माइक्रोकंट्रोलर / माइक्रोप्रोसेसर और विभिन्न बिट संस्करण, क्या अंतर है?

Question

एक सामान्य इंजीनियरिंग हॉबीस्ट के रूप में, मैं प्रत्येक दिन हर दिन माइक्रोकंट्रोलर्स की दुनिया के बारे में अधिक सीख रहा हूं। एक बार बात मैं काफी समझ में नहीं आता हालांकि एक माइक्रोकंट्रोलर के बिट संस्करण का महत्व है।

मैं कई महीनों से ATmega8 का उपयोग कर रहा हूं, और यह मेरे उद्देश्यों के लिए बहुत अच्छा काम करता है। मुझे पता है कि घड़ी की गति, मेमोरी, आईओ पिन की संख्या, संचार बसों के प्रकार आदि जैसी चीजें एक माइक्रोकंट्रोलर को एक दूसरे से कैसे अलग करती हैं। लेकिन मैं 8-बिट बनाम 16-बिट बनाम 32-बिट के महत्व को नहीं समझता। मैं समझता हूं कि एक उच्च बिट संस्करण डिवाइस को बड़ी संख्या में संग्रहीत करने की अनुमति देता है, लेकिन फिर से, यह मेरे फैसले को कैसे प्रभावित करता है? अगर मैं एक उत्पाद डिजाइन कर रहा हूं, जिसके तहत काल्पनिक परिदृश्य मैं यह तय करूंगा कि 8-बिट प्रोसेसर बस नहीं करेगा, और मुझे कुछ अधिक चाहिए।

क्या यह मानने का कोई कारण है कि ATmega8 का एक सैद्धांतिक 32-बिट संस्करण (सभी समान चीजें) 8-बिट संस्करण से बेहतर होगा (यदि ऐसा उपकरण संभव था)?

मैं बकवास बोल रहा हो सकता है, लेकिन मुझे लगता है कि यह मेरी उलझन का परिणाम है।

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— pjc50

Answer 1

यह संख्या की चौड़ाई नहीं है जिसे वह स्टोर कर सकता है, यह वह चौड़ाई है जो एकल ऑपरेशन में काम कर सकती है। कस्टमाइज (लेकिन जरूरी नहीं) इसमें देशी मेमोरी एड्रेसिंग की चौड़ाई के साथ सहसंबंध की डिग्री भी हो, और इस प्रकार स्टोरेज या बैंक स्विचिंग जैसे बदसूरत वर्कअराउंड के बिना आसानी से मैप किया जा सकता है।

आज के 32-बिट कोर अधिकांश मामलों में 8-डिज़ाइनों से बेहतर हैं (लचीलापन, फ्लैट मेमोरी मॉडल, और निश्चित रूप से प्रदर्शन), प्रमुख अपवाद विरासत प्रणाली होने के साथ, चरम मात्रा और मूल्य दबाव के साथ आवेदन (अन्यथा मूल्य निर्धारण बेहतर ढंग से सहसंबंधित होता है) कोर की चौड़ाई की तुलना में चिप मेमोरी आकार पर), और प्रक्रिया / घनत्व के दुष्प्रभाव। बाद में 5v ऑपरेशन, या संभवतः कुछ मामलों में अधिक से अधिक विकिरण कठोरता या एक सादगी लाभ जैसी चीजें प्रदान कर सकते हैं यदि सीपीयू डिजाइन को स्वयं को तर्क त्रुटियों से मुक्त साबित करने की कोशिश कर रहे हैं। कई हॉबीस्टरों के लिए मूल्य की एक अंतिम प्रक्रिया / आयु पक्ष प्रभाव यह है कि डीआईपी पैकेजों में 8-बिट कोर आम हैं, जबकि ऐसे पैकेजों में 32-बिट डिवाइस दुर्लभ हैं (हालांकि वे मौजूद हैं)।

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कार्यक्रम के अतुल्यकालिक भागों को सिंक्रनाइज़ करते समय एक एकल ऑपरेशन में यह चौड़ाई महत्वपूर्ण हो सकती है। यदि आपको 8 बिट माइक्रो पर 16 बिट मान को पढ़ने की आवश्यकता है, तो आपको संभवतः पहले इंटरप्ट को अक्षम करना होगा, जिसे आप आईएसआर प्रतिक्रिया समय कम रखने से बचना चाहते हैं।

— ndim

एक और विशेषता जहां कुछ 8-बिट माइक्रो एआरएम (सबसे लोकप्रिय 32-बिट आर्किटेक्चर) से बेहतर हो सकता है, I / O बिट ट्विडलिंग के साथ है। एक PIC 18Fxx (8-बिट) I / O स्पेस में किसी भी निर्देश के साथ किसी भी बिट को सेट या क्लियर कर सकता है, चाहे कोई भी रजिस्टर हो, जबकि एआरएम को आमतौर पर एक मल्टी-स्टेप प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। एआरएम चिप्स वर्तमान में उपलब्ध पीआईसी चिप्स की तुलना में प्रति सेकंड अधिक निर्देश चला सकते हैं (कुछ छोटे 100 मेगाहर्ट्ज पीआईसी-संगत चिप्स जो कि सीनिक्स से उपलब्ध हैं, लेकिन मुझे लगता है कि वे बंद हो गए हैं) लेकिन यहां तक ​​कि उपलब्ध पीआईसी अभी भी कुछ प्रकार के बिट-बैंग कर सकते हैं और तेज।

— सुपरकैट

कम सार्वभौमिक होने पर, कुछ ARM डिवाइसों में GPIOx_BSRR / GPIOx_BRR रजिस्टर जैसी चीजें होती हैं जिन्हें व्यक्तिगत GPIO बिट्स को सेट या क्लियर करने के लिए लिखा जा सकता है।

— क्रिस स्ट्रैटन

Answer 2

बिट मान डेटा बस या डेटा पाइप का आकार है, जिसका अर्थ है कि 8 बिट एमसीयू (अधिकांश भाग के लिए) प्रत्येक घड़ी चक्र में 0 से 255 तक के मानों के साथ ही काम कर सकता है। इसे ऐसे समझें कि प्रोसेसर में समानांतर में 8 डिजिटल लाइनें हैं। और 16-बिट में 16 लाइनें हैं, और 32-बिट में 32 लाइनें हैं। इसलिए, प्रत्येक घड़ी चक्र के लिए, यह इन डेटा लाइनों को पढ़ता है, और जितनी अधिक मात्रा में मूल्य आप प्रति घड़ी चक्र के साथ काम कर सकते हैं।

$2^8$$256$

$2^{16}$$65,536$

$2^{32}$$4,294,967,296$

बड़ी डेटा बसें भी प्रोसेसर को बड़े मेमोरी एड्रेस तक पहुंचने देती हैं।

यह गणितीय कार्यों के दौरान एक बड़ा अंतर बनाता है। एक 16-बिट संख्या आपको 8-बिट संख्याओं की तुलना में बहुत अधिक सटीकता प्रदान करती है। 16-बिट माइक्रोकंट्रोलर संख्याओं पर गणित के संचालन को संसाधित करने में भी अधिक कुशल हैं जो 8 बिट्स से अधिक हैं। एक 16-बिट माइक्रोकंट्रोलर एक पूर्णांक की आम परिभाषा की तरह, दो 16-बिट संख्याओं पर स्वचालित रूप से काम कर सकता है। लेकिन जब आप 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग कर रहे हैं, तो प्रक्रिया उतनी सीधी नहीं है। ऐसे नंबरों पर काम करने के लिए लागू किए गए कार्यों में अतिरिक्त चक्र लगेंगे। इस बात पर निर्भर करता है कि आपका आवेदन कितना गहन है और आप कितनी गणनाएँ करते हैं, यह सर्किट के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।

8 बिट और 16 बिट माइक्रोकंट्रोलर के बीच अंतर