Qual é a diferença entre microprocessador e microcontrolador?

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Microprocessadores, microcontroladores e circuitos integrados (ICs) são os blocos de construção de todos os dispositivos eletrônicos. Eles também são considerados o coração e a alma da indústria eletrônica. Esses dispositivos podem parecer semelhantes, mas diferem em suas propriedades e funções. Muitas vezes as pessoas não entendem a diferença entre microprocessador e microcontrolador. A confusão não termina aqui; diferença de microprocessador e CPU é outro tópico de discussão. Neste artigo, veremos a comparação entre microprocessador e microcontrolador e uma explicação detalhada de todos esses termos. Além disso, você aprenderá a comparação ou diferença entre o IC e o microprocessador em detalhes. Leia este guia para ter uma melhor compreensão de como eles variam entre si.

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Qual é a diferença entre microprocessador e microcontrolador?

Continue lendo para descobrir tudo sobre a comparação e diferença entre microprocessador e microcontrolador em detalhes.

O que é Microprocessador?

Antes de saber a diferença entre microprocessador e microcontrolador, vamos aprender sobre microprocessadores. Um microprocessador é um chip que se diz ser o cérebro do computador. Também é chamada de unidade central de processamento (CPU). Este único chip pode processar todas as informações lógicas e computacionais, como adição/subtração, gerenciamento de E/S e muito mais. Ele controla todos os componentes do sistema como USB, dispositivos de E/S, monitores, memória, etc. instruções.

Quais são os componentes do microprocessador?

Um microprocessador consiste nos seguintes componentes usados para executar as instruções fornecidas:

Registradores: É o local de armazenamento temporário para execução da instrução dada. Após a execução, os dados são enviados para a fonte e apagados dos registradores.
Unidade Aritmética e Lógica: Executa operações aritméticas e lógicas como cálculos matemáticos.
Unidade de Temporização e Controle: Garante que todos os componentes internos e externos estejam trabalhando juntos em tempo e sequência.

Como funciona um microprocessador?

Um microprocessador é um chip autônomo conectado a periféricos externos, como dispositivos de E/S e unidades de memória, para executar um determinado conjunto de instruções.

Dispositivo de entrada para passar a informação do usuário para a unidade de memória.
Memória para reter as informações e realizar a função necessária.
Dispositivos de saída para exibir os resultados.

Foto de Christian Wiediger no Unsplash

Quais são os tipos de microprocessadores?

Os microprocessadores são classificados em três tipos com base:

1. Tamanho do Barramento de Dados

De acordo com o tamanho do barramento de dados, o microprocessador é classificado nos seguintes tipos:

4 bits: Esses processadores têm uma largura de caminho de dados de 4 bits. Eles entraram em uso no início dos anos 1970. Exemplos deste processador são INTEL 4004 e 4040.
8 bits: São processadores capazes de transferir 8 bits de dados ao mesmo tempo. Um exemplo deste processador é o INTEL 8085.
16 bits: São processadores capazes de transferir 16 bits de dados ao mesmo tempo. Exemplos desses processadores são INTEL 8088 e 80286.
32 bits: Esses processadores podem transferir 32 bits de dados por ciclo de clock. Exemplos desses processadores são INTEL 80386, 80486 e Pentium.

2. Aplicação

Com base na aplicação do processador, ele é categorizado nos seguintes tipos:

Processadores de uso geral (GPPs): Os processadores de uso geral (GPPs) destinam-se a aplicativos diários comuns. Por exemplo, computadores desktop, telefones celulares, INTEL 8085 e Pentium.
Microcontroladores (MCU): Microcontroladores (MCUs) são processadores com unidades de memória integradas e periféricos de E/S projetados para executar um conjunto específico de funções. Por exemplo, INTEL 8051, máquinas de lavar, impressoras de computador, etc.
Microprocessador de finalidade especial (SPM): O microprocessador de finalidade especial (SPM) é projetado para lidar com uma operação específica necessária para um aplicativo. Por exemplo, processo de sinal digital, radar e voo.

Continue lendo para aprender a comparação ou diferença entre microprocessador e microcontrolador.

3. Arquitetura

Complex Instruction Set Computer (CISC): Como o nome explica, o Complex Instruction Set Computer (CISC) usa um número mínimo de instruções por programa. Um comando executa todas as funções como carregar, avaliar e armazenar. Assim, tornando o processo complexo. Desconsidera o número de ciclos por comando. Seu foco principal é construir comandos complexos diretamente no hardware. As CPUs INTEL e AMD são baseadas em recursos CISC.
Computador de conjunto de instruções reduzido (RISC): O computador de conjunto de instruções reduzido (RISC) foi projetado como uma reação ao CISC em meados de 1980 para minimizar o tempo de desempenho reduzindo o conjunto de instruções do computador. Cada comando precisa de apenas um ciclo de clock para executar as instruções atribuídas. Isso requer que a RAM armazene mais instruções e o compilador converta comandos de linguagem de alto nível em código binário com mais eficiência. Alguns exemplos são MIPS, PowerPC, Processadores de braço, etc.

Quais são as vantagens dos microprocessadores?

Aqui está uma lista de todas as vantagens de um microprocessador:

Custo-beneficio
Inteligência Artificial (IA) e Interface Gráfica de Usuário (GUI) integradas
Portátil e de alta velocidade
Tamanho compacto
Versátil e confiável
Baixo consumo de energia e geração de calor

Quais são as desvantagens dos microprocessadores?

A seguir estão as desvantagens do microprocessador:

Exigir idioma binário
Não suporta operações de ponto flutuante
Tamanho dos dados
Incapacidade de funcionar sem dispositivos de suporte externos
Fica danificado com fonte de alimentação inadequada
Processadores single-core lentos

Quais são os prós e contras dos microprocessadores?

A seguir são mencionados alguns prós e contras do microprocessador:

Prós:

Move rapidamente os dados para vários locais
Usado para uso geral
Capaz de executar várias tarefas ao mesmo tempo

Contras:

Caro
Enorme em tamanho
Não possui RAM, ROM ou E/S conectada a ele

Continue lendo este artigo até o final para aprender a comparação ou diferença entre IC e microprocessador e entre IC e microprocessador.

O que é microcontrolador e como ele funciona?

Como parte do aprendizado da diferença entre microprocessador e microcontrolador, informe-nos sobre microcontroladores. Um microcontrolador é um dispositivo eletrônico integrado de computação crônica projetado para executar uma função específica em um sistema embarcado. Também é referido como uma unidade de microcontrolador ou MCU. Um microcontrolador inclui três componentes principais em um único chip: microprocessador, unidade de memória e periféricos de entrada e saída. Eles funcionam com a ajuda de dispositivos de suporte como temporizadores, conversores analógico para digital, entrada e saída serial e linhas comuns chamadas de barramento do sistema.

Princípio de trabalho:

Um único chip microcontrolador embutido em um sistema garante o desempenho de uma função específica em um dispositivo. Este processo envolve receber e executar dados de periféricos de entrada e saída usando o microprocessador. O microcontrolador recebe as informações temporárias em sua memória de dados, onde o processador acessa as informações e utiliza as instruções fornecidas da memória do programa para realizar a operação. Em seguida, ele usa periféricos de saída para executar a ação necessária.

Foto de Vishnu Mohanan no Unsplash

Quais são os componentes básicos de um sistema microcontrolador?

Os principais componentes do microcontrolador são:

Microprocessador: É um único chip que é denominado o cérebro do dispositivo. Ele realiza operações aritméticas e lógicas como adição/subtração, transferências de dados, operações de E/S e muito mais. Ele também permite operações que ajudam a comunicar instruções a outros componentes em um sistema integrado maior.
Memória: Esta é a parte usada como local de armazenamento dos dados, que o processador usa para executar as instruções fornecidas.
Periféricos de E/S: As portas de entrada são um meio de receber dados e enviá-los ao processador na forma de linguagem de máquina. O processador realiza as operações necessárias e instrui o dispositivo de saída externo ao microcontrolador para a execução da tarefa.

Quantos tipos de microcontroladores existem?

Os microcontroladores são classificados em diferentes tipos de acordo com:

1. Largura

A largura do barramento refere-se às linhas paralelas que conectam os componentes internos do microcontrolador. Sua função principal é transferir dados entre o processador, a unidade de memória e os periféricos de E/S. Existem três tipos de barramentos: barramento de dados, barramento de endereço e barramento de controle. Além disso, é classificado em três tipos de microcontroladores de 8 bits, 16 bits e 32 bits.

Microcontrolador de 8 bits: O microcontrolador de 8 bits consiste em uma largura de barramento com 8 bits de largura. Isso significa que ele só pode executar operações que funcionam em 8 bits em um único ciclo. Portanto, quando uma operação de 16 bits é executada, leva o dobro do tempo para executar resultados que são apenas cálculos matemáticos simples. Exemplos do microcontrolador de 8 bits são INTEL 8031/8051.
Microcontrolador de 16 bits: O microcontrolador de 16 bits consiste em uma largura de barramento de 16 bits. Diz-se que é mais eficiente e mais rápido que o microcontrolador de 8 bits, pois pode transferir e processar dados de 16 bits em um único ciclo. Ele fornece as operações mais precisas para aplicativos que exigem funções de temporizador. Por exemplo, INTEL 8051XA, PIC2X, INTEL 8096, etc.
Microcontrolador de 32 bits: O microcontrolador de 32 bits consiste em uma largura de barramento de 32 bits. Suas habilidades de desempenho são melhores do que qualquer outro microcontrolador. Embora seu consumo de energia e custo sejam mais altos, sua capacidade operacional precisa vale a pena. Ele suporta vários periféricos como USB, ethernet, barramento de rede de área de controle, etc. Um exemplo de microcontrolador de 32 bits é a família INTEL/ATMEL 251.

Você conhecerá a comparação entre microprocessador e microcontrolador mais adiante neste artigo.

2. Memória

Com base na memória, o microcontrolador é categorizado em dois tipos:

Microcontrolador de memória incorporado: O microcontrolador de memória incorporado consiste em todos os componentes incorporados em um único chip. Esses componentes incluem dados e memória de programa, interrupções, temporizadores, contadores, etc. Embora os blocos de memória em microcontroladores não sejam expansíveis, uma ROM pode ser usada para estender seu espaço.
Microcontrolador de Memória Externa: O microcontrolador de memória externa não possui um bloco de memória embutido em si mesmo. Requer o suporte de memória externa para operar. Por exemplo, o INTEL 8031 não possui chip de memória conectado a ele.

3. Arquitetura do Conjunto de Instruções

De acordo com a arquitetura do conjunto de instruções, o microcontrolador é classificado em dois tipos:

Complex Instruction Set Computer (CISC): Complex Instruction Set Computer (CISC) é um microcontrolador destinado a seguir apenas uma instrução complexa. Ele executa várias ações com apenas um comando. É um programa compacto que usa instruções grandes e muitos modos de endereço. Leva muito tempo para executar as instruções fornecidas.
Computador com Conjunto de Instruções Reduzido (RISC): O Computador com Conjunto de Instruções Reduzido (RISC) é um microcontrolador que foi desenvolvido em resposta ao CISC. Permite o processamento de instruções mais simples. Ele executa uma determinada instrução de cada vez.

Continue lendo para compreender a comparação ou diferença entre microprocessador e microcontrolador.

4. Arquitetura do microcontrolador

Com base na arquitetura do microcontrolador, o microcontrolador é classificado em dois tipos:

Microcontrolador da Arquitetura Harvard: O microcontrolador da arquitetura Harvard possui duas interfaces de memória diferentes: uma para dados/variáveis e outra para programas/instruções. O paralelismo da interface de instrução é sua característica de venda. É caro por seu design sofisticado.
Microcontrolador da arquitetura Von Neumann/Princeton: O microcontrolador da arquitetura Von Neumann/Princeton usa uma única interface para o armazenamento de dados e instruções. Embora leve tempo para executar as instruções, é econômico e conveniente.

Quais são as vantagens e desvantagens dos microcontroladores?

Uma lista de todas as vantagens do microprocessador é mencionada abaixo:

Atua como um microcomputador sem peças digitais
Fácil de usar e manter
Econômico e compacto
Executa as instruções fornecidas mais rapidamente
Temporizador de ciclo de instrução
Suporta a adição de RAM, ROM e periféricos de E/S

Lista de todas as desvantagens do microprocessador são mencionadas abaixo:

Arquitetura complexa
Incapacidade de lidar com dispositivos de alta potência devido à baixa velocidade
Executa um número limitado de funções por vez
Usado em micro equipamento, que é difícil de usar
Nem todos os microcontroladores possuem periféricos de E/S
Composto por um semicondutor de óxido metálico complementar, é propenso a danos por carga estática

Quais são os prós e contras dos microcontroladores?

Alguns dos prós e contras dos microcontroladores são mencionados abaixo:

Prós:

Funciona em dispositivos de energia armazenados
Menor consumo de energia
Encontrado em dispositivos usados regularmente

Contras:

Requer que uma pessoa seja treinada, pois se destina a um propósito específico
Eles não podem acessar a memória do programa

Agora, vamos aprender a comparação ou diferença entre microprocessador e microcontrolador e entre IC e microprocessador.

Qual é a diferença entre microprocessador e microcontrolador?

Depois de entender o microprocessador e o microcontrolador e suas propriedades, vejamos a comparação ou diferença entre microprocessador e microcontrolador.

Microprocessador
Microcontrolador
A parte principal do sistema de computador

Parte de um sistema embarcado

Consiste apenas na unidade de memória. Portanto, memória adicional e portas de E/S são necessárias
Consiste em um processador, além de sua memória interna e componentes de E/S
O circuito é grande devido à adição de componentes externos
O circuito é menor devido aos componentes disponíveis internamente
Não pode ser usado em sistemas compactos devido à sua ineficiência

Pode ser utilizado em sistemas compactos, pois é eficiente

O custo de todo o sistema é alto

O custo de todo o sistema é baixo

Seu consumo de energia é alto, por isso não pode funcionar em dispositivos de energia armazenados
Possui baixo consumo de energia. Portanto, ele funciona com baterias de energia armazenadas
Não tem modo de economia de energia

Eles têm modos para reduzir o consumo de energia chamados modo inativo ou de economia de energia
É usado apenas em computadores pessoais

É amplamente utilizado em máquinas de lavar, mp3player, calculadoras, automóveis

É baseado na arquitetura de Von Neumann

É baseado na arquitetura de Harvard

Funciona lentamente, pois cada operação requer comunicação com componentes externos
Funciona mais rápido pois a comunicação é rápida devido aos componentes presentes internamente
É complexo, com um grande número de instruções
É simples com poucas instruções
É usado para aplicações de uso geral

É usado para sistemas específicos de aplicação

Não possui RAM, ROM e outros periféricos de E/S

Tem um processador, RAM, ROM e outros periféricos embutidos em um chip
Os sistemas funcionam a uma velocidade muito alta

Os sistemas funcionam até 200 MHz ou mais, dependendo do circuito
Tem menor número de registradores, então as operações são baseadas na memória
Possui mais registradores, tornando conveniente escrever programas
Exemplos: INTEL 8085 E 8086

Exemplos: Altera, INTEL, NEC, Panasonic, etc

Através desta comparação entre microprocessador e microcontrolador, fica claro que o microprocessador é uma parte do microcontrolador com memória adicional, uma porta de E/S e outros periféricos como temporizadores, contadores, conversores analógico para digital e muito mais. Como lemos, o microprocessador também é chamado de unidade central de processamento (CPU). Certamente, é muito mais do que a CPU. Conforme você continuará lendo, você encontrará a diferença entre o IC e o microprocessador mencionada em detalhes.

O que é Unidade Central de Processamento (CPU)?

A unidade central de processamento (CPU) é considerada o cérebro do computador. Consiste em milhões de transistores. O microprocessador é o circuito que envolve a CPU. Vamos entender o que é uma CPU.

A unidade central de processamento (CPU) é a parte mais importante do sistema de computador. É essencialmente a parte do computador que realiza E/S, processamento e armazenamento de dados. Ele executa as instruções executando as operações aritméticas, lógicas e de entrada/saída do sistema. Uma CPU é muitas vezes confundida com hardware, mas a CPU é incorporada em um único chip chamado microprocessador. Uma CPU realiza suas operações em quatro etapas:

Buscar
Decodificar
Executar
Escreva de volta

Os componentes da CPU incluem Aritmética e Lógica (ALU) e Unidade de Controle (CU). A ALU realiza operações aritméticas e lógicas enquanto a UC recupera os comandos da memória, os decodifica e os executa.

Foto de Christian Wiediger no Unsplash

Como o microprocessador é diferente da CPU?

Depois de aprender a diferença entre microprocessador e microcontrolador, informe-nos sobre a diferença entre o microprocessador e a CPU. Um microprocessador inculca todas as funções de uma CPU em um único chip. Este chip é chamado de circuito integrado (IC). Além disso, também é composto por circuitos de E/S e de acesso à memória. Este chip recebe a informação, processa-a de acordo com as instruções e executa a saída em linguagem binária.

Microprocessador
CPU
É apenas a unidade central de processamento

Possui memória e E/S integradas
É usado em computadores pessoais

É usado em sistemas embarcados

Não consiste em RAM, ROM, E/S e outros periféricos
Possui RAM, ROM e outros periféricos integrados em um chip
Um meio externo é usado para conectar RAM, ROM e periféricos de E/S
A CPU usa um barramento de controle embutido
Possui uma arquitetura complexa que processa uma grande quantidade de instruções
Tem um design simples e requer o processamento de algumas instruções

Embora se entenda que a CPU é um microprocessador, nem todos os microprocessadores são CPUs. Um microprocessador é mais do que a CPU, pois contém outros processadores, como uma unidade de processador gráfico (GPU), unidade de processamento de rede (NPU) e unidade de processamento de áudio (APU). Placas de som e placas de rede também são incorporadas em microprocessadores. Antes de entender a diferença entre IC e microprocessador, vamos ver o que é exatamente IC.

O que é o Circuito Integrado (CI)?

Um circuito integrado (IC) é um mini circuito eletrônico produzido em um chip semicondutor. Um dos primeiros circuitos integrados foi criado na década de 1970. Os componentes constituintes de um circuito integrado são transistores, capacitores, resistores e diodos. Além disso, funciona como amplificador, microprocessador, microcontrolador, oscilador, temporizador, contador, porta lógica e memória de computador.

Aqui estão algumas características do IC:

Construção e Embalagem: É feito de silicone e é pequeno e frágil. Seus constituintes são ligados em fios de ouro e alumínio e posteriormente fundidos em uma caixa plana de plástico e cerâmica.
Tamanho de um IC: Está disponível em tamanhos entre 1 mm quadrado e 200 mm quadrados.
Integração IC: Os circuitos integrados recebem seus nomes à medida que se incorporam a diferentes dispositivos no mesmo chip. Da mesma forma, um microcontrolador é um circuito integrado que inclui memória, microprocessador, portas de E/S e outros periféricos no mesmo dispositivo.

Você encontrará o título mais adiante neste artigo explicando a diferença entre IC e microprocessador.

Como o microprocessador é diferente do IC?

Depois de aprender a comparação ou diferença entre microprocessador e microcontrolador, é necessário saber a diferença entre IC e microprocessador. Os microprocessadores são um tipo de CI. Diz-se que é complexo. Um microprocessador imbui as funções de uma unidade central de processamento em um único chip. Ele é projetado para um aplicativo de computador, enquanto os circuitos integrados são dispositivos de uso geral que podem ser utilizados para várias aplicações.

Os microprocessadores consistem em todos os componentes encontrados em um circuito integrado, incluindo memória, CPU, portas de E/S e seu armazenamento não volátil RAM e ROM. Estes sozinhos podem executar software em um computador sem a necessidade de qualquer dispositivo de suporte. Um circuito integrado não pode funcionar independentemente, pois possui instruções armazenadas nele mesmo. Então, esta é a diferença entre IC e microprocessador.

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Esperamos que nosso artigo tenha guiado você o suficiente para saber sobre a comparação ou diferença entre microprocessador e microcontrolador e diferença entre IC e microprocessador. Você pode nos informar qualquer dúvida ou sugestão sobre qualquer outro tópico sobre o qual queira que façamos um artigo. Deixe-os na seção de comentários abaixo para sabermos.