บน 07/07/2025 6,432

ไมโครโปรเซสเซอร์เทียบกับวงจรรวม: ประเภท, ฟังก์ชั่น, แอปพลิเคชันและความแตกต่าง

คู่มือนี้เกี่ยวกับไมโครโปรเซสเซอร์และวงจรรวม (ICS)มันอธิบายสิ่งที่พวกเขาเป็นวิธีการทำงานและสิ่งที่พวกเขาใช้คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับประเภทต่าง ๆ วิธีการสร้างวิธีที่ใช้ในอุปกรณ์เช่นโทรศัพท์และคอมพิวเตอร์และวิธีการเปลี่ยนหรืออัพเกรดนอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นถึงด้านที่ดีและไม่ดีของแต่ละคนและให้ตัวอย่างจริงเพื่อช่วยให้คุณเข้าใจได้ดีขึ้น

แคตตาล็อก

รูปที่ 1. ไมโครโปรเซสเซอร์เทียบกับวงจรรวม

ไมโครโปรเซสเซอร์คืออะไร?

อัน ไมโครโปรเซสเซอร์ เป็นชิปขนาดเล็กที่ทำงานเป็นสมองของคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ดิจิตอลมันดำเนินการตามคำแนะนำเช่นการทำคณิตศาสตร์เปรียบเทียบค่าและการควบคุมส่วนอื่น ๆ ของระบบไมโครโปรเซสเซอร์ถูกใช้ในคอมพิวเตอร์โทรศัพท์และอุปกรณ์สมาร์ทจำนวนมาก

พวกเขาจัดการหลายขั้นตอนตามลำดับการอ่านคำแนะนำการประมวลผลข้อมูลและให้ผลลัพธ์สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขาเรียกใช้โปรแกรมตอบสนองต่อการป้อนข้อมูลและจัดการงานได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

ในขณะที่ไมโครโปรเซสเซอร์เป็นประเภทของวงจรรวม แต่ก็มีงานพิเศษ: จัดการคำแนะนำหลายประเภทเพื่อควบคุมระบบทั้งหมด

รูปที่ 2. ไมโครโปรเซสเซอร์

วงจรรวมคืออะไร?

วงจรรวม (IC) เป็นชิปเล็ก ๆ ที่เก็บชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากเช่นทรานซิสเตอร์และตัวต้านทานทั้งหมดที่สร้างขึ้นบนพื้นผิวเดียวชิ้นส่วนเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อทำงานเฉพาะเช่นการจัดเก็บข้อมูลเพิ่มสัญญาณหรือการตัดสินใจในวงจร

ICS มีหลายประเภทบางตัวเรียบง่ายเช่นแอมพลิฟายเออร์เสียงอื่น ๆ มีความซับซ้อนเช่นไมโครโปรเซสเซอร์ภายในคอมพิวเตอร์

ไมโครโปรเซสเซอร์ทุกตัวเป็น IC แต่ไม่ใช่ IC ทุกตัวที่เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ICS สามารถทำงานได้หลายอย่างในขณะที่ไมโครโปรเซสเซอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อเรียกใช้ซอฟต์แวร์และจัดการระบบ

รูปที่ 3. วงจรรวม (IC)

ประเภทของไมโครโปรเซสเซอร์และวงจรรวม

ประเภทของไมโครโปรเซสเซอร์

ไมโครโปรเซสเซอร์มาในรูปแบบที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของพวกเขา:

•โปรเซสเซอร์อเนกประสงค์ทั่วไป (GPP)

โปรเซสเซอร์อเนกประสงค์ทั่วไป (GPPs) ทำงานที่หลากหลายบนเดสก์ท็อปและแล็ปท็อปพวกเขาสนับสนุนการทำงานหลายอย่างและการคำนวณขั้นสูงโดยใช้หลายแกนและแคชหน่วยความจำ

แผนภาพด้านล่างแสดงให้เห็นว่าตัวประมวลผลวัตถุประสงค์ทั่วไป (GPP) ถูกนำมารวมกันอย่างไรและทำงานร่วมกับชิ้นส่วนอื่น ๆ ได้อย่างไรตรงกลางคือ MIPS 4KEP Core ซึ่งจัดการงานการประมวลผลหลักหน่วยความจำขนาดเล็กที่เรียกว่าแคชช่วยเพิ่มความเร็วโดยการจัดเก็บข้อมูลที่ใช้บ่อยตัวควบคุมหน่วยความจำควบคุมการไหลของข้อมูลระหว่างโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำภายนอก

RAM ภายนอกใช้เป็นหน่วยความจำที่ใช้งานได้ในขณะที่หน่วยความจำแฟลชเก็บข้อมูลถาวรเช่นโปรแกรมสิ่งเหล่านี้เชื่อมต่อกับโปรเซสเซอร์ผ่านบัสที่ใช้ร่วมกันโปรเซสเซอร์ยังมีการเชื่อมต่อพิเศษเช่น EJTAG สำหรับการดีบักและ Cardbus สำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์อื่น ๆการตั้งค่านี้ช่วยให้ GPP จัดการงานมากมายและทำงานกับหน่วยความจำและฮาร์ดแวร์ประเภทต่าง ๆ

รูปที่ 4 แผนภาพโปรเซสเซอร์อเนกประสงค์ (GPPS) ไดอะแกรม

•ไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU)

ไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCUs) ใช้ในระบบฝังตัวสิ่งเหล่านี้รวมโปรเซสเซอร์เข้ากับหน่วยความจำในตัวและอินเทอร์เฟซอินพุต/เอาต์พุตทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กที่ประหยัดพลังงาน

แผนภาพด้านล่างแสดงโครงสร้างพื้นฐานของไมโครคอนโทรลเลอร์ตรงกลางคือหน่วยไมโครโปรเซสเซอร์ (MPU) ซึ่งเรียกใช้โปรแกรมและประมวลผลข้อมูลมันเชื่อมต่อโดยตรงกับหน่วยความจำและพอร์ต I/O ที่ให้มันพูดคุยกับสิ่งต่าง ๆ เช่นเซ็นเซอร์หรือจอแสดงผล

ด้านล่าง MPU เป็นเครื่องมือในตัวที่ช่วยให้ทำงานได้ดีขึ้นเหล่านี้รวมถึงตัวจับเวลาตัวแปลง A/D (ซึ่งเปลี่ยนสัญญาณอะนาล็อกเป็นข้อมูลดิจิตอล) และพอร์ตการสื่อสารเช่นอนุกรม I/Oทั้งหมดนี้ถูกสร้างขึ้นบนชิปเดียวทำให้ไมโครคอนโทรลเลอร์เล็กมีประสิทธิภาพและดีสำหรับอุปกรณ์เช่นเครื่องใช้ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์อัจฉริยะ

รูปที่ 5 แผนภาพไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCUS)

•ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSP)

ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSPS) ได้รับการปรับสำหรับการดำเนินการตามเวลาจริงเช่นการกรองเสียงการบีบอัดข้อมูลและการปรับสัญญาณ

แผนภาพด้านล่างแสดงให้เห็นว่าตัวประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSP) ทำงานอย่างไรในระบบสัญญาณก่อนอื่นอุปกรณ์เช่นไมโครโฟนจะเปลี่ยนเสียงเป็นสัญญาณอะนาล็อกที่อ่อนแอสัญญาณนี้ได้รับการเพิ่มและทำความสะอาดด้วยตัวกรองก่อนที่จะถูกแปลงเป็นรูปแบบดิจิตอลโดยใช้ ADC (ตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอล)

DSP ประมวลผลข้อมูลดิจิตอลซึ่งอาจรวมถึงการกรองเพิ่มประสิทธิภาพหรือบีบอัดสัญญาณหลังจากนั้นตัวแปลง DAC (ตัวแปลงดิจิตอลเป็นอะนาล็อก) จะเปลี่ยนสัญญาณดิจิตอลกลับเป็นอะนาล็อกจากนั้นจะถูกทำความสะอาดและขยายก่อนไปที่อุปกรณ์เอาต์พุตเช่นลำโพงกระบวนการนี้อนุญาตให้ DSP จัดการข้อมูลเสียงหรือสัญญาณในเวลา

รูปที่ 6 แผนภาพตัวประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSPS)

•ระบบบนชิป (SOC)

โปรเซสเซอร์ System-On-Chip (SOC) ไม่เพียง แต่ CPU แต่ยังมีโมดูลอื่น ๆ เช่นเครื่องยนต์กราฟิกหรืออินเทอร์เฟซการสื่อสารทั้งหมดในชิปเดียว

แผนภาพด้านล่างแสดงให้เห็นว่าระบบบนชิป (SOC) รวมส่วนต่าง ๆ เข้ากับชิปขนาดเล็กหนึ่งชิ้นได้อย่างไรมันมี CPU, หน่วยความจำ, วงจรลอจิกและชิ้นส่วนวิทยุหรืออะนาล็อกเพื่อจัดการสัญญาณนอกจากนี้ยังมีตัวเชื่อมต่อในตัวสำหรับเสาอากาศหรือเซ็นเซอร์

บางรุ่นมีเซ็นเซอร์ MEMS หรือแอคทูเอเตอร์ที่ให้ความรู้สึกของชิปเช่นการเคลื่อนไหวหรือความกดดันและตอบสนองอย่างรวดเร็วเสื้อคลุมทดสอบช่วยตรวจสอบว่าชิปทำงานได้อย่างถูกต้องหรือไม่การออกแบบขนาดกะทัดรัดนี้ให้ประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งและเหมาะสำหรับสมาร์ทโฟนอุปกรณ์สวมใส่และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยอื่น ๆ

รูปที่ 7. ระบบโปรเซสเซอร์ System-on-Chip (SOC)

ประเภทของวงจรรวม

รูปที่ 8. ประเภทของวงจรรวม

ICS ถูกจัดหมวดหมู่ตามวิธีการจัดการสัญญาณ:

• ICS แบบอะนาล็อกทำงานกับสัญญาณต่อเนื่องและพบได้ในเครื่องขยายเสียงและตัวควบคุมพลังงาน

•ดิจิตอล ICS ใช้ตรรกะไบนารีและรวมถึงส่วนประกอบเช่นประตูตรรกะและชิปหน่วยความจำ

• ICS สัญญาณผสมผสมผสานทั้งสองประเภทมีประโยชน์สำหรับแอปพลิเคชันเช่นการแปลงข้อมูลเซ็นเซอร์เป็นสัญญาณดิจิตอล

•พลังงาน ICS จัดการแรงดันไฟฟ้าและปัจจุบันสำหรับการส่งพลังงานที่เสถียร

• ICS เฉพาะแอปพลิเคชัน (ASICS) ได้รับการปรับแต่งสำหรับการใช้งานโดยเฉพาะเช่นการทำเหมือง cryptocurrency หรือการเรียนรู้ของเครื่อง

• Monolithic ICS House ส่วนประกอบทั้งหมดในหนึ่งซิลิคอนตายในขณะที่โมดูลหลายมิติมีหลายตายในแพ็คเกจเดียว

บทบาทการทำงานของไมโครโปรเซสเซอร์และวงจรรวม

ไมโครโปรเซสเซอร์

รูปที่ 9. สถาปัตยกรรมระบบไมโครโปรเซสเซอร์

ไมโครโปรเซสเซอร์เป็นส่วนสำคัญของระบบดิจิตอลที่ดำเนินการตามคำแนะนำและประมวลผลข้อมูลข้างในมีสามส่วนหลัก: หน่วยตรรกะเลขคณิต (ALU), ชุดควบคุมและกลุ่มของพื้นที่เก็บข้อมูลที่รวดเร็วที่เรียกว่าอาร์เรย์ลงทะเบียน

1. ALU ดำเนินการคณิตศาสตร์และตรรกะขั้นพื้นฐาน

2. ชุดควบคุมบอกโปรเซสเซอร์ว่าต้องทำอย่างไรและควบคุมวิธีการเคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่างชิ้นส่วน

3. อาร์เรย์ลงทะเบียนเก็บข้อมูลและคำแนะนำชั่วคราวเพื่อให้โปรเซสเซอร์สามารถเข้าถึงได้อย่างรวดเร็ว

ไมโครโปรเซสเซอร์เชื่อมต่อกับอุปกรณ์อินพุตอุปกรณ์เอาต์พุตและหน่วยความจำ:

•อุปกรณ์อินพุตส่งข้อมูลดิบไปยังโปรเซสเซอร์

•อุปกรณ์เอาต์พุตแสดงหรือใช้ผลลัพธ์หลังจากการประมวลผล

•หน่วยความจำเก็บทั้งโปรแกรมและข้อมูลโปรเซสเซอร์ดึงคำแนะนำและข้อมูลจากหน่วยความจำประมวลผลแล้วเก็บผลลัพธ์กลับมา

กระบวนการนี้ทำซ้ำในรอบ: ดึงคำสั่งถอดรหัสและดำเนินการรอบนี้เป็นวิธีการทำงานของไมโครโปรเซสเซอร์ทั้งหมด

วงจรรวม (IC)

รูปที่ 10. โครงสร้างภายในวงจรรวม

วงจรรวมหรือ IC เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่ทำงานเฉพาะอย่างเดียวตรงกลางของมันคือชิปซิลิกอน (ตาย) ที่มีวงจรเล็ก ๆ ที่ออกแบบมาสำหรับฟังก์ชั่นเช่นการขยายสัญญาณการสร้างเวลาหรือทำตรรกะง่ายๆ

สายบาง ๆ เชื่อมต่อชิปซิลิกอนเข้ากับหน้าสัมผัสโลหะซึ่งเชื่อมโยงกับพินภายนอกพินเหล่านี้ยื่นออกมาจากเคสป้องกันและเชื่อมต่อ IC กับส่วนที่เหลือของระบบ

แต่ละพินมีบทบาท: นำสัญญาณส่งสัญญาณออกหรือแบกพลังIC ขึ้นอยู่กับคุณภาพของการออกแบบภายในและความแข็งแรงของการเชื่อมต่อทางกายภาพเหล่านี้

เมื่อทำแล้ว IC จะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือและไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงหรือ reprogrammedสิ่งนี้ทำให้เป็นส่วนที่มั่นคงและสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก

ความสามารถในการเขียนโปรแกรมของไมโครโปรเซสเซอร์และวงจรรวม

ไมโครโปรเซสเซอร์

ไมโครโปรเซสเซอร์สามารถตั้งโปรแกรมได้สูงพวกเขาไม่มีงานคงที่พวกเขาทำตามคำแนะนำจากซอฟต์แวร์ที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลาซึ่งหมายความว่าไมโครโปรเซสเซอร์หนึ่งตัวสามารถควบคุมระบบที่แตกต่างกันได้หลายอย่างขึ้นอยู่กับโปรแกรมที่ทำงาน

ตัวอย่างเช่นชิปเดียวกันสามารถเรียกใช้เครื่องซักผ้าวันนี้และเว็บเบราว์เซอร์ในวันพรุ่งนี้มันเขียนโปรแกรมในภาษาระดับสูงแปลงเป็นรหัสเครื่องและโหลดลงในไมโครโปรเซสเซอร์เมื่อโหลดโปรแกรมชิปจะตามคำแนะนำทีละขั้นตอน

รูปที่ 11. แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์พร้อมไมโครโปรเซสเซอร์

เนื่องจากมันถูกควบคุมโดยซอฟต์แวร์พฤติกรรมของไมโครโปรเซสเซอร์จึงสามารถอัปเดตได้โดยไม่ต้องสัมผัสฮาร์ดแวร์คุณสมบัติใหม่หรือการปรับปรุงสามารถเพิ่มผ่านการอัปเดตซอฟต์แวร์นอกจากนี้ยังช่วยให้การอัปเดตระยะไกลอุปกรณ์สามารถรับโปรแกรมใหม่ผ่านอินเทอร์เน็ตโดยไม่จำเป็นต้องแยกออกจากกัน

ในระบบที่สิ่งต่าง ๆ มักจะเปลี่ยนแปลงเช่นในหุ่นยนต์โรงงานหรือเครื่องบินความสามารถในการเขียนโปรแกรมเป็นข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่ไมโครโปรเซสเซอร์ทำให้สามารถแก้ไขข้อบกพร่องปรับปรุงประสิทธิภาพหรือเปลี่ยนวิธีการทำงานของระบบแม้ว่าจะถูกสร้างขึ้น

ในระยะสั้นไมโครโปรเซสเซอร์มีประสิทธิภาพเพราะสามารถเขียนโปรแกรมซ้ำได้ซ้ำแล้วซ้ำอีกทำให้พวกเขามีประโยชน์ในสถานการณ์ที่แตกต่างกันมากมาย

วงจรรวม (ICS)

ICS ส่วนใหญ่ไม่สามารถตั้งโปรแกรมได้พวกเขาถูกสร้างขึ้นเพื่อทำงานที่เฉพาะเจาะจงและงานนั้นถูกสร้างขึ้นอย่างถาวรในชิปในระหว่างการผลิตตัวอย่างเช่น IC หนึ่งอาจควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้เสมอในขณะที่อีกตัวหนึ่งอาจทำฟังก์ชั่นตรรกะอย่างง่ายเสมอชิปเหล่านี้ไม่สามารถเขียนโปรแกรมใหม่ได้หลังจากทำ

รูปที่ 12. วงจรรวม (IC) บัดกรีบน PCB

อย่างไรก็ตามมีข้อยกเว้นICS บางตัวเช่น FPGAs (อาร์เรย์เกตที่ตั้งโปรแกรมได้) และ CPLDs (อุปกรณ์ตรรกะที่สามารถตั้งโปรแกรมได้) สามารถ reprogrammed หลังจากการผลิตมันเขียนรหัสพิเศษเพื่อตั้งค่าหรือเปลี่ยนสิ่งที่ชิปเหล่านี้ทำICS ที่ตั้งโปรแกรมได้เหล่านี้มีประโยชน์สำหรับการทดสอบการพัฒนาผลิตภัณฑ์และระบบที่ต้องการความยืดหยุ่น แต่มักจะมีราคาแพงกว่าและใช้พลังงานมากขึ้น

นอกจากนี้ยังมีไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งรวมฮาร์ดแวร์คงที่เข้ากับหน่วยความจำที่ตั้งโปรแกรมได้สิ่งเหล่านี้สามารถอัปเดตด้วยซอฟต์แวร์ใหม่ที่ให้ความยืดหยุ่นโดยไม่ซับซ้อนเท่ากับไมโครโปรเซสเซอร์เต็มรูปแบบถึงกระนั้น ICS ส่วนใหญ่ยังคงทำงานคงที่เพราะมันง่ายเชื่อถือได้และเหมาะสำหรับงานที่ไม่เปลี่ยนแปลง

ตัวเลือกการเปลี่ยนไมโครโปรเซสเซอร์และ IC

ส่วนประกอบ พิมพ์	ต้นฉบับ ส่วนหนึ่ง	การเปลี่ยน หรืออัพเกรดตัวเลือก	แอปพลิเคชัน บริบท	การพิจารณา
ไมโครโปรเซสเซอร์ (CPU PC)	Intel Core i5-7400 (LGA1151)	Intel Core i7-7700 / i7-7700K	เดสก์ท็อป พีซี	ต้อง จับคู่ซ็อกเก็ต (LGA1151), อัปเดต BIOS, อาจจำเป็นต้องใช้ตัวทำความเย็นที่แข็งแกร่งขึ้น
ไมโครโปรเซสเซอร์ (แล็ปท็อป)	เอเอ็มดี Ryzen 5 2500U (BGA)	ไม่ โดยทั่วไปจะเปลี่ยนได้-เฉพาะเมนบอร์ด	สมุดบันทึก/แล็ปท็อป	ซึ่งรวมเข้าด้วยกัน เข้าเมนบอร์ด (BGA);การเปลี่ยนใหม่ต้องมีการแลกเปลี่ยนบอร์ดเต็มรูปแบบ
ที่ฝังอยู่ ไมโครคอนโทรลเลอร์	Atmega328p	Atmega328pb หรือ STM32F030F4	Arduino บอร์ดโครงการงานอดิเรก	แฟลช เฟิร์มแวร์;STM32 ต้องการรหัสการทำงานซ้ำพลังและความแตกต่างของ pinout
8 บิต ไมโครโปรเซสเซอร์	Intel 8085	100% การเปลี่ยนที่เข้ากันได้ - ชิป 8085 Same	มรดก ระบบอุตสาหกรรม	หยอดตัว ทดแทน;ตรวจสอบนาฬิกาและแรงดันไฟฟ้า
ดิจิตอล ตรรกะ IC	74LS00 (ประตู Quad Nand)	74HC00 หรือ 74hct00 (เทียบเท่า CMOs เร็วขึ้น)	ทั่วไป วงจรดิจิตอล	ตรวจสอบ ความเข้ากันได้ของแรงดันไฟฟ้า (TTL vs CMOs), ขีด จำกัด ของแหล่งจ่ายไฟ
หน่วยความจำ IC (EEPROM)	24C02	24C08 24C16 (กำลังการผลิตที่สูงขึ้นด้วยโปรโตคอลเดียวกัน)	i²c การจัดเก็บข้อมูล EEPROM	เดียวกัน โปรโตคอลI²C;เฟิร์มแวร์/ซอฟต์แวร์จะต้องสนับสนุนการขยายที่อยู่
op-amp ไอซี	LM741	TL081 หรือ OP07	อนาล็อก การประมวลผลสัญญาณ	ที่ปรับปรุงแล้ว อินพุตออฟเซ็ตและแบนด์วิดท์;ตรวจสอบรางพลังงานและพินชดเชย
พลัง regulator IC	7805 (5V Linear Regulator)	LM2940 (การเลื่อนระดับต่ำ) หรือโมดูลตัวควบคุมการสลับ	พลัง จัดหาวงจร	ดีกว่า ประสิทธิภาพด้วยโหมดสวิตช์ตรวจสอบการกระจายความร้อนและ pinout
เซ็นเซอร์ ไอซี	LM35 (เซ็นเซอร์อุณหภูมิ)	tmp36 หรือ DS18B20 (ดิจิตอล)	อุณหภูมิ การรับรู้	tmp36 เป็นแบบอะนาล็อก แต่แม่นยำกว่าDS18B20 ต้องการการเชื่อมต่อแบบดิจิตอล
ส่วนต่อประสาน ไอซี	Max232	Max3232 (เข้ากันได้ 3V)	RS-232 การสื่อสาร	Max3232 รองรับตรรกะ 3V;ดร็อปอินสำหรับ Max232 หากทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ
ระบบ คอนโทรลเลอร์ IC	มัน IT8586E (EC/SIO ในแล็ปท็อป)	มัน IT8587E (ตัวแปรรุ่นไม่ใช่การแลกเปลี่ยนโดยตรง)	ที่ฝังอยู่ คอนโทรลเลอร์ (EC) ในแล็ปท็อป	เฟิร์มแวร์ ต้องตรงกับ;มักจะต้องการโปรแกรม reprogramming หรือ OEM
ตั้งโปรแกรมได้ ตรรกะ (PLD)	gal16v8	CPLD (เช่น Xilinx XC9572XL)	ดิจิตอล การเปลี่ยนตรรกะ	ความต้องการ HDL redesign และใหม่ toolchain;อาจจำเป็นต้องใช้อะแดปเตอร์ฮาร์ดแวร์
ซีพียู + คำสั่งผสมเมนบอร์ด	Intel 6th Gen (LGA1151, H110 ชิปเซ็ต)	Intel 10th Gen (LGA1200, B460 ชิปเซ็ต)	เต็ม การอัพเกรดแพลตฟอร์มเดสก์ท็อป	กำหนดให้มี เมนบอร์ดใหม่หน่วยความจำ DDR4 และการตั้งค่าตัวเชื่อมต่อพลังงานใหม่

ตัวอย่างของไมโครโปรเซสเซอร์และวงจรรวม

ไมโครโปรเซสเซอร์และวงจรรวม (ICS) เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่ช่วยอุปกรณ์เช่นคอมพิวเตอร์โทรศัพท์และเครื่องจักรทำงานนี่คือตัวอย่างทั่วไปและสิ่งที่พวกเขาใช้

ไมโครโปรเซสเซอร์ยอดนิยม

• Intel Core i7

นี่คือชิปที่ทรงพลังที่พบในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลหลายเครื่องมันยอดเยี่ยมสำหรับสิ่งต่าง ๆ เช่นการเล่นเกมแก้ไขวิดีโอและการทำงานที่ต้องใช้คอมพิวเตอร์ที่รวดเร็ว

• ARM CORTEX-M (เช่นชิป STM32)

ไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาดเล็กเหล่านี้ใช้ในอุปกรณ์อัจฉริยะเช่นเครื่องซักผ้าตัวติดตามออกกำลังกายและแม้แต่เครื่องมือทางการแพทย์พวกเขาได้รับความนิยมเพราะพวกเขาไม่ได้ใช้พลังมากและสามารถทำงานต่าง ๆ ได้มากมาย

•ชิป RISC-V

RISC-V เป็นประเภทของการออกแบบโปรเซสเซอร์ที่ทุกคนสามารถใช้และเปลี่ยนแปลงได้เป็นโอเพ่นซอร์สซึ่งหมายความว่าใช้งานได้ฟรีและสามารถสร้างเวอร์ชันที่กำหนดเองได้ใช้งานวิจัยมากมายและในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รูปแบบใหม่

•ชิปเก่า: Zilog Z80 และ Intel 8086

ชิปรุ่นเก่าเหล่านี้ถูกใช้ในคอมพิวเตอร์รุ่นแรกหลายคนยังคงศึกษาพวกเขาในวันนี้เพื่อเรียนรู้ว่าคอมพิวเตอร์เคยทำงานและวิธีการสร้างอย่างไร

วงจรรวมทั่วไป (ICS)

•ตัวจับเวลา NE555

ชิปขนาดเล็กนี้ใช้เพื่อให้เวลาอยู่ในวงจรมันสามารถทำให้ไฟกระพริบหรือสร้างเสียงบี๊บในโครงการง่าย ๆเป็นที่นิยมมากสำหรับการเรียนรู้และสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก

•ชิปลอจิก 7404 และ 7400

ชิปเหล่านี้ใช้ในวงจรดิจิตอลขั้นพื้นฐาน7404 เรียกว่าอินเวอร์เตอร์และ 7400 เป็นประตู NANDพวกเขาช่วยคอมพิวเตอร์ในการตัดสินใจโดยใช้ตรรกะ (เช่นใช่/ไม่ใช่หรือจริง/เท็จ)พวกเขามักจะใช้ในโรงเรียนเพื่อสอนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

• LM324 op-amp

ชิปนี้ช่วยให้สัญญาณที่อ่อนแอนั้นแข็งแกร่งขึ้นมันใช้ในสิ่งต่าง ๆ เช่นระบบเสียงและวงจรเซ็นเซอร์ราคาถูกและทำงานได้ดีในหลายประเภทของโครงการ

• ATMEGA328P (ใช้ในบอร์ด Arduino)

ชิปนี้เป็นเหมือนคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กสามารถอ่านอินพุต (เช่นจากปุ่มหรือเซ็นเซอร์) และควบคุมเอาต์พุต (เช่นเปิดไฟหรือมอเตอร์)ใช้ในบอร์ด Arduino ซึ่งเหมาะสำหรับการเรียนรู้และทำอุปกรณ์ของคุณเอง

ข้อดีและข้อเสียของไมโครโปรเซสเซอร์

ด้าน	ข้อดี	ข้อเสีย
ความเร็วและประสิทธิภาพ	ความเร็วในการประมวลผลสูงดำเนินการหลายล้านเป็นพันล้าน คำแนะนำต่อวินาที	สร้างความร้อนด้วยความเร็วสูงต้องการโซลูชันการระบายความร้อน
ขนาดและการรวม	เล็กและมีน้ำหนักเบาเนื่องจากวงจรรวม	อาจต้องใช้ส่วนประกอบภายนอกเพิ่มเติม (RAM, I/O)
ความสามารถในการเขียนโปรแกรมได้	ตั้งโปรแกรมได้อย่างง่ายดายสำหรับงานที่แตกต่างกันโดยใช้ซอฟต์แวร์	ต้องเขียนซอฟต์แวร์รวบรวมและดีบัก
ความอเนกประสงค์	สามารถใช้ในอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นพีซีสมาร์ทโฟนหุ่นยนต์ เป็นต้น	ไม่เหมาะสำหรับงานควบคุมที่เรียบง่ายoverkill สำหรับพื้นฐาน แอปพลิเคชัน
ประสิทธิภาพพลังงาน	โปรเซสเซอร์ที่ทันสมัยมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดี	โมเดลประสิทธิภาพสูงอาจยังคงใช้พลังงาน
ค่าใช้จ่าย	ประหยัดในการผลิตจำนวนมากลดจำนวนส่วนประกอบ	ต้นทุนการออกแบบและพัฒนาเบื้องต้นสูง
ความน่าเชื่อถือ	ส่วนประกอบของโซลิดสเตตมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน	ไวต่อความเสียหายทางไฟฟ้าและความเครียดจากความร้อน
ฟังก์ชั่น	สามารถดำเนินการอัลกอริทึมที่ซับซ้อนและมัลติทาสก์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ	ไม่สามารถจัดการสัญญาณอะนาล็อกได้โดยตรงต้องการ ADCS
การจัดการข้อมูล	รองรับการจัดการข้อมูลที่ซับซ้อนมัลติทาสก์และเลขคณิต การปฏิบัติการ	ขนาดคำ/ข้อมูลที่ จำกัด ในรุ่นล่าง (เช่น 8 บิตหรือ 16 บิต)
ความยืดหยุ่น	รองรับการอัพเกรดระบบ (เช่น Multicore, การขยายแคช)	รุ่นเก่าล้าสมัยอย่างรวดเร็วมีส่วนช่วยในการใช้อิเล็กทรอนิกส์ ของเสีย
ความปลอดภัย	สามารถเรียกใช้ระบบที่ปลอดภัยด้วยซอฟต์แวร์ที่เหมาะสม	เสี่ยงต่อการแฮ็คมัลแวร์และการโจมตีช่องทางด้านข้างโดยไม่ต้อง การป้องกัน

ข้อดีและข้อเสียของวงจรรวม

ด้าน	ข้อดี	ข้อเสีย
ขนาด และน้ำหนัก	อย่างที่สุด เล็กและมีน้ำหนักเบาเนื่องจากความหนาแน่นของส่วนประกอบสูง	ยาก เพื่อจัดการโดยไม่มีเครื่องมือที่เหมาะสมเปราะบางเมื่อสัมผัสกับความเครียดทางกายภาพ
พลัง การบริโภค	การกิน พลังงานต่ำมากเหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และพกพา	ไม่สามารถ จัดการโหลดพลังงานสูงไม่เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันสูง
ผลงาน และความเร็ว	ความเร็วสูง การทำงานด้วยความล่าช้าน้อยที่สุดและความสามารถในการสลับอย่างรวดเร็ว	ผลงาน ได้รับการแก้ไข;ไม่สามารถแก้ไขได้ง่ายหลังจากการผลิต
ค่าใช้จ่าย (การผลิตจำนวนมาก)	มาก คุ้มค่าสำหรับการผลิตในปริมาณมากเนื่องจากการผลิตแบทช์	แพง เพื่อออกแบบและผลิตในปริมาณน้อย
ความน่าเชื่อถือ	น้อยลง ข้อต่อประสานและการเชื่อมต่อระหว่างกันช่วยลดโอกาสของเครื่องจักรกลหรือ ความล้มเหลวทางไฟฟ้า	อ่อนไหว เพื่อไฟฟ้าคงที่ (ESD) และอุณหภูมิสุดขั้ว
การรวมเข้าด้วยกัน	สามารถ รวมทรานซิสเตอร์หลายพันกับพันล้านเข้ากับตัวต้านทานและ ตัวเก็บประจุ	ไม่สามารถ รวมถึงส่วนประกอบขนาดใหญ่เช่นตัวเหนี่ยวนำหรือตัวเก็บประจุที่มีความจุสูง
การซ่อมบำรุง	เรียบง่าย เพื่อแทนที่เป็นหน่วยทั้งหมดลดความซับซ้อนในการซ่อมแซม	ไม่สามารถ ได้รับการซ่อมแซมในระดับองค์ประกอบต้องเปลี่ยนชิปทั้งหมดหากผิดพลาด
แรงดันไฟฟ้า การดำเนินการ	เหมาะสม สำหรับการทำงานที่มีแรงดันต่ำเพิ่มความปลอดภัยและประสิทธิภาพ	ไม่สามารถ ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูงเนื่องจากข้อ จำกัด ของฉนวนและวัสดุ
ความยืดหยุ่น	ใช้แล้ว ในแอพพลิเคชั่นดิจิตอลแบบดิจิตอลแบบอะนาล็อกและสัญญาณผสมที่หลากหลาย	ที่ตายตัว การกำหนดค่าการทำงานไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อผลิต
ความทน	สูง ความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำในการผลิตจำนวนมากช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสอดคล้อง	ไว เพื่อสร้างความเสียหายจากความชื้นการปลดปล่อยแบบคงที่และความร้อนสูงเกินไป

แอปพลิเคชันของไมโครโปรเซสเซอร์และวงจรรวม

ไมโครโปรเซสเซอร์

1. คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์มือถือ

ในคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์มือถือไมโครโปรเซสเซอร์ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือหลักที่ใช้ระบบปฏิบัติการและแอพพลิเคชั่นพวกเขาจัดการทุกอย่างตั้งแต่อินพุตพื้นฐานไปจนถึงการทำงานหลายอย่างที่ซับซ้อนทำให้สามารถเรียกดูอินเทอร์เน็ตเรียกใช้ซอฟต์แวร์สตรีมวิดีโอสตรีมและใช้แอพมือถือความเร็วและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับกำลังของไมโครโปรเซสเซอร์

2. ระบบฝังตัว

ไมโครโปรเซสเซอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบการประมวลผลเฉพาะระบบที่ใช้งานได้โดยเฉพาะภายในเครื่องจักรขนาดใหญ่ในเครื่องใช้ในชีวิตประจำวันเช่นตู้ขายของ, เตาอบไมโครเวฟและเทอร์โมสตัทอัจฉริยะไมโครโปรเซสเซอร์จัดการตรรกะการควบคุมและการทำงานโดยอัตโนมัติบทบาทของพวกเขาคือเพื่อให้แน่ใจว่าการตอบสนองที่แม่นยำและทันเวลาต่ออินพุตและการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม

3. อุปกรณ์อุตสาหกรรม

ในการตั้งค่าอุตสาหกรรมไมโครโปรเซสเซอร์ใช้สำหรับระบบอัตโนมัติและการควบคุมพวกมันถูกฝังอยู่ในตัวควบคุมตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLCs), แขนหุ่นยนต์และเครื่องบันทึกข้อมูลโปรเซสเซอร์เหล่านี้ตรวจสอบและควบคุมกระบวนการผลิตจัดการการเก็บข้อมูลและดำเนินการตามคำแนะนำที่รักษาความปลอดภัยประสิทธิภาพและความสอดคล้องบนพื้นโรงงาน

4. ระบบยานยนต์

ยานพาหนะสมัยใหม่พึ่งพาไมโครโปรเซสเซอร์เป็นอย่างมากเพื่อควบคุมระบบย่อยต่างๆจากหน่วยควบคุมเครื่องยนต์ (ECUs) ที่จัดการการฉีดเชื้อเพลิงและการปล่อยมลพิษไปจนถึงระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่ขั้นสูง (ADAS) ที่สนับสนุนการรักษาเลนและการหลีกเลี่ยงการชนไมโครโปรเซสเซอร์เป็นศูนย์กลางของประสิทธิภาพและความปลอดภัยของรถยนต์พวกเขายังใช้พลังงานระบบสาระบันเทิงเครื่องมือนำทางและคุณสมบัติการควบคุมสภาพอากาศ

5. อุปกรณ์สื่อสาร

โครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารขึ้นอยู่กับไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อจัดการการส่งข้อมูลและการประมวลผลสัญญาณอุปกรณ์เช่นเราเตอร์โมเด็มและสถานีฐานบนมือถือใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ไปยังเส้นทางข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพรักษาเสถียรภาพของเครือข่ายและรองรับการสื่อสารแบบไร้สายและแบบมีสายโปรเซสเซอร์เหล่านี้เปิดใช้งานการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่รวดเร็วปลอดภัยและเชื่อถือได้

6. อุปกรณ์การแพทย์

ในสาขาการแพทย์เครื่องมือวินิจฉัยพลังงานไมโครโปรเซสเซอร์ระบบตรวจสอบและอุปกรณ์ถ่ายภาพอุปกรณ์เช่นเครื่องจักร ECG ตรวจสอบความดันโลหิตเครื่องสแกน MRI และอุปกรณ์อัลตร้าซาวด์ขึ้นอยู่กับไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อประมวลผลข้อมูลได้อย่างรวดเร็วและส่งมอบการอ่านที่แม่นยำการบูรณาการของพวกเขาปรับปรุงทั้งความปลอดภัยของผู้ป่วยและประสิทธิผลของการรักษาทางคลินิก

วงจรรวม (ICS)

1. ดิจิตอล ICS

Digital ICS ทำงานโดยใช้ Binary Logic (0s และ 1s) และมีความสำคัญต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลเหล่านี้รวมถึงไมโครคอนโทรลเลอร์ชิปหน่วยความจำ (เช่น RAM และ ROM) และประตูตรรกะพบได้ในทุกสิ่งตั้งแต่สมาร์ทโฟนและแล็ปท็อปไปจนถึงเครื่องซักผ้าและเครื่องคิดเลข ICS ดิจิตอลทำงานเช่นการจัดเก็บข้อมูลการประมวลผลสัญญาณและการควบคุมการดำเนินการตรรกะ

2. อะนาล็อก ICS

อนาล็อก ICS จัดการสัญญาณไฟฟ้าต่อเนื่องและใช้ในแอปพลิเคชันที่การแปรผันของสัญญาณมีความสำคัญพวกเขาใช้ในการขยายเสียงการประมวลผลสัญญาณเซ็นเซอร์และการควบคุมแรงดันไฟฟ้าตัวอย่างเช่น ICS แบบอะนาล็อกในระบบเสียงปรับระดับเสียงและโทนเสียงในขณะที่อยู่ในเซ็นเซอร์อุณหภูมิพวกเขาจะแปลงอินพุตสิ่งแวดล้อมเป็นเอาต์พุตที่อ่านได้

3. ไอซีสัญญาณผสม

ICS สัญญาณผสมรวมฟังก์ชั่นอะนาล็อกและดิจิตอลบนชิปเดียวทำให้เหมาะสำหรับการเชื่อมช่องว่างระหว่างอินพุตทางกายภาพและระบบดิจิตอลพวกเขาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ที่ต้องการการแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอลหรือดิจิตอลเป็นอะนาล็อกเช่นสมาร์ทโฟนโมดูลการสื่อสารไร้สายและอินเตอร์เฟสหน้าจอสัมผัส

4. พลังงาน ICS

พลังงาน ICS ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการการกระจายและการควบคุมพลังงานไฟฟ้าภายในระบบพวกเขาใช้ในสมาร์ทโฟนยานพาหนะไฟฟ้าเครื่องชาร์จแบตเตอรี่และระบบพลังงานหมุนเวียนเพื่อให้แน่ใจว่าการแปลงพลังงานและการจัดการแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ICS พลังงานช่วยเพิ่มอายุการใช้งานที่ยืนยาวและความปลอดภัยของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

5. ICS เฉพาะ IoT

อุปกรณ์ Internet of Things (IoT) มักจะใช้ ICS พิเศษที่รวมการตรวจจับการประมวลผลข้อมูลและการสื่อสารไร้สายเข้ากับรูปแบบขนาดกะทัดรัดชิป all-in-one เหล่านี้พบได้ในอุปกรณ์สมาร์ทโฮมมอนิเตอร์สุขภาพที่สวมใส่ได้เซ็นเซอร์การเกษตรและระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมความสามารถในการใช้งานด้วยพลังงานต่ำในขณะที่ส่งมอบการเชื่อมต่อทำให้พวกเขามีความสำคัญต่อการเติบโตของระบบนิเวศ IoT

บทสรุป

ไมโครโปรเซสเซอร์และ ICS มีขนาดเล็ก แต่ทรงพลังที่ทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานได้ไมโครโปรเซสเซอร์สามารถทำงานได้หลายอย่างเนื่องจากทำตามคำแนะนำซอฟต์แวร์ซึ่งทำให้พวกเขามีประโยชน์ในคอมพิวเตอร์เครื่องจักรและอุปกรณ์อัจฉริยะICS ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ทำงานได้ดีมากเช่นการขยายเสียงหรือการจัดเก็บหน่วยความจำและพบได้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิดในขณะที่ไมโครโปรเซสเซอร์มีความยืดหยุ่นและสามารถ reprogrammed, ICS ส่วนใหญ่ได้รับการแก้ไขและง่ายขึ้นพวกเขาช่วยเพิ่มพลังทุกอย่างตั้งแต่อุปกรณ์ที่บ้านไปจนถึงเครื่องจักรอุตสาหกรรมแต่ละคนมีบทบาทสำคัญขึ้นอยู่กับสิ่งที่อุปกรณ์ต้องทำ