NUC975DK61Y - ပေါင်းစပ်ပတ်လမ်းများ၊ ထည့်သွင်းထားသော၊ မိုက်ခရိုကွန်ထရိုလာများ - NUVOTON နည်းပညာကော်ပိုရေးရှင်း

1 Microcontroller အဓိပ္ပါယ်

မိုက်ခရိုကွန်ထရိုလာသည် ဂဏန်းသင်္ချာယုတ္တိယူနစ်၊ မန်မိုရီ၊ အချိန်တိုင်း/ဂဏန်းပေါင်းစက်၊ နှင့် အမျိုးမျိုးသော / O ဆားကစ်များ စသည်တို့ကို ချစ်ပ်တစ်ခုအဖြစ် ပေါင်းစပ်ထားသောကြောင့် အခြေခံပြီးပြည့်စုံသော ကွန်ပျူတာစနစ်ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည့်အတွက်၊ ၎င်းကို single-chip မိုက်ခရိုကွန်ပျူတာဟုလည်း လူသိများသည်။

မိုက်ခရိုကွန်ထရိုလာ မမ်မိုရီရှိ ပရိုဂရမ်ကို မိုက်ခရိုကွန်ထရိုလာ ဟာ့ဒ်ဝဲနှင့် အရံဟာ့ဒ်ဝဲ ဆားကစ်များနှင့် နီးကပ်စွာအသုံးပြုသည့် ပရိုဂရမ်ကို PC ၏ ဆော့ဖ်ဝဲလ်နှင့် ခွဲခြားထားပြီး မိုက်ခရိုကွန်ထရိုလာပရိုဂရမ်ကို ဖာမ်းဝဲအဖြစ် ခေါ်ဆိုသည်။ယေဘူယျအားဖြင့်၊ မိုက်ခရိုပရိုဆက်ဆာသည် ပေါင်းစည်းထားသော ဆားကစ်တစ်ခုရှိ CPU ဖြစ်ပြီး မိုက်ခရိုကွန်ထရိုလာသည် CPU၊ ROM၊ RAM၊ VO၊ timer စသည်တို့အားလုံးကို ပေါင်းစပ် circuit တစ်ခုတွင်ဖြစ်သည်။CPU နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ microcontroller သည် အလွန်အစွမ်းထက်သော ကွန်ပြူတာ ပါဝါမရှိပါ၊ ၎င်းတွင် MemoryManaament Unit လည်း မပါရှိပါ၊ ၎င်းသည် မိုက်ခရိုကွန်ထရိုးသည် တစ်ခုတည်းနှင့် ရိုးရှင်းသော ထိန်းချုပ်မှု၊ ယုတ္တိဗေဒနှင့် အခြားအလုပ်များကိုသာ ကိုင်တွယ်နိုင်ပြီး ၎င်းကို စက်ကိရိယာ ထိန်းချုပ်မှု၊ အာရုံခံအချက်ပြမှု လုပ်ဆောင်ခြင်းတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုနိုင်သည်။ အိမ်သုံးပစ္စည်းများ၊ စက်မှုသုံး စက်ကိရိယာများ၊ ဓာတ်အားပေးကိရိယာများ စသည်တို့ကဲ့သို့သော အခြားနယ်ပယ်များ။

2 microcontroller ၏ဖွဲ့စည်းမှု

မိုက်ခရိုကွန်ထရိုလာတွင် အစိတ်အပိုင်းများစွာ ပါဝင်သည်- ဗဟိုပရိုဆက်ဆာ၊ မှတ်ဉာဏ်နှင့် အဝင်/အထွက်-

- ဗဟိုပရိုဆက်ဆာ-

ဗဟိုပရိုဆက်ဆာသည် အော်ပရေတာနှင့် ထိန်းချုပ်ကိရိယာ၏ အဓိကအစိတ်အပိုင်းနှစ်ခုအပါအဝင် MCU ၏ အဓိကအစိတ်အပိုင်းဖြစ်သည်။

-အော်ပရေတာ

အော်ပရေတာတွင် ဂဏန်းသင်္ချာနှင့် ယုတ္တိယူနစ် (ALU)၊ စုဆောင်းကိရိယာနှင့် မှတ်ပုံတင်များ စသည်တို့ ပါဝင်ပါသည်။ ALU ၏ အခန်းကဏ္ဍသည် ဝင်လာသောဒေတာတွင် ဂဏန်းသင်္ချာ သို့မဟုတ် ယုတ္တိဗေဒဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက်များကို လုပ်ဆောင်ရန်ဖြစ်သည်။ALU သည် ဤဒေတာနှစ်ခု၏ အရွယ်အစားကို ပေါင်းထည့်ခြင်း၊ နုတ်ခြင်း၊ ကိုက်ညီခြင်း သို့မဟုတ် နှိုင်းယှဉ်နိုင်ပြီး နောက်ဆုံးတွင် ရလဒ်ကို စုစည်းမှုတွင် သိမ်းဆည်းနိုင်သည်။

အော်ပရေတာတွင် လုပ်ဆောင်ချက်များ နှစ်ခုရှိသည်။

(၁) ဂဏန်းသင်္ချာ အမျိုးမျိုးကို လုပ်ဆောင်ရန်။

(၂) အမျိုးမျိုးသော ယုတ္တိဗေဒဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက်များကို လုပ်ဆောင်ရန်နှင့် သုညတန်ဖိုးစမ်းသပ်မှု သို့မဟုတ် တန်ဖိုးနှစ်ခုကို နှိုင်းယှဉ်ခြင်းကဲ့သို့သော ယုတ္တိစမ်းသပ်မှုများကို လုပ်ဆောင်ရန်။

အော်ပရေတာမှ လုပ်ဆောင်သည့် လုပ်ဆောင်ချက်အားလုံးကို controller မှ ထိန်းချုပ်သည့် အချက်ပြမှုများဖြင့် ညွှန်ကြားထားပြီး၊ ဂဏန်းသင်္ချာ လုပ်ဆောင်ချက်တစ်ခုသည် ဂဏန်းသင်္ချာရလဒ်ကို ထုတ်ပေးနေချိန်တွင်၊ ယုတ္တိဗေဒဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက်သည် စီရင်ချက်တစ်ခုထုတ်ပေးပါသည်။

- ထိန်းချုပ်ကိရိယာ

ထိန်းချုပ်ကိရိယာသည် ပရိုဂရမ်ကောင်တာ၊ လမ်းညွှန်ချက်စာရင်း၊ ညွှန်ကြားချက် ဒီကုဒ်ဒါ၊ အချိန်ကိုက်မီးစက်နှင့် လည်ပတ်ထိန်းချုပ်ကိရိယာ စသည်တို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ ၎င်းသည် အမိန့်ပေးချက်များကို ထုတ်ပေးသည့်၊ ဆိုလိုသည်မှာ မိုက်ခရိုကွန်ပြူတာစနစ်တစ်ခုလုံး၏ လည်ပတ်မှုကို ညွှန်ပြပေးသည့် "ဆုံးဖြတ်ချက်ချသည့်အဖွဲ့" ဖြစ်သည်။၎င်း၏အဓိကလုပ်ဆောင်ချက်များမှာ-

(၁) Memory မှ Instruction တစ်ခုအား ပြန်လည်ရယူရန်နှင့် Memory အတွင်းရှိ နောက်လာမည့် ညွှန်ကြားချက်၏ တည်နေရာကို ညွှန်ပြရန်။

(၂) ညွှန်ကြားချက်ကို ကုဒ်နှင့် စမ်းသပ်ရန်နှင့် သတ်မှတ်ထားသော လုပ်ဆောင်ချက်ကို အကောင်အထည်ဖော်ရာတွင် လွယ်ကူချောမွေ့စေရန် သက်ဆိုင်ရာ လည်ပတ်ထိန်းချုပ်မှု အချက်ပြမှုကို ထုတ်လုပ်ရန်။

(၃) CPU၊ memory၊ နှင့် input နှင့် output devices များအကြား data flow လမ်းကြောင်းကို ညွှန်ကြားပြီး ထိန်းချုပ်သည်။

မိုက်ခရိုပရိုဆက်ဆာသည် အတွင်းဘတ်စ်မှတစ်ဆင့် ALU၊ ကောင်တာများ၊ မှတ်ပုံတင်များနှင့် ထိန်းချုပ်မှုအပိုင်းကို အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်ကာ ပြင်ပမှတ်ဉာဏ်နှင့် အဝင်/အထွက် အင်တာဖေ့စ်ဆားကစ်များကို ပြင်ပဘတ်စ်မှတစ်ဆင့် ချိတ်ဆက်သည်။စနစ်ဘတ်စ်ဟုလည်း ခေါ်သော ပြင်ပဘတ်စ်ကားအား ဒေတာဘတ်စ် DB၊ လိပ်စာဘတ်စ် AB နှင့် ထိန်းချုပ်ဘတ်စ် CB ဟူ၍ ပိုင်းခြားထားပြီး အဝင်/အထွက် အင်တာဖေ့စ်ပတ်လမ်းမှတဆင့် အမျိုးမျိုးသော အရံစက်ပစ္စည်းများနှင့် ချိတ်ဆက်ထားသည်။

-Memory

Memory ကို အမျိုးအစား နှစ်မျိုး ခွဲခြားနိုင်သည် - data memory နှင့် program memory .

ဒေတာမှတ်ဉာဏ်ကို ဒေတာသိမ်းဆည်းရန် အသုံးပြုပြီး ပရိုဂရမ်သိုလှောင်မှုကို ပရိုဂရမ်များနှင့် ကန့်သတ်ချက်များကို သိမ်းဆည်းရန်အတွက် အသုံးပြုသည်။

-Input/Output - မတူညီသော စက်များကို ချိတ်ဆက်ခြင်း သို့မဟုတ် မောင်းနှင်ခြင်း။

UART၊ SPI၊ 12C စသည်ဖြင့် MCU နှင့် မတူညီသော အရံအတားများကြားတွင် အမှတ်စဉ် ဆက်သွယ်ရေး ပို့တ်များ-ဒေတာဖလှယ်ခြင်း။

3 Microcontroller အမျိုးအစားခွဲခြားခြင်း။

ဘစ်အရေအတွက်အရ၊ microcontroller များကို 4-bit၊ 8-bit၊ 16-bit နှင့် 32-bit ဟူ၍ ခွဲခြားနိုင်သည်။လက်တွေ့အသုံးချမှုများတွင် 32-bit သည် 55%, 8-bit အကောင့်များအတွက် 43%, 4-bit အကောင့်များအတွက် 2%, နှင့် 16-bit အကောင့်များအတွက် 1%

32-bit နှင့် 8-bit microcontrollers များသည် ယနေ့ခေတ်တွင် အသုံးအများဆုံး microcontrollers များဖြစ်သည်ကို တွေ့မြင်နိုင်ပါသည်။
ဘစ်အရေအတွက်ကွာခြားချက်သည် ကောင်းသော သို့မဟုတ် မကောင်းသော မိုက်ခရိုပရိုဆက်ဆာများကို ကိုယ်စားမပြုပါ၊ ဘစ်အရေအတွက်များလေလေ မိုက်ခရိုပရိုဆက်ဆာပိုကောင်းလေဖြစ်ပြီး ဘစ်အရေအတွက်နည်းလေလေ မိုက်ခရိုပရိုဆက်ဆာက ပိုဆိုးလေလေဖြစ်သည်။

8-bit MCU များသည် စွယ်စုံရရှိသည်။၎င်းတို့သည် ရိုးရှင်းသော ပရိုဂရမ်ရေးဆွဲခြင်း၊ စွမ်းအင်ထိရောက်မှုနှင့် ပက်ကေ့ဂျ်အရွယ်အစား (အချို့တွင် ပင်နံပါတ်ခြောက်ချောင်းသာရှိသည်) တို့ကို ပေးဆောင်သည်။သို့သော် ဤမိုက်ခရိုကွန်ထရိုလာများကို ပုံမှန်အားဖြင့် ကွန်ရက်ချိတ်ဆက်ခြင်းနှင့် ဆက်သွယ်ရေးလုပ်ဆောင်ချက်များအတွက် အသုံးမပြုပါ။

အသုံးအများဆုံး ကွန်ရက်ပရိုတိုကောများနှင့် ဆက်သွယ်ရေးဆော့ဖ်ဝဲအစုများသည် 16- သို့မဟုတ် 32-ဘစ်ဖြစ်သည်။ဆက်သွယ်ရေးအရံပစ္စည်းများကို 8-bit စက်ပစ္စည်းအချို့တွင် ရနိုင်သော်လည်း 16-နှင့် 32-bit MCU များသည် မကြာခဏ ပို၍ထိရောက်သောရွေးချယ်မှုဖြစ်သည်။မည်သို့ပင်ဆိုစေကာမူ၊ 8-bit MCU များကို ထိန်းချုပ်ခြင်း၊ အာရုံခံခြင်းနှင့် အင်တာဖေ့စ်အက်ပလီကေးရှင်းအမျိုးမျိုးအတွက် ပုံမှန်အားဖြင့် အသုံးပြုကြသည်။

ဗိသုကာပညာအရ၊ မိုက်ခရိုကွန်ထရိုလာများကို RISC (လျှော့ချထားသော လမ်းညွှန်ချက်ကွန်ပြူတာများ) နှင့် CISC (ရှုပ်ထွေးသော ညွှန်ကြားချက်သတ်မှတ်ကွန်ပျူတာများ) ဟူ၍ နှစ်မျိုးခွဲခြားနိုင်သည်။

RISC သည် ကွန်ပြူတာ ညွှန်ကြားချက် အမျိုးအစား နည်းပါးသော အမျိုးအစားများကို လုပ်ဆောင်ပြီး MIPS ပင်မဘောင် (ဆိုလိုသည်မှာ RISC စက်များ) ဖြင့် 1980 ခုနှစ်များတွင် ပေါ်ပေါက်လာကာ RISC စက်များတွင် အသုံးပြုသည့် မိုက်ခရိုပရိုဆက်ဆာများကို RISC ပရိုဆက်ဆာများ စုပေါင်းဟုခေါ်သည်။ဤနည်းအားဖြင့်၊ ၎င်းသည် ပိုမိုမြန်ဆန်သောနှုန်းဖြင့် လည်ပတ်မှုများကို လုပ်ဆောင်နိုင်သည် (တစ်စက္ကန့်လျှင် ညွှန်ကြားချက်ပေါင်း သန်းပေါင်းများစွာ သို့မဟုတ် MIPS)။ကွန်ပြူတာများသည် ညွှန်ကြားချက်အမျိုးအစားတစ်ခုစီကိုလုပ်ဆောင်ရန် အပိုထရန်စစ္စတာများနှင့် ဆားကစ်ဒြပ်စင်များ လိုအပ်သောကြောင့်၊ ကွန်ပြူတာညွှန်ကြားချက်အစုံသည် ကြီးလေလေ မိုက်ခရိုပရိုဆက်ဆာကို ပိုမိုရှုပ်ထွေးစေပြီး လုပ်ဆောင်ချက်များကို ပိုမိုနှေးကွေးစေသည်။

CISC တွင် ပရိုဆက်ဆာပေါ်တွင် အလုပ်လုပ်သော ပရိုဂရမ်များဖန်တီးမှုကို ရိုးရှင်းလွယ်ကူစေမည့် အသေးစားညွှန်ကြားချက်များ ကြွယ်ဝစွာပါဝင်ပါသည်။ညွှန်ကြားချက်များကို assembly language ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး ဆော့ဖ်ဝဲလ်မှ မူလလုပ်ဆောင်သည့် ဘုံလုပ်ဆောင်ချက်အချို့ကို ဟာ့ဒ်ဝဲ ညွှန်ကြားချက်စနစ်ဖြင့် အကောင်အထည်ဖော်ပါသည်။ပရိုဂရမ်မာ၏အလုပ်သည် အလွန်လျော့ကျသွားပြီး ကွန်ပျူတာ၏လုပ်ဆောင်မှုအမြန်နှုန်းကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် ညွှန်ကြားချက်ကာလတစ်ခုစီတွင် အောက်တန်းကျသောလုပ်ဆောင်မှုများ သို့မဟုတ် လုပ်ဆောင်ချက်အချို့ကို တစ်ပြိုင်နက်လုပ်ဆောင်ပြီး ဤစနစ်ကို complex instruction system ဟုခေါ်သည်။

4 အနှစ်ချုပ်

ယနေ့ မော်တော်ကား အီလက်ထရွန်းနစ် အင်ဂျင်နီယာများအတွက် ကြီးမားသော စိန်ခေါ်မှုမှာ ကုန်ကျစရိတ် သက်သာပြီး ပြဿနာ ကင်းစင်သော မော်တော်ကား စနစ်များ ချို့ယွင်း နေသည့် အချိန်တွင်ပင် မော်တော်ယာဥ် စွမ်းဆောင်ရည် တဖြည်းဖြည်း တိုးတက် ကောင်းမွန်လာသောအခါတွင် မိုက်ခရိုကွန်ထရိုလာ များသည် စွမ်းဆောင်ရည် မြှင့်တင်ရန် မျှော်လင့်ပါသည်။ မော်တော်ကား အီလက်ထရွန်းနစ် ထိန်းချုပ်မှု ယူနစ်များ။