Teoría Básica de Microcontroladores

¿Qué es un Sistema Embebido?

Es un sistema donde su principal función no es computacional, pero es controlado por una computadora embebida en él.

En la actualidad hay sistemas embebidos en todos lados: hogar, oficina, automóvil, hospital, comunicaciones, etc.. La mayoría de las personas no se dan cuenta que los aparatos electrónicos que utilizan a diario son controlados por este tipo de sistemas.

Ejemplos de aparatos que tienen un sistema embebido: Lavadoras, fotocopiadoras, impresoras, hornos de microondas, celulares, juguetes electrónicos, alarmas, refrigeradores, video juegos, robots, etc.

Partes de un automóvil que utilizan sistemas embebidos

¿Qué es un Microprocesador?

También llamado chip lógico, es un procesador de computadora en un microchip, contiene todas las funciones de la unidad central de procesamiento. El microprocesador está diseñado para realizar operaciones aritméticas y lógicas utilizando un pequeño número de registros. Algunas de las operaciones que puede realizar son: sumas, restas, comparaciones, movimiento de datos de un registro a otro, etc.

En la actualidad se le dice CPU o microprocesador y es el corazón de cualquier computadora personal, servidores y dispositivos digitales. Los microprocesadores son de uso general.

Microprocesador i7 de Intel

Arquitectura RISC y CISC

Según avanza la tecnología, los programas son más grandes y complejos, estos demandan más velocidad de procesamiento de la información, lo que implica la necesidad de microprocesadores más rápidos y eficientes.

Las siglas de la arquitectura CISC (Complex Instruction Set Computer) significa: Computadora con un conjunto de instrucciones complejas. Esta arquitectura se caracteriza por que puede ejecutar varias operaciones en una sola instrucción (operaciones aritméticas, movimiento de datos, etc.), por lo que podemos decir que es eficiente. Algunos de los microprocesadores con esta arquitectura son: Intel x86 y Motorola 68k.

Las siglas de la arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer) significa: Computadora con un conjunto de instrucciones reducidas. Esta arquitectura se caracteriza por que ejecuta más rápido cada instrucción sencilla, por lo que se puede decir que es veloz. Algunos de los microprocesadores con estas arquitecturas son: AMD 29k, ARM, Atmel AVR y PowerPC.

Como se puede observar una arquitectura es básicamente la opuesta a la otra, mientras una se enfoca a eficiencia la otra se enfoca a velocidad.

En la actualidad los microprocesadores de última generación ya no se pueden clasificar como CISC o RISC, son una combinación de ambas debido a que se basaron en las ventajas que tienen ambas arquitecturas.

¿Qué es un Microcontrolador?

También conocido como uC, MC, MCU, básicamente es una computadora pequeña en un circuito integrado.

Está compuesto por varios bloques funcionales para cumplir una o varias tareas específicas. Estos bloques son iguales a los de una computadora personal: procesador, memoria, entradas y salidas, etc.

Es capaz de ejecutar instrucciones almacenadas en su memoria, están diseñados para aplicaciones embebidas, principalmente para automatizar el control de dispositivos como el motor de un automóvil, dispositivos médicos, controles remotos, juguetes, etc.

Por su reducido tamaño, reducido consumo y bajo costo es la opción más adecuada para control digital.

Microcontrolador vs Microprocesador

El microcontrolador es una versión especial del microprocesador, que está diseñado para ser autosuficiente y reducido en costo, el microprocesador es utilizado típicamente para uso general como una computadora personal y son más rápidos.

En el microcontrolador se integran características de un sistema con microprocesador como: CPU, ALU, Registros, RAM, I\O, etc.

Arquitectura Von Neumann

Esta arquitectura se caracteriza por tener una memoria principal donde se almacenan las instrucciones y datos de forma indistinta. Se accede a la información a través de un sistema de bus único, que consiste en el bus de dirección, datos y control.

Arquitectura Harvard

Esta arquitectura utiliza dos memorias, una para las instrucciones y otra para los datos. Ambas disponen de sus respectivos buses de direcciones, instrucciones y datos. Permite realizar operaciones de lectura y escritura simultáneamente en ambas memorias, esta arquitectura propicia el paralelismo.

Referencias

Galería

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