NUC975DK61Y - ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট, এমবেডেড, মাইক্রোকন্ট্রোলার - NUVOTON প্রযুক্তি কর্পোরেশন

1 মাইক্রোকন্ট্রোলার সংজ্ঞা

যেহেতু মাইক্রোকন্ট্রোলার হল গাণিতিক লজিক ইউনিট, মেমরি, টাইমার/ক্যালকুলেটর, এবং বিভিন্ন / O সার্কিট, ইত্যাদি একটি চিপে একত্রিত, একটি মৌলিক সম্পূর্ণ কম্পিউটিং সিস্টেম গঠন করে, এটি একটি একক-চিপ মাইক্রোকম্পিউটার নামেও পরিচিত।

মাইক্রোকন্ট্রোলার মেমরির প্রোগ্রামটি মাইক্রোকন্ট্রোলার হার্ডওয়্যার এবং পেরিফেরাল হার্ডওয়্যার সার্কিটের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে ব্যবহৃত হয়, এটি পিসির সফ্টওয়্যার থেকে আলাদা, এবং ফার্মওয়্যার হিসাবে মাইক্রোকন্ট্রোলার প্রোগ্রাম বলা হয়।সাধারণত, একটি মাইক্রোপ্রসেসর হল একটি একক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটে একটি সিপিইউ, যখন একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার হল একটি সিপিইউ, রম, র‌্যাম, ভিও, টাইমার ইত্যাদি সবই একটি একক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটে।সিপিইউ-এর সাথে তুলনা করলে, মাইক্রোকন্ট্রোলারের এত শক্তিশালী কম্পিউটিং শক্তি নেই, বা এতে মেমরিম্যানামেন্ট ইউনিটও নেই, যা মাইক্রোকন্ট্রোলারকে শুধুমাত্র কিছু তুলনামূলকভাবে একক এবং সাধারণ নিয়ন্ত্রণ, যুক্তিবিদ্যা এবং অন্যান্য কাজগুলি পরিচালনা করতে পারে এবং এটি সরঞ্জাম নিয়ন্ত্রণ, সেন্সর সংকেত প্রক্রিয়াকরণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এবং অন্যান্য ক্ষেত্র, যেমন কিছু গৃহ সরঞ্জাম, শিল্প সরঞ্জাম, পাওয়ার টুল ইত্যাদি।

2 মাইক্রোকন্ট্রোলারের গঠন

মাইক্রোকন্ট্রোলারে কয়েকটি অংশ থাকে: কেন্দ্রীয় প্রসেসর, মেমরি এবং ইনপুট/আউটপুট:

- কেন্দ্রীয় প্রসেসর:

অপারেটর এবং কন্ট্রোলারের দুটি প্রধান অংশ সহ কেন্দ্রীয় প্রসেসর হল MCU এর মূল উপাদান।

-অপারেটর

অপারেটর পাটিগণিত এবং লজিক্যাল ইউনিট (ALU), সঞ্চয়কারী এবং রেজিস্টার ইত্যাদি নিয়ে গঠিত। ALU এর ভূমিকা হল ইনকামিং ডেটার উপর গাণিতিক বা লজিক্যাল অপারেশন করা।ALU এই দুটি ডেটার আকার যোগ, বিয়োগ, মিল বা তুলনা করতে এবং শেষ পর্যন্ত ফলাফলটি সঞ্চয়কারীতে সংরক্ষণ করতে সক্ষম।

অপারেটরের দুটি ফাংশন রয়েছে:

(1) বিভিন্ন গাণিতিক ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করা।

(2) বিভিন্ন যৌক্তিক ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করা এবং যৌক্তিক পরীক্ষা করা, যেমন একটি শূন্য মান পরীক্ষা বা দুটি মানের তুলনা।

অপারেটর দ্বারা সম্পাদিত সমস্ত ক্রিয়াকলাপ নিয়ামক থেকে নিয়ন্ত্রণ সংকেত দ্বারা পরিচালিত হয়, এবং, যখন একটি গাণিতিক অপারেশন একটি গাণিতিক ফলাফল তৈরি করে, একটি যৌক্তিক অপারেশন একটি রায় তৈরি করে।

-নিয়ন্ত্রক

কন্ট্রোলারটি প্রোগ্রাম কাউন্টার, নির্দেশনা রেজিস্টার, নির্দেশনা ডিকোডার, টাইমিং জেনারেটর এবং অপারেশন কন্ট্রোলার ইত্যাদির সমন্বয়ে গঠিত। এটি "সিদ্ধান্ত গ্রহণকারী সংস্থা" যা কমান্ড জারি করে, অর্থাৎ সমগ্র মাইক্রোকম্পিউটার সিস্টেমের ক্রিয়াকলাপ সমন্বয় এবং নির্দেশ করে।এর প্রধান ফাংশন হল:

(1) মেমরি থেকে একটি নির্দেশ পুনরুদ্ধার করা এবং মেমরিতে পরবর্তী নির্দেশের অবস্থান নির্দেশ করা।

(2) নির্দেশনাটি ডিকোড করা এবং পরীক্ষা করা এবং নির্দিষ্ট ক্রিয়া সম্পাদনের সুবিধার্থে সংশ্লিষ্ট অপারেশন নিয়ন্ত্রণ সংকেত তৈরি করা।

(3) সিপিইউ, মেমরি এবং ইনপুট এবং আউটপুট ডিভাইসের মধ্যে ডেটা প্রবাহের দিক নির্দেশ করে এবং নিয়ন্ত্রণ করে।

মাইক্রোপ্রসেসর অভ্যন্তরীণ বাসের মাধ্যমে ALU, কাউন্টার, রেজিস্টার এবং নিয়ন্ত্রণ বিভাগকে আন্তঃসংযোগ করে এবং বহিরাগত বাসের মাধ্যমে বাহ্যিক মেমরি এবং ইনপুট/আউটপুট ইন্টারফেস সার্কিটের সাথে সংযোগ করে।বাহ্যিক বাস, যাকে সিস্টেম বাসও বলা হয়, ডেটা বাস DB, ঠিকানা বাস AB এবং কন্ট্রোল বাস CB-তে বিভক্ত এবং ইনপুট/আউটপুট ইন্টারফেস সার্কিটের মাধ্যমে বিভিন্ন পেরিফেরাল ডিভাইসের সাথে সংযুক্ত থাকে।

-স্মৃতি

মেমরিকে দুটি ভাগে ভাগ করা যায়: ডেটা মেমরি এবং প্রোগ্রাম মেমরি।

ডেটা মেমরি ডেটা সংরক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয় এবং প্রোগ্রাম স্টোরেজ প্রোগ্রাম এবং প্যারামিটার সংরক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয়।

-ইনপুট/আউটপুট - বিভিন্ন ডিভাইস লিঙ্ক করা বা ড্রাইভ করা

সিরিয়াল কমিউনিকেশন পোর্ট-এমসিইউ এবং বিভিন্ন পেরিফেরাল, যেমন UART, SPI, 12C, ইত্যাদির মধ্যে ডেটা বিনিময় করে।

3 মাইক্রোকন্ট্রোলার শ্রেণীবিভাগ

বিট সংখ্যার পরিপ্রেক্ষিতে, মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলিকে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: 4-বিট, 8-বিট, 16-বিট এবং 32-বিট।ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনে, 32-বিট অ্যাকাউন্ট 55%, 8-বিট অ্যাকাউন্ট 43%, 4-বিট অ্যাকাউন্ট 2% এবং 16-বিট অ্যাকাউন্ট 1%।

এটি দেখা যায় যে 32-বিট এবং 8-বিট মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলি বর্তমানে সর্বাধিক ব্যবহৃত মাইক্রোকন্ট্রোলার।
বিট সংখ্যার পার্থক্য ভাল বা খারাপ মাইক্রোপ্রসেসরের প্রতিনিধিত্ব করে না, বিট সংখ্যা যত বেশি হবে মাইক্রোপ্রসেসর তত ভাল হবে এবং বিট সংখ্যা যত কম হবে মাইক্রোপ্রসেসর তত খারাপ হবে না।

8-বিট MCUs বহুমুখী;তারা সহজ প্রোগ্রামিং, শক্তি দক্ষতা এবং ছোট প্যাকেজ আকার অফার করে (কিছু মাত্র ছয় পিন আছে)।কিন্তু এই মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলি সাধারণত নেটওয়ার্কিং এবং যোগাযোগ ফাংশনগুলির জন্য ব্যবহৃত হয় না।

সবচেয়ে সাধারণ নেটওয়ার্ক প্রোটোকল এবং যোগাযোগ সফ্টওয়্যার স্ট্যাক হল 16- বা 32-বিট।কিছু 8-বিট ডিভাইসের জন্য কমিউনিকেশন পেরিফেরাল উপলব্ধ, কিন্তু 16- এবং 32-বিট MCU প্রায়শই আরও দক্ষ পছন্দ।তা সত্ত্বেও, 8-বিট MCU সাধারণত বিভিন্ন নিয়ন্ত্রণ, সেন্সিং এবং ইন্টারফেস অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত হয়।

স্থাপত্যগতভাবে, মাইক্রোকন্ট্রোলারকে দুটি ভাগে ভাগ করা যায়: RISC (রিডুসড ইনস্ট্রাকশন সেট কম্পিউটার) এবং CISC (কমপ্লেক্স ইন্সট্রাকশন সেট কম্পিউটার)।

RISC হল একটি মাইক্রোপ্রসেসর যা কম ধরনের কম্পিউটার নির্দেশাবলী কার্যকর করে এবং 1980-এর দশকে MIPS মেইনফ্রেম (যেমন, RISC মেশিন) দিয়ে উদ্ভূত হয় এবং RISC মেশিনে ব্যবহৃত মাইক্রোপ্রসেসরগুলিকে একত্রে RISC প্রসেসর বলা হয়।এইভাবে, এটি একটি দ্রুত হারে অপারেশন চালাতে সক্ষম হয় (প্রতি সেকেন্ডে লক্ষ লক্ষ নির্দেশাবলী বা MIPS)।যেহেতু কম্পিউটারের প্রতিটি নির্দেশের ধরন চালানোর জন্য অতিরিক্ত ট্রানজিস্টর এবং সার্কিট উপাদানের প্রয়োজন হয়, কম্পিউটার নির্দেশনা সেট যত বড় হয় মাইক্রোপ্রসেসরকে আরও জটিল করে তোলে এবং ক্রিয়াকলাপগুলি আরও ধীরে ধীরে সম্পাদন করে।

CISC-তে মাইক্রোইনস্ট্রাকশনের একটি সমৃদ্ধ সেট রয়েছে যা প্রসেসরে চালিত প্রোগ্রাম তৈরিকে সহজ করে।নির্দেশাবলী অ্যাসেম্বলি ল্যাঙ্গুয়েজ দ্বারা গঠিত, এবং কিছু সাধারণ ফাংশন যা সফ্টওয়্যার দ্বারা বাস্তবায়িত হয় তার পরিবর্তে হার্ডওয়্যার নির্দেশ সিস্টেম দ্বারা প্রয়োগ করা হয়।এইভাবে প্রোগ্রামারের কাজ অনেক কমে যায় এবং কম্পিউটারের এক্সিকিউশন স্পিড বাড়ানোর জন্য প্রতিটি নির্দেশের সময় কিছু নিম্ন-ক্রমের অপারেশন বা অপারেশন একই সাথে প্রসেস করা হয় এবং এই সিস্টেমটিকে জটিল ইন্সট্রাকশন সিস্টেম বলা হয়।

4 সারাংশ

আজকের স্বয়ংচালিত ইলেকট্রনিক্স ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য একটি গুরুতর চ্যালেঞ্জ হল একটি কম খরচে, ঝামেলা-মুক্ত, এমনকি একটি ব্যর্থতার ক্ষেত্রেও স্বয়ংচালিত সিস্টেমগুলি কাজ করতে পারে, এই মুহুর্তে গাড়ির কর্মক্ষমতা ধীরে ধীরে উন্নত হয়, মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলি কর্মক্ষমতা বাড়াবে বলে আশা করা হচ্ছে স্বয়ংচালিত ইলেকট্রনিক নিয়ন্ত্রণ ইউনিট