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17-11-2019 05:23

Il Microprocessore CPU

Il primo microprocessore, datato 1972 della INTEL, consisteva di una ALU (Arithmetic & Logical Unit) per svolgere operazioni logiche e matematiche e di una unità di elaborazione CPU (Control Processing Unit) per controllare il flusso dei dati tra ALU e circuiti esterni di supporto (general purpose).

PROCESSORE INTEL i486 DX2

L' architettura interna del microprocessore si è evoluta velocemente, esso infatti riusciva ad elaborare e movimentare un maggior numero di bit con capacità e velocità di calcolo crescenti in modo esponenziale ma, per quanto potente, nel suo chip integra solo la logica di elaborazione richiedendo la necessità di unità esterne come le memorie, gestori di segnale e dispositivi periferici per poter scambiare informazioni con l' esterno. Il compito della CPU, perciò, è quello di eseguire le istruzioni di un programma presente nella memoria centrale RAM dopo averlo prelevato dalla memoria di massa (HDD) oppure dalla ROM o ancora da altri dispositivi esterni (supporti CD, DVD, USB...etc.).

 

Il Microcontrollore MPU

 

Il microcontrollore dall' acronimo inglese MCU "Micro-Controller Unit" è un dispositivo integrato su singolo circuito elettronico, utilizzato generalmente in sistemi per applicazioni specifiche (special purpose) di controllo digitale. Nel 1975 il primo modello realizzato fu l' 8048 di INTEL con RAM e ROM incluse nel chip. Nei primi anni di sviluppo vi erano due modelli in commercio: il più economico con ROM (Read-Only Memory), esso veniva programmato dalla casa costruttrice sulle istruzioni dell' acquirente; il più costoso aveva la memoria di programma EPROM cancellabile mediante UV e riprogrammabile (vedi articolo qui).

MICROCONTROLLORE INTEL P4048H

 

 

La programmazione veniva eseguita direttamente in linguaggio macchina (basato su un alfabeto detto binario perché comprende due soli simboli, generalmente indicati con 0 e 1).

 

Infine, diamo uno sguardo alle differenze tra CPU e MCU.

Prendiamo in esempio il chip INTEL 8008 che consisteva di una ALU (Arithmetical & Logical Unit) per svolgere le operazioni logiche e matematiche e di una CPU (Control Processing Unit) per controllare il flusso di dati e indirizzi tra ALU e circuiti esterni di supporto. Per quanto potente, il microprocessore integra sul chip solo la logica di elaborazione mentre richiede sempre delle unità esterne - memorie, gestori di segnali e dispositivi periferici per poter scambiare informazioni e interagire con l'esterno.

 

Il microcontrollore è invece un sistema completo, che integra in uno stesso chip il processore, la memoria permanente, la memoria volatile e i canali (pin) di I/O, oltre ad eventuali altri blocchi specializzati. Esso è inoltre progettato per ottenere la massima autosufficienza funzionale ed ottimizzare il rapporto prezzo-prestazioni in uno specifico campo di applicazioni.

In generale, essendo concepiti per applicazioni specifiche e per l'uso in condizioni ambientali particolari che impongono limitazioni sia in termini di consumi che in termini di dissipazione di potenza, i microcontrollori presentano caratteristiche meno spinte rispetto ai microprocessori ma risultano più economici di questi ultimi sia per l'integrazione in un solo chip di una serie di componenti sia per fattori di economia di scala legati ai volumi di produzione molto più elevati.

TABELLA DI CONFRONTO MPU / CPU

Caratteristica Microcontrollore Microprocessore
Velocità massima di clock 200 MHz > 4 GHz
Capacità elaborativa massima in MegaFLOPS 200 5000
Potenza minima dissipata in watt 0.001 50
Prezzo minimo per singola unità in USD 0.5 50
Numero di pezzi venduti annualmente (in milioni) 11000 1000

 

(Fonte Wikipedia it.wikipedia.org)