¿Cuál es la diferencia entre microprocesador y microcontrolador?

Los microprocesadores, los microcontroladores y los circuitos integrados (IC) son los componentes básicos de todos los dispositivos electrónicos. También se dice que son el corazón y el alma de la industria electrónica. Estos dispositivos pueden sonar similares pero difieren en sus propiedades y funciones. A menudo, las personas no comprenden la diferencia entre microprocesador y microcontrolador. La confusión no termina aquí; La diferencia entre microprocesador y CPU es otro tema de discusión. En este artículo veremos la comparación entre microprocesador y microcontrolador y una explicación detallada de todos estos términos. Además, aprenderá en detalle la comparación o diferencia entre IC y microprocesador. Lea esta guía para tener una mejor comprensión de cómo varían entre sí.

Tabla de contenido

¿Cuál es la diferencia entre microprocesador y microcontrolador?

Siga leyendo para descubrir todo sobre la comparación y la diferencia entre el microprocesador y el microcontrolador en detalle.

¿Qué es el microprocesador?

Antes de conocer la diferencia entre microprocesador y microcontrolador, aprendamos sobre los microprocesadores. Un microprocesador es un chip que se dice que es el cerebro de la computadora. También se le llama unidad central de procesamiento (CPU). Este único chip puede procesar toda la información lógica y computacional, como sumas/restas, gestión de E/S y mucho más. Controla todos los componentes del sistema como USB, dispositivos de E/S, monitores, memoria, etc. Para realizar las instrucciones dadas por los usuarios, obtiene los datos, los decodifica del lenguaje de alto nivel al lenguaje de máquina y luego ejecuta el comando dado. instrucciones.

¿Cuáles son los componentes del microprocesador?

Un microprocesador consta de los siguientes componentes que se utilizan para realizar las instrucciones dadas:

Registros: Es la ubicación de almacenamiento temporal para ejecutar la instrucción dada. Después de la ejecución, los datos se envían a la fuente y se borran de los registros.
Unidad Aritmética y Lógica: Realiza operaciones aritméticas y lógicas como cálculo matemático.
Unidad de sincronización y control: garantiza que todos los componentes internos y externos funcionen juntos en tiempo y secuencia.

¿Cómo funciona un microprocesador?

Un microprocesador es un chip independiente conectado con periféricos externos como dispositivos de E/S y unidades de memoria para ejecutar un conjunto determinado de instrucciones.

Dispositivo de entrada para pasar la información del usuario a la unidad de memoria.
Memoria para retener la información y realizar la función requerida.
Dispositivos de salida para mostrar los resultados.

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¿Cuáles son los tipos de microprocesadores?

Los microprocesadores se clasifican en tres tipos sobre la base:

1. Tamaño del bus de datos

Según el tamaño del bus de datos, el microprocesador se clasifica en los siguientes tipos:

4 bits: estos procesadores tienen un ancho de ruta de datos de 4 bits. Entraron en uso a principios de la década de 1970. Ejemplos de este procesador son INTEL 4004 y 4040.
8 bits: Estos son procesadores capaces de transferir 8 bits de datos al mismo tiempo. Un ejemplo de este procesador es INTEL 8085.
16 bits: Estos son procesadores capaces de transferir 16 bits de datos al mismo tiempo. Ejemplos de estos procesadores son INTEL 8088 y 80286.
32 bits: estos procesadores pueden transferir 32 bits de datos por ciclo de reloj. Ejemplos de estos procesadores son INTEL 80386, 80486 y pentium.

2. Aplicación

Según la aplicación del procesador, se clasifica en los siguientes tipos:

Procesadores de propósito general (GPP): los procesadores de propósito general (GPP) están destinados a aplicaciones diarias comunes. Por ejemplo, computadoras de escritorio, teléfonos móviles, INTEL 8085 y Pentium.
Microcontroladores (MCU): Los microcontroladores (MCU) son procesadores con unidades de memoria incorporadas y periféricos de E/S diseñados para ejecutar un conjunto particular de funciones. Por ejemplo, INTEL 8051, lavadoras, impresoras de computadora, etc.
Microprocesador de propósito especial (SPM): El microprocesador de propósito especial (SPM) está diseñado para manejar una operación particular requerida para una aplicación. Por ejemplo, proceso de señal digital, radar y vuelo.

Siga leyendo para conocer la comparación o diferencia entre microprocesador y microcontrolador.

3. Arquitectura

Computadora de conjunto de instrucciones complejas (CISC): como su nombre lo explica, la computadora de conjunto de instrucciones complejas (CISC) utiliza una cantidad mínima de instrucciones por programa. Un comando realiza todas las funciones como cargar, evaluar y almacenar. Por lo tanto, hacer que el proceso sea complejo. Ignora el número de ciclos por comando. Su enfoque principal es crear comandos complejos directamente en el hardware. Las CPU INTEL y AMD se basan en características CISC.
Computadora con conjunto de instrucciones reducido (RISC): la computadora con conjunto de instrucciones reducido (RISC) se diseñó como una reacción a CISC a mediados de 1980 para minimizar el tiempo de rendimiento al reducir el conjunto de instrucciones de la computadora. Cada comando necesita solo un ciclo de reloj para ejecutar las instrucciones asignadas. Esto requiere que la RAM almacene más instrucciones y que el compilador convierta los comandos de lenguaje de alto nivel a código binario de manera más eficiente. Algunos ejemplos son MIPS, PowerPC, Arm Processors, etc.

¿Cuáles son las ventajas de los microprocesadores?

Aquí hay una lista de todas las ventajas de un microprocesador:

Económico
Inteligencia artificial (IA) e interfaz gráfica de usuario (GUI) integradas
Portátil y de alta velocidad
De tamaño compacto
Versátil y confiable
Bajo consumo de energía y generación de calor.

¿Cuáles son las desventajas de los microprocesadores?

Las siguientes son las desventajas del microprocesador:

Requerir lenguaje binario
No admite operaciones de punto flotante
Tamaño de los datos
Incapacidad para funcionar sin dispositivos de apoyo externos
Se daña con una fuente de alimentación incorrecta
Procesadores lentos de un solo núcleo

¿Cuáles son los pros y los contras de los microprocesadores?

A continuación se mencionan algunos pros y contras del microprocesador:

Ventajas:

Mueve rápidamente los datos a varias ubicaciones
Utilizado para fines generales
Capaz de realizar varias tareas a la vez

Contras:

Caro
enorme en tamaño
No tiene RAM, ROM o E/S conectadas.

Continúe leyendo este artículo hasta el final para conocer la comparación o diferencia entre IC y microprocesador y entre IC y microprocesador.

¿Qué es un microcontrolador y cómo funciona?

Como parte del aprendizaje de la diferencia entre microprocesador y microcontrolador, infórmenos sobre los microcontroladores. Un microcontrolador es un dispositivo informático crónico electrónico integrado diseñado para realizar una función específica en un sistema integrado. También se conoce como unidad de microcontrolador o MCU. Un microcontrolador incluye tres componentes principales en un solo chip: microprocesador, unidad de memoria y periféricos de entrada y salida. Estos funcionan con la ayuda de dispositivos de soporte como temporizadores, convertidores de analógico a digital, entrada y salida en serie y líneas comunes llamadas bus del sistema.

Principio de funcionamiento:

Un solo chip de microcontrolador integrado dentro de un sistema garantiza el desempeño de una función particular en un dispositivo. Este proceso implica recibir y ejecutar datos de periféricos de entrada y salida utilizando el microprocesador. El microcontrolador recibe la información temporal en su memoria de datos, donde el procesador accede a la información y utiliza las instrucciones dadas desde la memoria del programa para realizar la operación. Luego, utiliza periféricos de salida para ejecutar la acción requerida.

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¿Cuáles son los componentes básicos de un sistema de microcontrolador?

Los componentes principales del microcontrolador son:

Microprocesador: Es un solo chip que se denomina el cerebro del dispositivo. Realiza operaciones aritméticas y lógicas como sumas/restas, transferencias de datos, operaciones de E/S y mucho más. También permite operaciones que ayudan a comunicar instrucciones a otros componentes en un sistema integrado más grande.
Memoria: Esta es la parte utilizada como ubicación de almacenamiento de los datos, que el procesador utiliza para llevar a cabo las instrucciones dadas.
Periféricos de E/S: Los puertos de entrada son un medio para recibir datos y enviarlos al procesador en forma de lenguaje de máquina. El procesador realiza las operaciones necesarias e instruye al dispositivo de salida externo al microcontrolador para la ejecución de la tarea.

¿Cuántos tipos de microcontroladores hay?

Los microcontroladores se clasifican en diferentes tipos según:

1. Ancho

Bus Width se refiere a las líneas paralelas que conectan los componentes internos del microcontrolador. Su función principal es transferir datos entre el procesador, la unidad de memoria y los periféricos de E/S. Hay tres tipos de buses: bus de datos, bus de direcciones y bus de control. Además, se clasifica en tres tipos de microcontroladores de 8 bits, 16 bits y 32 bits.

Microcontrolador de 8 bits: el microcontrolador de 8 bits consta de un ancho de bus de 8 bits de ancho. Esto significa que solo puede realizar operaciones que funcionan en 8 bits en un solo ciclo. Por lo tanto, cuando se realiza una operación de 16 bits, se necesita el doble de tiempo para ejecutar resultados que son simples cálculos matemáticos. Ejemplos del microcontrolador de 8 bits son INTEL 8031/8051.
Microcontrolador de 16 bits: el microcontrolador de 16 bits consta de un ancho de bus de 16 bits de ancho. Se dice que es más eficiente y rápido que el microcontrolador de 8 bits, ya que puede transferir y procesar datos de 16 bits en un solo ciclo. Proporciona las operaciones más precisas para aplicaciones que requieren funciones de temporizador. Por ejemplo, INTEL 8051XA, PIC2X, INTEL 8096, etc.
Microcontrolador de 32 bits: el microcontrolador de 32 bits consta de un ancho de bus de 32 bits de ancho. Sus capacidades de rendimiento son mejores que cualquier otro microcontrolador. Aunque su consumo de energía y su costo son más altos, su capacidad operativa precisa hace que valga la pena. Admite múltiples periféricos como USB, ethernet, bus de red de área de control, etc. Un ejemplo de un microcontrolador de 32 bits es la familia INTEL/ATMEL 251.

Conocerá la comparación entre microprocesador y microcontrolador más adelante en este artículo.

2. Memoria

Sobre la base de la memoria, el microcontrolador se clasifica en dos tipos:

Microcontrolador de memoria integrado: el microcontrolador de memoria integrado consta de todos los componentes integrados en un solo chip. Estos componentes incluyen datos y memoria de programa, interrupciones, temporizadores, contadores, etc. Aunque los bloques de memoria en los microcontroladores no se pueden expandir, se puede usar una ROM para ampliar su espacio.
Microcontrolador de memoria externa: el microcontrolador de memoria externa no tiene un bloque de memoria incrustado en sí mismo. Requiere el apoyo de una memoria externa para funcionar. Por ejemplo, el INTEL 8031 no tiene un chip de memoria adjunto.

3. Arquitectura del conjunto de instrucciones

Según la arquitectura del conjunto de instrucciones, el microcontrolador se clasifica en dos tipos:

Computadora con conjunto de instrucciones complejas (CISC): La computadora con conjunto de instrucciones complejas (CISC) es un microcontrolador diseñado solo para seguir una instrucción compleja. Realiza varias acciones con un solo comando. Es un programa compacto que usa instrucciones grandes y muchos modos de dirección. Se necesita mucho tiempo para realizar las instrucciones dadas.
Computadora con conjunto de instrucciones reducido (RISC): La computadora con conjunto de instrucciones reducido (RISC) es un microcontrolador que se desarrolló en respuesta a CISC. Permite el procesamiento de instrucciones más simples. Ejecuta una instrucción dada a la vez.

Siga leyendo para comprender la comparación o diferencia entre microprocesador y microcontrolador.

4. Arquitectura del microcontrolador

Sobre la base de la arquitectura del microcontrolador, el microcontrolador se clasifica en dos tipos:

Microcontrolador de arquitectura Harvard: el microcontrolador de arquitectura Harvard tiene dos interfaces de memoria diferentes: una para datos/variables y otra para programas/instrucciones. El paralelismo de la interfaz de instrucciones es su característica de venta. Es caro para su diseño sofisticado.
Microcontrolador de arquitectura Von Neumann/Princeton: el microcontrolador de arquitectura Von Neumann/Princeton utiliza una sola interfaz para el almacenamiento de datos e instrucciones. Aunque lleva tiempo ejecutar las instrucciones, es rentable y conveniente.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los microcontroladores?

A continuación se menciona una lista de todas las ventajas del microprocesador:

Actúa como una microcomputadora sin partes digitales.
facil de usar y mantener
Rentable y compacto
Realiza las instrucciones dadas más rápido.
Temporizador de ciclo de instrucciones
Admite la adición de periféricos de RAM, ROM y E/S

La lista de todas las desventajas del microprocesador se mencionan a continuación:

Arquitectura compleja
Incapacidad para manejar dispositivos de alta potencia debido a la baja velocidad
Realiza un número limitado de funciones a la vez
Utilizado en micro equipos, que es difícil de usar.
No todos los microcontroladores tienen periféricos de E/S
Compuesto por un semiconductor de óxido de metal complementario, es propenso a sufrir daños por carga estática.

¿Cuáles son los pros y los contras de los microcontroladores?

Algunas de las ventajas y desventajas de los microcontroladores se mencionan a continuación:

Ventajas:

Funciona en dispositivos de energía almacenada
Menos consumo de energía
Se encuentra en dispositivos de uso regular

Contras:

Requiere que una persona esté capacitada, ya que está destinada a un propósito específico
No pueden acceder a la memoria del programa.

Ahora, pasemos a aprender la comparación o diferencia entre microprocesador y microcontrolador y entre IC y microprocesador.

¿Cuál es la diferencia entre microprocesador y microcontrolador?

Después de comprender el microprocesador y el microcontrolador y sus propiedades, veamos la comparación o diferencia entre el microprocesador y el microcontrolador.

Microprocesador
microcontrolador
La parte principal del sistema informático.

Parte de un sistema embebido

Consta únicamente de la unidad de memoria. Por lo tanto, se requieren puertos de E/S y memoria adicional
Consta de un procesador además de su memoria interna y componentes de E/S
El circuito es grande debido a la adición de componentes externos.
El circuito es más pequeño debido a los componentes disponibles internamente
No se puede utilizar en sistemas compactos por su ineficiencia

Se puede utilizar en sistemas compactos, ya que es eficiente

El costo de todo el sistema es alto.

El costo de todo el sistema es bajo.

Su consumo de energía es alto, por lo que no puede funcionar en dispositivos de energía almacenada
Tiene bajo consumo de energía. Por lo tanto, funciona con baterías de energía almacenada.
No tiene modo de ahorro de energía

Tienen modos para reducir el consumo de energía llamados modo inactivo o ahorro de energía
Solo se usa en computadoras personales.

Es ampliamente utilizado en lavadoras, reproductores de mp3, calculadoras, automóviles.

Se basa en la arquitectura de Von Neumann.

Se basa en la arquitectura de Harvard.

Funciona lentamente, ya que cada operación requiere comunicación con componentes externos.
Funciona más rápido ya que la comunicación es rápida debido a los componentes presentes internamente.
Es complejo, con una gran cantidad de instrucciones.
Es simple con pocas instrucciones.
Se utiliza para aplicaciones de propósito general.

Se utiliza para sistemas específicos de aplicación.

No tiene RAM, ROM y otros periféricos de E/S

Tiene un procesador, RAM, ROM y otros periféricos integrados en un chip.
Los sistemas funcionan a una velocidad muy alta.

Los sistemas funcionan hasta 200MHz o más dependiendo del circuito
Tiene menos número de registros, por lo que las operaciones están basadas en memoria.
Tiene más registros, por lo que es conveniente escribir programas.
Ejemplos: INTEL 8085 Y 8086

Ejemplos: Altera, INTEL, NEC, Panasonic, etc.

A través de esta comparación entre microprocesador y microcontrolador, queda claro que el microprocesador es una parte del microcontrolador con memoria adicional, un puerto de E/S y otros periféricos como temporizadores, contadores, convertidores de analógico a digital y más. Como leemos, el microprocesador también se denomina unidad central de procesamiento (CPU). Ciertamente, es mucho más que la CPU. A medida que siga leyendo, encontrará la diferencia entre IC y microprocesador mencionada en detalle.

¿Qué es la Unidad Central de Procesamiento (CPU)?

La unidad central de procesamiento (CPU) se considera el cerebro de la computadora. Se compone de millones de transistores. El microprocesador es el circuito que rodea a la CPU. Entendamos qué es una CPU.

La unidad central de procesamiento (CPU) es la parte más importante del sistema informático. Es esencialmente la parte de la computadora que realiza E/S, procesamiento y almacenamiento de datos. Ejecuta las instrucciones ejecutando las operaciones aritméticas, lógicas y de entrada/salida del sistema. Una CPU a menudo se confunde con hardware, pero la CPU está integrada en un solo chip llamado microprocesador. Una CPU realiza sus operaciones en cuatro pasos:

Buscar
Descodificar
Ejecutar
Respóndeme

Los componentes de la CPU incluyen Aritmética y Lógica (ALU) y Unidad de Control (CU). ALU realiza operaciones aritméticas y lógicas mientras que CU recupera comandos de la memoria, los decodifica y los ejecuta.

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¿En qué se diferencia el microprocesador de la CPU?

Después de conocer la diferencia entre microprocesador y microcontrolador, infórmenos sobre la diferencia entre microprocesador y CPU. Un microprocesador inculca todas las funciones de una CPU en un solo chip. Este chip se llama circuito integrado (IC). Además de esto, también consta de circuitos de E/S y de acceso a la memoria. Este chip recibe información, la procesa de acuerdo con las instrucciones y ejecuta la salida en lenguaje binario.

Microprocesador
UPC
Es solo la unidad central de procesamiento.

Tiene memoria y E/S integradas juntas
Se utiliza en computadoras personales.

Se utiliza en sistemas embebidos.

No consta de RAM, ROM, E/S y otros periféricos
Tiene RAM, ROM y otros periféricos integrados en un chip
Se utiliza un medio externo para conectar la RAM, la ROM y los periféricos de E/S.
La CPU utiliza un bus de control incorporado
Tiene una arquitectura compleja que procesa una gran cantidad de instrucciones.
Tiene un diseño simple y requiere procesar algunas instrucciones.

Aunque se entiende que la CPU es un microprocesador, no todos los microprocesadores son CPU. Un microprocesador es más que la CPU, ya que contiene otros procesadores como una unidad de procesamiento de gráficos (GPU), una unidad de procesamiento de red (NPU) y una unidad de procesamiento de audio (APU). Las tarjetas de sonido y las tarjetas de red también están integradas en los microprocesadores. Antes de entender la diferencia entre IC y microprocesador, veamos qué es exactamente IC.

¿Qué es el Circuito Integrado (CI)?

Un circuito integrado (IC) es un mini circuito electrónico producido en un chip semiconductor. Uno de los primeros circuitos integrados se creó en la década de 1970. Los componentes que constituyen un circuito integrado son transistores, condensadores, resistencias y diodos. Además, funciona como amplificador, microprocesador, microcontrolador, oscilador, temporizador, contador, puerta lógica y memoria de computadora.

Aquí hay algunas características del IC:

Construcción y Embalaje: Está hecho de silicona y es pequeño y frágil. Sus componentes se unen en alambres de oro y aluminio y luego se moldean en una caja plana de plástico y cerámica.
Tamaño de un IC: Está disponible en tamaños entre 1 mm cuadrado y 200 mm cuadrados.
Integración de circuitos integrados: los circuitos integrados obtienen sus nombres cuando se integran en diferentes dispositivos en el mismo chip. Por ejemplo, un microcontrolador es un circuito integrado que incluye memoria, microprocesador, puertos de E/S y otros periféricos en el mismo dispositivo.

Encontrará el encabezado más adelante en este artículo que explica la diferencia entre IC y microprocesador.

¿En qué se diferencia el microprocesador del IC?

Después de aprender la comparación o diferencia entre microprocesador y microcontrolador, es necesario conocer la diferencia entre IC y microprocesador. Los microprocesadores son un tipo de IC. Se dice que es complejo. Un microprocesador imbuye las funciones de una unidad central de procesamiento en un solo chip. Está diseñado para una aplicación informática, mientras que los circuitos integrados son dispositivos de propósito general que se pueden utilizar para diversas aplicaciones.

Los microprocesadores constan de todos los componentes que se encuentran en un circuito integrado, incluida la memoria, la CPU, los puertos de E/S y su memoria RAM y ROM de almacenamiento no volátil. Estos solos pueden ejecutar software en una computadora sin el requisito de ningún dispositivo de soporte. Un circuito integrado no puede funcionar de forma independiente ya que tiene instrucciones almacenadas en sí mismo. Entonces, esta es la diferencia entre IC y microprocesador.

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Esperamos que nuestro artículo lo haya guiado lo suficiente para conocer la comparación o diferencia entre microprocesador y microcontrolador y la diferencia entre IC y microprocesador. Puedes hacernos saber cualquier duda o sugerencia sobre cualquier otro tema sobre el que quieras que hagamos un artículo. Déjalos en la sección de comentarios a continuación para que los sepamos.