Mikrodenetleyici ve İşlemci nedir?

 

MİKRODENETLEYİCİLER

       Mikroişlemci ve mikrodenetleyici kavramları genellikle birbirine karıştırılmaktadır. Bir mikroişlemci sadece işlem ve hafıza birimlerinden oluşurken mikrodenetleyici hafıza, analog dijital çevirici, zamanlayıcı gibi çevre birimlerini de bulundurur.

    Mikrodenetleyici, dışarıdan gelen bir veriyi hafızasına alan, derleyen ve sonucunda da çıktı elde eden bir bilgisayardır.

    Mikrodenetleyicileri genellikle endüstriye yönelik olarak kontrol ve otomasyon işlermlerini gerçekleştirmek için tasarlanmıştır diyebiliriz(PIC, AVR, MSP430, ARM, 8051). Üzerlerinde mikroişlemcilere göre daha fazla birimi barındırırlar fakat mikroişlemcilere göre daha yavaş çalışırlar.

Mikrodenetleyici kullanımının tercih edilmesinin nedenlerini şu şekilde sıralayabiliriz:

• Küçük boyutlu
• Güç tüketimi düşük
• Düşük maliyetli
• Yüksek performanslı

Mikrodenetleyici kullanım alanları;

Mikrodenetleyicinin yapısında;

• CPU
• RAM
• ROM
• I/O Portları
• Seri ve Paralel Portlar
• Sayıcılar
• Bazılarında da A/D (Analog to Digital) ve D/A (Digital to Analog) çeviriciler bulunur.

CPU : Bir bilgisayar tüm donanımsal özelliklere sahip olsa da CPU yani bir işlemci olmadan çalışmaz. Bilgisayarların işletim sistemini ve diğer programların çalışmasını sağlayan ve birimler arasındaki veri akışını kontrol ederek veriyi işleyen donanım birimine Merkezi İşlem Birimi yani "Central Processing Unit" (CPU) denir. Yani, kısaca işlemci de denebilir. Bir bilgisayarın en önemli parçası olan CPU, transistor olarak adlandırılan yarı iletken elektronik malzemelerden oluşur. İşlemciler, kendisine verilen verilen aritmetik ve mantıksal komutları yerine getirir. Yazılım ile donanım arasında sürekli bağlantı sağlayarak tüm donanım birimlerini yönetir.

RAM :  Mikroişlemcili sistemlerde kullanılan ve genellikle çalışma verilerini ve makine kodunu depolamak için kullanılan herhangi bir sırada okunabilen ve değiştirilebilen bir tür veri deposudur. RAM teknolojik cihazların işlevselliğinin anahtarı olarak görünür.

ROM : ROM (Read Only Memory) sadece okunabilen verilerin taşındığı hafıza çipine verilen isimdir. ROM'lardaki veriler okunabilir ancak yeni veri girişi yapılamaz. Üretim aşamasında yazılan veriler sonsuza kadar bu çiplerde saklanır. 

I/O Portları : Bilgisayarımızın patronu olan CPU' nun çevre aygıtlarıyla ve devre kartları (Ses Kartı, Ethernet Kartı vs.) ile iletişim kurmak ve bu aygıtları birbirinden ayırt edebilmek için kullandığı Giriş/Çıkış (Input/Output) adresleridir. Bu adresler "port adresleri" veya "donanım adresleri" olarak da bilinir.

Sayıcılar : Giriş darbelerine bağlı olarak belirli bir durum dizisini tekrarlayan devrelere sayıcı adı verilir.

Mikrodenetleyici Nerelerde Kullanılır ?

    Mikrodenetleyiciler televizyon, radyo, otomobil, cep telefonu, bilgisayar, hobi elektroniği ve sayısız daha birçok alanda kullanılmaktadırlar. Kullanım alanlarının bir kısmı bilgisayarlar olsa da en büyük kullanım alanları gömülü sistemlerdir. Otomasyon ve kontrol sistemlerinde kullanılırlar.

Miktodenetleyici Çeşitleri : 

Von Neumann Mimarisi : Program komutarı ve veriler aynı bellekten alınarak tek bir yol üzerinden işlemciye gönderilir; önce komut, daha sonra da veri işlenir. Geçmişte bu mimari tercih edilse de şu anda yerini Harvard almıştır. Bu mimaride gecikmeler meydana gelmektedir.

Harvard Mimarisi : Genellikle bu mimari tercih edilmektedir. Verilere ve komutlara farklı yollardan ulaşılır, bu sayede çalışması daha hızlıdır.

İŞLEMCİ

    İşlemci, bilgisayar birimlerinin çalışmasını ve veri akışını kontrol etmekte olan elektronik aygıtlardır. Bilgisayarın beyni olan işlemci, gerekli işlemlerin gerçekleştirilmesini sağlamaktadır. Bilgisayar üzerinde yapılacak en ufak bir işlem bile işlemci sayesinde gerçekleşmektedir.İşlemci sadece bilgisayarda bulunmamakla birlikte televizyondan bulaşık makinesine kadar birçok makine ve cihazda yer almaktadır. 

İşlemci Çeşitleri :

Slot Tipi İşlemciler : Kasanın üzerine monte edilen işlemci tipidir. Dikdörtgen bir kart şeklindedirler. Günümüzde üretimi durdurulmuştur.

Soket Tipi İşlemciler : Anakarta takılan işlemci türüdür. Kare biçimde üretilirler. Takıldıkları anakarta mandal ile tutturulurlar.  Alt yüzeylerinde işlemcinin türüne göre bir çok pin bulunur.  Dolayısıyla işlemciler anakarta uygun bir türde alınmalıdır. 

Nasıl Çalışır?

Elektrik sinyalleri, işlemcinin içeriğinde bulunan yarı iletken devrelerde hareket etmekte ve ikilik sayı sistemi kullanılarak istenen görevi yerine getirilmektedir. İşlemcinin hafızasında komut listesi bulunmakta ve tüm komutları matematiksel işlemler ile sağlamaktadır.

Mikrodenetleyici ve İşlemci Arasındaki Farklar :

• Mikroişlemci, merkezi işlem birimidir. Sadece işlemleri yönetir ve karar verir fakat işlemleri gerçekleştiremez. Mikrodenetleyici ise içinde işlemci, hafıza, giriş/çıkış, rom, ram gibi birimleri taşıyan küçük yapıda bir bilgisayardır. Bundan dolayı tek başına işlemleri denetler ve gerçekleştir.
• Mikroişlemci, karmaşık sistemleri kontrol etme amaçlı kullanılırken mikrodenetleyici daha basit devrelerde tercih edilir.
• Mikroişlemcinin, programlanması karmaşıkken mikrodenetleyicinin programlanması daha basittir.
• Mikroişlemci fiyatı pahalıyken, mikrodenetleyici fiyatı oldukça düşüktür. Bu yüzden maliyet kriterlerine bakılarak basit sistemlerde denetleyici kullanılırken daha karmaşık sistemlerde ise işlemci kullanılmaktadır.