Mikrocontroller vs. Mikroprozessor 1/3

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1 Mikrocontroller vs. Mikroprozessor 1/3 Kriterium Microprozessor Microcontroller Aufgaben Nur für Rechenaufgaben zuständig, I/O praktisch nur mit zusätzlichen Bausteinen Speicher GB-Bereich, erweiterbar, DRAM + Festplatte/SS- D/... Strombedarf Mittel (Laptop) bis hoch (PC, Server), spielt eine untergeordnete Rolle Leistung Möglichst hoch (bei gegebenen Kosten) I/O und Speicher zu (großen) Teilen direkt am gleichen Microchip wie die CPU Ein- Chip System /SoC (theoretisch) kb bis MB, eingeschränkt erweiterbar, SRAM + Flash (E 2 PROM) Sehr niedrig (batteriebetrieben) bis mittel (Smartphone) Niedrig bis hoch HTBLA Traun - INIT Dipl. Ing. Martin Rammerstorfer Microcontroller 1/9

2 Mikrocontroller vs. Mikroprozessor 2/3 Kriterium Microprozessor Microcontroller Echtzeitfähig Kein Kriterium Tw. Hauptkriterium Kosten Oft zweitrangig Tw. Hauptkriterium (wenige Euro bis weit unter 50 ct) Caches Standard (2-3 stufig) I.d.R keiner Einsatzdauer Gelten nach etwa 5 Jahren als veraltet Lebensdauern von über 10 Jahren, aber auch Wegwerfprodukte HTBLA Traun - INIT Dipl. Ing. Martin Rammerstorfer Microcontroller 2/9

3 Mikrocontroller vs. Mikroprozessor 3/3 Kriterium Microprozessor Microcontroller Auslegung Einsatzgebiet Allgemeine Aufgaben, beim Kauf nur grob festgelegt (Gaming PC, Server,... ) Als zentraler Teil eines Computers (Server, PC, Laptop,... ), Smartphones und Tablets sind nicht eindeutig zuordbar Hersteller Intel, AMD (x86); Oracle (SPARC) Einsatzzweck vorher bekannt, Controller darauf zugeschnitten In einem Gerät (Mikrowelle, Armbanduhr, Fernseher, Auto, Tastatur, Chipkarte,... ) Embedded Systems Texas Instruments, Microchip, Renesas, STMicroelectronics, NXP, Freescale, Infineon, Analog Devices, ARM (nur Lizenzen),... HTBLA Traun - INIT Dipl. Ing. Martin Rammerstorfer Microcontroller 3/9

4 Komponenten eines Microcontrollers 1/3 Notwendige Komponenten ALU - Addition, Subtraktion, Shift, Logik - Multiplikation (nicht bei kleinen Controllern) - Division (bei größeren Controllern) - Fließkomma (nur bei großen Controllern) Steuereinheit Register/RAM Programmspeicher HTBLA Traun - INIT Dipl. Ing. Martin Rammerstorfer Microcontroller 4/9

5 Komponenten eines Microcontrollers 2/3 Typische Komponenten Takterzeugung (intern und direkt angeschlossener externer Quarz) Flash als Programmspeicher (tw. noch E 2 PROM für Konfigurationsdaten) Watchdog als Absicherung gegen Programmabstürze Digitale I/O-Pins (meist mehrfach belegt mit Peripheriefunktionen) Mehrere Timer/Counter Externe Interrupts Kommunikationsschnittstellen (UART, I 2 C oder SPI) PWM für (quasi-)analoge Ausgabe A/D-Wandler HTBLA Traun - INIT Dipl. Ing. Martin Rammerstorfer Microcontroller 5/9

6 Komponenten eines Microcontrollers 3/3 Zusätzliche Komponenten Weitere Kommunikationsschnittstellen (CAN, LIN, IrDA, OneWire, USB,... ) Speicherbus für externen DRAM/SRAM DMA-Controller D/A-Wandler Touch-Unterstützung Komparatoren Echtzeituhr (mit externem Uhrenquarz)... HTBLA Traun - INIT Dipl. Ing. Martin Rammerstorfer Microcontroller 6/9

7 Arduino vs. STK500 1/3 Arduino STK500 Controller Atmega328 (Atmel) Atmega16 (Atmel) Peripherie 1 LED 8 LEDs, 8 Taster Programmieren USB RS232 und ISP (AVR Dragon/USB) IDE Arduino (C-ähnlich) CodeBlocks (C) Upload Arduino (avrdude) avrdude HTBLA Traun - INIT Dipl. Ing. Martin Rammerstorfer Microcontroller 7/9

8 Arduino vs. STK500 2/3 Vorteile Arduino Shields (Hardware) für jeden Einsatzzweck viele Bibliotheken und Beispiele für Programmieranfänger gedacht schnelles Prototyping verschiedene Ausführungen bei ähnlicher Programmierschnittstelle STK500 einfache I/O auf der Platine vorhanden für verschiedene Controller (Atmel) geeignet praktisch alle Controllerfunktionen verfügbar Test/Prototyp für echte Anwendungen HTBLA Traun - INIT Dipl. Ing. Martin Rammerstorfer Microcontroller 8/9

9 Arduino vs. STK500 3/3 Nachteile Arduino nicht für Produktivsysteme geeignet nur kleiner Teil der Controllerfunktionen nutzbar nicht jede Funktion (Shield) mit jeder anderen verwendbar STK500 Leistungs- eingeschränkte fähigkeit mehr Einarbeitungsaufwand und Verständnis erforderlich Studium der Dokumentation notwendig HTBLA Traun - INIT Dipl. Ing. Martin Rammerstorfer Microcontroller 9/9