Différences entre circuit intégré & microprocesseur
L'introduction des circuits intégrés (CI) a révolutionné la façon dont les systèmes embarqués fonctionnent aujourd'hui. En intégrant des circuits à transistors sur une seule puce, les développeurs électroniques ont pu créer des appareils informatiques avancés comme les ordinateurs portables et les téléphones mobiles. Lorsque l'on parle du fonctionnement des systèmes embarqués, on entend souvent parler des circuits intégrés et des microprocesseurs. Mais que sont exactement ces composants, comment se différencient-ils et comment sont-ils liés aux systèmes embarqués ? Dans cet article, tu en apprendras plus sur leur relation et sur la manière dont ils ont modernisé l'industrie des systèmes embarqués.
Qu'est-ce qu'un circuit intégré ?
Dans les premiers jours, les ordinateurs étaient fabriqués avec des tubes à vide qui constituaient les circuits logiques. En raison de sa grande taille et de sa structure coûteuse, le premier ordinateur n'était pas idéal pour être utilisé par le grand public. L'invention du transistor, qui régule le flux de courant ou de tension et agit comme un interrupteur pour les signaux électroniques, a aidé à compenser ces inconvénients, mais avait encore ses propres limites.
L'invention du circuit intégré (CI) a contribué à révolutionner l'utilisation des signaux électroniques comme les transistors dans une conception beaucoup plus petite et lucrative. Le circuit intégré, parfois appelé puce ou micro-puce, est une plaquette de semi-conducteur, souvent en silicium, qui intègre une collection de circuits électroniques, y compris des résistances, des transistors, des condensateurs et des diodes, qui sont connectés ensemble pour exécuter une fonction spécifique. Un seul circuit intégré peut contenir des milliers ou des millions de circuits électroniques de ce type, selon la puissance de calcul.
Les circuits intégrés sont très importants pour la conception de systèmes intégrés, car ils ont contribué à révolutionner et à améliorer l'utilisation des circuits électroniques. Avant l'utilisation des CI, les composants tels que les transistors et les résistances étaient câblés ensemble sur un circuit imprimé. Mais avec l'introduction des CI, ces composants sont maintenant formés sur une puce individuelle plus petite.
Aujourd'hui, les circuits intégrés sont souvent utilisés dans le développement électronique et peuvent être catégorisés comme analogiques, numériques ou comme une combinaison des deux. Les CI peuvent être utilisés pour une grande variété d'objectifs, y compris les amplificateurs, les processeurs vidéo, les mémoires d'ordinateur, les commutateurs et les microprocesseurs.
Qu'est-ce qu'un microprocesseur ?
Un microprocesseur est-il donc un circuit intégré ? La réponse est oui, et il est considéré comme l'un des plus complexes de son genre. Un microprocesseur est un processeur informatique qui réunit les fonctions d'une unité centrale (CPU) sur un seul circuit intégré ou une seule puce. Il est utilisé dans un système informatique pour exécuter des tâches logiques et de calcul afin que d'autres circuits externes, y compris la mémoire ou les circuits intégrés périphériques, puissent exécuter leurs fonctions prévues.
Avant l'invention du microprocesseur, l'unité de contrôle et de traitement d'un ordinateur, le CPU, était composée de transistors et finalement de petits circuits intégrés, tous placés individuellement sur un circuit imprimé. L'invention du microprocesseur a permis d'intégrer de tels composants sur une seule puce et de réduire ainsi la taille de telles technologies.
En général, les microprocesseurs sont utilisés dans des applications où la tâche n'est pas prédéfinie, comme les ordinateurs ou les jeux vidéo, où la tâche dépend de l'utilisateur. Dans ces cas, les microprocesseurs sont adaptés car ils supportent une grande variété d'applications de calcul.
Comment les circuits intégrés et les microprocesseurs font avancer les systèmes embarqués
Les circuits intégrés ont ouvert la voie aux systèmes embarqués avancés que nous connaissons et utilisons aujourd'hui. Les puces semi-conductrices utilisées dans les appareils tels que les smartphones, les tablettes ou les ordinateurs portables sont toutes des circuits intégrés qui fournissent au système les circuits électroniques nécessaires à l'exécution de la fonction prévue.
Les microprocesseurs, en particulier, sont des circuits intégrés de base que les ingénieurs en systèmes embarqués utilisent souvent dans les conceptions embarquées. Le microprocesseur est utilisé pour contrôler les fonctions de l'unité centrale d'un système embarqué qui exécute des tâches telles que la récupération et le décodage des instructions de la mémoire principale et l'utilisation de ces instructions pour effectuer des opérations arithmétiques et logiques pour d'autres dispositifs de mémoire ou d'entrée/sortie.
Dépannage et développement de systèmes embarqués avec des circuits intégrés
Les circuits intégrés, tels que les microprocesseurs, ont besoin d'un protocole de communication pour "parler" et échanger des données avec différents composants ou même d'autres circuits intégrés au sein d'un système. Les microprocesseurs utilisent souvent des protocoles comme I2C, SPI ou USB pour échanger des données. Avec autant de parties interconnectées, y compris le microprocesseur/microcontrôleur, les modules de mémoire et les périphériques d'E/S, le développement et la conception de systèmes embarqués peuvent représenter un défi. Il est important de s'assurer que chacun de ces composants fonctionne ensemble pour créer un système qui fonctionne correctement.
Pour déterminer si chaque composant fonctionne comme prévu, les adaptateurs d'hôte et les analyseurs de protocole sont des outils utiles qui permettent aux ingénieurs de tester et de déboguer les systèmes afin de vérifier leurs performances. En utilisant ces outils, les utilisateurs peuvent facilement émuler des appareils maîtres ou esclaves, programmer rapidement la mémoire et surveiller le bus pour trouver des erreurs de communication.
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Conclusion
Les circuits intégrés et les microprocesseurs font tous deux partie intégrante de la compréhension et de la création de systèmes embarqués. Les circuits intégrés nous ont permis de mettre à l'échelle la manière dont nous utilisons et intégrons les transistors et autres circuits électroniques dans les conceptions électroniques. Et sans circuits intégrés, les microprocesseurs n'existeraient pas. Les microprocesseurs nous permettent d'intégrer la fonctionnalité du CPU dans les appareils, ce qui permet à nos appareils quotidiens d'effectuer des calculs et des tâches avancés. Alors que ces composants nous facilitent la vie, la création de systèmes fonctionnant avec succès peut être un défi. Avec les bons outils de débogage et de développement pour tester et valider les systèmes, ces processus peuvent être simplifiés.