מיקרו-בקר

מעגל משולב תוצרת אינטל, מיקרו-בקר הכולל מעבד הרץ ב-12 MHz,‏ 128 ביטים של RAM, ‏ 2048 ביטים של EPROM ו-I/O

מיקרו-בקר הינו רכיב מתוכנת, שהוא למעשה מערכת מחשב פונקציונלית שלמה, המוכללת ברכיב אלקטרוני בודד. כך ניתן למצוא בתוך הרכיב את כל המרכיבים המקובלים של מערכת מחשב, כמו יחידת עיבוד וזיכרון. כפי ששמו מרמז, מטרתו של המיקרו-בקר היא לבקר על תהליכים, ולצורך כך, נמצא במיקרו-בקרים גם רכיבי כניסות ויציאות (I/O), המשמשים לבקרה ולתקשורת עם העולם החיצוני.

מיקרו-בקרים מצויים כיום כמעט בכל מוצר המכיל אלמנט אלקטרוני/חשמלי כלשהו, כגון כלי-רכב, מכונות ביתיות ומשרדיות וצעצועים. השימוש במיקרו-בקר כמעגל משולב בודד, במקום מספר רכיבים נפרדים (מיקרו-מעבד, זכרונות ובקרי I/O), מאפשר להקטין בגודל ועלות היצור של מוצרים. מיקרו-בקרים אשר בעלי גישה לאותות מגוונים, אנלוגים ודיגיטליים נפוצים כיום, ומשלבים רכיבים אשר נשלטים על ידי מערכות שאינן דיגיטליות.

מיקרו-בקרים מסוימים משתמשים במילים בנות ארבעה בתים וקצב שעון של 4 קילו הרץ, על מנת שצריכת ההספק שלהם תהיה נמוכה. בדרך כלל תהיה להם היכולת לחזור לפונקציונליות תוך המתנה לאירוע כמו לחיצת כפתור או פסיקה אחרת. צריכת ההספק במהלך ההמתנה (שינה) תגיע עד לננו ואטים, מה שהופך רבים מהם לעמידים מבחינת החלפת בטריה. מיקרו-בקרים אחרים יכולים לשמש כמעבדים של אפליקציות ספציפיות הדורשות יכולת עיבוד מסוימת כמו עיבוד אותות (DSP), והם יהיו בעל קצבי שעון וצריכת הספק גבוהים יותר.

מבנה המיקרו-בקר

ההשוואה למיקרו-מעבד ממחישה את מהות המיקרו-בקר.

במיקרו-מעבד נמצאת יחידת העיבוד בלבד, בנוסף לזכרונות קטנים המיועדים לפעולות העיבוד בלבד: אוגרים המכילים את הנתונים עליו יתבצעו פעולות העיבוד הקרובות, או את תוצאות פעולות העיבוד האחרונות, ולעתים גם זיכרון מטמון שתפקידו היחיד הוא להאיץ את מהירות העיבוד.

לעומתו, המיקרו-בקר יכיל זיכרון המשמש לאחסון כל המידע, גם זה שאינו עובד לאחרונה או יעובד בקרוב, כמו גם את כל התוכנה אותה מריץ הבקר. המיקרו-בקר מכיל בנוסף גם רכיבי כניסה/יציאה. רכיבים אלה כוללים כניסות ויציאות דיגיטליות פשוטות, הפועלות ברמה של 0/1, לרוב יהיו גם סוגים מורכבים יותר של כניסות ויציאות, כמו כניסות ויציאות אנלוגיות או מנשקים תקשורתיים טוריים ומקביליים מסוגים שונים, הכוללים מפסקים (או כפתורים),סולנואיד, LED, ממסר, מסכי LCD קטנים, רכיבי רדיו וחיישנים אנלוגים שונים. מערכות כאלו בדרך כלל אינן כוללות מקלדת, צג, דיסקים, מדפסות או כניסות ויציאות דומות לאלו שבמחשב אישי.

פסיקות

מיקרו-בקרים חייבים לספק תגובה בזמן אמת לאירועים אשר קורים במערכת המקובצת אשר עליה הם שולטים. כאשר מתרחש אירוע מסוים, מערכת פסיקות יכולה לאותת למעבד להשהות את העיבוד של הפקודה הנוכחית ולהתחיל את שגרת הפסיקות (ISR). השגרה תבצע את העיבוד הנדרש בהתבסס על מקור הפסיקה לפני שיחזור לבצע את הפקודות הרגילות. מקורות אפשריים לפסיקות הם תלויות במכשירים במערכת המקובצתף ובדרך כלל כוללים אירועים כמו גלישה של טיימר פנימי, סיום המרת אות אנלוגי לדיגיטלי, שינוי ברמה לוגית של אחת הכניסות כמו למשל כפתור שנלחץ, וכן מידע שהתקבל באחד מערוצי התקשורת. כאשר צריכת ההספק היא חשובה, כמו במכשירים מופעלי בטריה, פסיקות יכולות להעיר את המיקרו-בקר ממצב שינה דל הספק לביצוע שגרת הפסיקה.

ראו גם

• מיקרו-בקר 8051
• מיקרו-בקר PIC
• בקר רשת אזורי

קישורים חיצוניים

• הסבר על ארכיטקטורת מיקרו-בקרים וסקירת סוגי מיקרו-בקרים שונים
• סקירת טכנולוגיות נפוצות בעולם המיקרו-בקרים ומיקרו-מעבדים

ערך זה הוא קצרמר בנושא מחשבים. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.