Generale

Šta su mikrokontroleri i zašto biste trebali brinuti?


Mnogi ljudi računare uzimaju zdravo za gotovo. A zašto ne bi? Računari su tako brzo napredovali i s tako eksponencijalnim rastom svojih kapaciteta da su za većinu ljudi u osnovi čuda.

Pa ipak, budući da su postali tako jednostavni za upotrebu i tako temeljni za naše društvo, oni su uobičajeni element svakodnevnog života čak i tehnološki najnepismenijih među nama.

Sve ovo, rečeno je, uzmimo trenutak danas da naučimo o jednoj od tehnologija koje podupiru sve moderne računarstvo.

Mikrokontroleri jedan su od najvažnijih dijelova svakog računara; zapravo su puno zanimljiviji nego što možda mislite, a također su i korisniji.

Šta je mikrokontroler?

Na najosnovnijem nivou, mikrokontroler JE računar. Što je, iskreno, već zbunjujuće. Ali razmislite na ovaj način, svim računalima, od gigantskih mainframe-a do pametnih telefona, zajedničko je nekoliko stvari:

-sadrže CPU (centralnu procesnu jedinicu) koji izvršava programe,

-imaju spremište iz kojeg mogu učitati ove programe,

-imaju nešto RAM-a (memorija sa slučajnim pristupom) gdje se mogu pohraniti privremene informacije,

-imaju neki oblik ulaznih i izlaznih uređaja.

Laptop ili pametni telefon koji najčešće koristite za čitanje ovog članka je "računalo opće namjene", što je osnovni način da se kaže da može pokretati bilo koji od hiljada programa.

Mikrokontroleri su, s druge strane, ono što biste nazvali „računari za posebne namjene“. Umjesto da rade stotine različitih stvari, mikrokontroleri trebaju raditi samo jednu stvar i to vrlo dobro.

Kao što biste mogli očekivati ​​od ove jednostavnosti, mikrokontroleri se koriste u više industrija i aplikacija, uključujući u kući i preduzećima, automatizaciji zgrada, proizvodnji, robotici, automobilskoj industriji, rasvjeti, industrijskoj automatizaciji, pa čak i komunikacijskim tehnologijama.

Najjednostavniji od ovih mikrokontrolera olakšava rad elektromehaničkih sistema koji se nalaze u svakodnevnim praktičnim predmetima poput pećnica, mobilnih uređaja i video igara, kao i komercijalnih mašina s kojima svakodnevno komuniciramo poput pametnih brojila, bankomata i sigurnosnih sistema.

Međutim, sofisticiraniji mikrokontroleri mogu obavljati ključne funkcije u avionima, teretnim brodovima, vozilima, medicinskim sistemima i sistemima za održavanje života, robotima, pa čak i međunarodnoj svemirskoj stanici.

To je ukratko, ali veća je istina da postoji niz drugih zajedničkih karakteristika koje definiraju mikrokontrolere. Ako računalo odgovara većini ovih karakteristika, tada ga možete sa sigurnošću nazvati "mikrokontroler".

To uključuje: ugrađivanje u druge proizvode za kontrolu određene funkcije veće mašine, posvećenost jednom zadatku, postavljeni ulazni uređaj koji se nikada ne menja i, naravno, mikro.

Općenito su mikrokontroleri mali, jer je cijela poanta da ih se puno koristi zajedno i nitko ne želi vući veći računar kad bi mogao imati manji.

U većini slučajeva to je sve što zaista morate znati o tome kako mikrokontroler radi jer industrija u cjelini teži razvoju gomile upravljačkih programa niske razine gdje stručnost dolazi u razvoj aplikacije nad njima.

Ako, međutim, planirate krenuti u polje povezano sa računarom, učenje mikrokontrolera iznutra i van ekvivalentno je liječniku koji ima osnovno znanje iz anatomije.

Zašto bi vas trebalo brinuti:

Dobro, istina je da većina nas vjerovatno ne mora sve to znati.

Prošlo je 30 godina otkako je iko očekivao da čak i stručni programer zna nešto o opcijskim kodovima instrukcija, a relativno mali broj poslova zahtijeva više od najmanjeg minimuma znanja o strukturiranju izvorne datoteke na montažnom jeziku.

Ali ipak, trebali biste znati za sve ovo jer će to vremenom postati važnije.

Kako tehnologija nastavlja da napreduje, brzo ćemo doći do teoretske granice efikasnosti naših računara. Uskoro jednostavno neće biti moguće smanjiti temeljne komponente računarskog čipa.

Kada se to dogodi, sve dok ne dođe do neke vrste temeljnog pomaka u računarskoj tehnologiji, najbolji način za stvaranje novih i boljih računara bit će kreativne i inovativne kombinacije mikrokontrolera.

Ako želimo nastaviti napredovati kao društvo, morat ćemo se početi brinuti o malim čudotvornim mašinama, jer što više ljudi zna kako računalo zapravo radi, to više ljudi ima smisla kako ih učiniti boljima.

Put budućnosti ...

Budućnost drži mnoge potencijalni napredakza ovu tehnologiju. Pogledajmo samo dva od njih.

Dogovoreni procesori: Većina mikrokontrolera i njima pridruženi procesori danas su dizajnirani da budu "opće namjene" i namijenjeni su da podržavaju širok spektar aplikacija.

To je zato što je čak i kada je to nepotrebno za određenu aplikaciju, često jeftinije kupiti nadmoćni procesor nego dizajnirati program koji je specifičan za aplikaciju.

Ali sada počinjemo shvaćati cijenu ovog prekomjernog dizajna, ne samo u prostoru i materijalima, već i u ogromnom otpadu u potrošnji energije.

Istraživanja su pokazala da se u većini generičkih mašina čak i koristi manje od 60% njihovih procesora. To bi moglo značiti da ćemo se kretanjem prema naprijed poticati prema strojevima specifičnim za aplikaciju koji su uklonili potpuno neiskorištene sklopove.

Ovo aludira na budućnost u kojoj možemo stvoriti male procesore male potrošnje, specifične za aplikacije.

Plastični mikrokontroleri: Istraživači u nekim od najboljih svjetskih institucija rade na projektu usredotočenom na stvaranje jeftinih mikrokontrolera za jednokratnu upotrebu koji se štampaju na plastiku sa nivoom tačnosti od samo 2 mikrona.

Iako računski nisu napredni napredak, plastični čipovi će imati koristi od procijenjenih 90% nižih troškova IC-a od silicijskih čipova.

Plastični iver također može biti fleksibilan, tanji od ljudske dlake i bez krutih tačaka međusobnog povezivanja.

To bi moglo dovesti do nevjerojatnog novog napretka, poput fleksibilnih senzora, displeja za jednokratnu upotrebu / recikliranje, ambalaže s hranom koja vam govori kada se hrana pokvari ili čak bočica s tabletama koje vas podsjećaju da uzimate lijek.

Postoje desetine drugih poboljšanja u riječi mikrokontrolera koja su na ivici redefiniranja cijelog polja.

Više od toga, ova poboljšanja zasigurno će odrediti kako ćemo razmišljati o računarskoj snazi ​​za sljedeću deceniju, ili barem dok neko ne smisli potpuno novi način izrade računara.

Upravo zbog toga su mikrokontroleri važni.


Pogledajte video: 5 stvari koje loši ljudi govore kako bi vas naveli da mislite da je problem u vama! (Novembar 2021).