमा रेजिस्टरहरूको सन्दर्भमा माइक्रोप्रोसेसर भन्दा उच्च-गति मेमोरी भण्डारण एकाइहरू छन्। तसर्थ, माइक्रोप्रोसेसरहरूमा धेरै कार्यहरू मेमोरी-आधारित हुन्छन्।

3. माइक्रोकन्ट्रोलरहरूको वर्गीकरण

माइक्रोकन्ट्रोलरहरूलाई निम्नानुसार वर्गीकृत गर्न सकिन्छ:

  • बस चौड़ाई

बसले विभिन्न माइक्रोकन्ट्रोलर कम्पोनेन्टहरू जडान गर्न प्रयोग गरिने समानान्तर रेखाहरू वर्णन गर्दछ। यसले नियन्त्रण गर्ने यन्त्रको कम्पोनेन्टहरू बीच डाटा र निर्देशनहरू पठाउँछ।

माइक्रोकन्ट्रोलरहरूलाई बस चौडाइको आधारमा 8-बिट, 16-बिट, र 32-बिट माइक्रोकन्ट्रोलरहरूमा वर्गीकृत गरिएको छ।

एक 8-बिट माइक्रोकन्ट्रोलरमा 1-बाइट बस चौडाइ छ। यसरी, यसले एक चक्रमा आठ बिटको डाटा स्थानान्तरण र कार्यान्वयन गर्न सक्छ। यो माइक्रोकन्ट्रोलरको प्रमुख हानि हो जब यसले ALU अपरेशनहरू प्रशोधन गर्दछ। तसर्थ, यदि यसले 16-बिट डेटा प्रशोधन गरिरहेको छ भने, यसले यसको सञ्चालन पूरा गर्न धेरै चक्रहरू प्रयोग गर्नेछ, जसले खराब प्रदर्शन र अशुद्धताहरू निम्त्याउँछ।

यसैबीच, 16-बिट माइक्रोकन्ट्रोलरमा 2-बाइट बस चौडाइ छ। यो 8-बिट माइक्रोकन्ट्रोलर भन्दा बढी कुशल र सटीक छ। यसले एकल चक्रमा १६ बिटको डाटा प्रशोधन गर्छ।

अन्तमा, 32-बिट माइक्रोकन्ट्रोलरमा 32 बिट वा 4-बाइट लामो बस चौडाइ छ। यो माइक्रोकन्ट्रोलरसँग 16-बिट प्रकार भन्दा उच्च प्रदर्शन र घटना छ। यद्यपि, यो अधिक महँगो छ र अधिक शक्ति खपत गर्दछ। यो जटिल अडियो र भिडियो सिग्नल प्रशोधन कार्यहरू प्रदर्शन गर्न सबैभन्दा उपयुक्त छ। यसले युनिभर्सल सिरियल बस (USB) जस्ता बहु परिधीय उपकरणहरूको एकीकरणलाई पनि सजिलो बनाउँछ। तपाईले धेरै 32-बिट माइक्रोकन्ट्रोलरहरूबाट छनौट गर्न सक्नुहुन्छ, सहित STM32F031G6U6 र अन्य प्रतिष्ठित ब्रान्डहरू जसले पछिल्ला केही वर्षहरूमा तिनीहरूको उच्च प्रदर्शन र शुद्धताको कारणले लोकप्रियता हासिल गरेको छ।

  • स्मरण

एम्बेडेड मेमोरी माइक्रोकन्ट्रोलरमा सबै आवश्यक मेमोरी ब्लकहरू एकल चिप भित्र एकीकृत हुन्छन्। यी कार्यात्मक ब्लकहरूमा टाइमर, अवरोध, कार्यक्रम, र डाटा मेमोरी समावेश छ। यी स्थिर छन्, त्यसैले तिनीहरू विस्तार योग्य छैनन्; यद्यपि, तपाइँ तपाइँको माइक्रोकन्ट्रोलर को भण्डारण विस्तार गर्न को लागी बाह्य पढ्ने मात्र मेमोरी (ROM) को उपयोग गर्न सक्नुहुन्छ।

अर्कोतर्फ, बाह्य मेमोरी माइक्रोकन्ट्रोलरमा यसको चिप भित्र सम्मिलित कार्यात्मक ब्लकहरू मध्ये एक हुँदैन; यसरी, यो बाह्य ब्लकमा जडान गर्नुपर्छ। बाह्य मोड्युलहरू जडान गर्दा माइक्रोकन्ट्रोलरको साइज बढ्छ।

4. माइक्रोकन्ट्रोलरका आधारभूत कम्पोनेन्टहरू

एक माइक्रोकन्ट्रोलरसँग विशिष्ट कार्यहरू गर्नको लागि एक सर्किटमा एकीकृत अन्य घटकहरू छन्। यी समावेश छन्:

  • केन्द्रीय प्रशोधन इकाई CPU

CPU ले तपाईको स्मार्टफोनमा माइक्रोकन्ट्रोलरको मस्तिष्कको रूपमा काम गर्दछ। एकाइले निर्देशन ल्याउँछ, यसको अर्थ बुझ्छ, र अन्तमा यसलाई कार्यान्वयन गर्दछ। त्यस्तै गरी, एकाइले प्रत्येक माइक्रोकन्ट्रोलर कम्पोनेन्टलाई एकल सर्किटमा जडान गर्दछ, त्यसैले विशेष प्रकार्यहरू प्रदर्शन गर्न सजिलो हुन्छ। यद्यपि, यो आवश्यक छ मनिटर तपाईको CPU को तापक्रम, तपाईको स्मार्टफोनको कार्यसम्पादनलाई असर गर्न सक्ने दीर्घकालीन समस्याहरूबाट बच्न।

  • पोर्ट र दर्ताहरू

पोर्टहरू र दर्ताहरूले विशेष प्रकार्यहरू जस्तै हार्डवेयर स्थानमा समर्पित विशेष मेमोरी स्थानहरूलाई जनाउँछ। यद्यपि, केही पोर्टहरू माइक्रोकन्ट्रोलर चिपको I/O कार्यक्षमतामा समर्पित हुन सक्छन्। तपाईले माइक्रोकन्ट्रोलरको पिन असाइनमेन्ट पनि परिवर्तन गर्न सक्नुहुन्छ (इनपुट पिन बाट आउटपुट पिन) 1 वा 0 लाई निर्दिष्ट पोर्ट ठेगानामा घुसाएर।

  • एनालग टू डिजिटल कन्भर्टर (ADC)

नामले सुझाव दिन्छ, यो कम्पोनेन्ट एनालग सिग्नलहरूलाई डिजिटलमा रूपान्तरण गर्न जिम्मेवार छ। उदाहरण को लागी, जब तपाइँ आफ्नो स्मार्टफोन प्रयोग गरिरहनु भएको छ, स्क्रिनमा टच यो कन्भर्टर मा एनालग इनपुट हो। एडीसी सेन्सर इनपुटलाई डिजिटल फारममा रूपान्तरण गर्नेछ, र स्क्रिनले तदनुसार प्रतिक्रिया दिनेछ।

  • घडी

स्मार्टफोनको प्रकारमा निर्भर गर्दै, माइक्रोकन्ट्रोलरमा एकभन्दा बढी टाइमर वा काउन्टर हुन सक्छ। यो कम्पोनेन्ट माइक्रोकन्ट्रोलरको सबै समय र गणना कार्यहरूको लागि जिम्मेवार छ। यसका केही कार्यहरूमा मोड्युलेसन, फ्रिक्वेन्सी मापन, पल्स उत्पादन, र बाह्य पल्सहरूको गणना समावेश छ।

  • स्मरण

माइक्रोकन्ट्रोलरको मेमोरी डाटा र प्रोग्रामहरू भण्डारण गर्न प्रयोग गरिन्छ। प्रणालीसँग कार्यक्रम स्रोत कोडहरू भण्डारण र प्रबन्ध गर्नको लागि अनियमित पहुँच मेमोरी, ROM, र अन्य फ्ल्याश मेमोरीहरूको दिइएको मात्रा छ।

तल रेखा

छलफल गरिएझैं, मोबाइल फोनको परिचयले मानिसहरू कसरी अन्तरक्रिया गर्ने र एकअर्कासँग सञ्चार गर्ने तरिका परिवर्तन भयो। स्मार्टफोनहरू, माइक्रोप्रोसेसरहरू, र माइक्रोकन्ट्रोलरहरूको प्राथमिक कम्पोनेन्टहरू, टचस्क्रिन र अन्य क्षमताहरू जस्ता उन्नत सुविधाहरू समर्थित।

लेखक बारे 

Kyrie Mattos


email "ईमेल": "ईमेल ठेगाना अवैध", "url": "वेबसाइट ठेगाना अवैध", "आवाश्यक": "आवश्यक फिल्ड हराइरहेको छ"}