O‘zbеkistоn rеspublikаsi оliy tа’lim fan vа innovatsiyalar vаzirligi abu rayhon beruniy nоmidаgi

Mikrokontroller (mikrokontroller birligi uchun MCU) – bu bitta metall oksidi-yarimo'tkazgich (MOS) vlsi integral mikrosxemasi (IC) chipidagi kichik kompyuter. Mikrokontroller bir yoki bir nechtasini o'z ichiga oladi CPU (protsessor yadrolari) xotira va dasturlashtiriladigan kirish/chiqish tashqi qurilmalari bilan birga. Ferroelektrik operativ xotira shaklida dastur xotira, na flash yoki OTP ROM ham tez-tez yonga kiritilgan, RAM, shuningdek, bir kichik miqdori. Mikrokontrollerlar ishlatilgan mikroprotsessorlardan farqli o'laroq, o'rnatilgan dasturlar uchun mo'ljallangan shaxsiy kompyuterlar yoki turli xil diskret chiplardan iborat boshqa umumiy maqsadli dasturlar.
Zamonaviy terminologiyada mikrokontroller chipdagi tizimga (SoC) o'xshash, ammo unchalik murakkab emas. SoC tashqi mikrokontroller chiplarini anakart komponentlari sifatida ulashi mumkin, ammo SoC odatda rivojlangan tashqi qurilmalarni birlashtiradi grafik ishlov berish birligi (GPU) va simsiz interfeys tekshiruvi uning ichki mikrokontroller birligi davrlari sifatida.
Mikrokontrollerlar - bu qurilmalarda, implantlarda, masofadan boshqarishda, ofislarda, uskunalarda, elektr jihozlarida, avtomatik o'chirgichlarda va boshqa qurilmalarda avtomobil dvigatellari kabi avtomatik boshqariladigan qurilmalar va qurilmalar. Alohida mikroprotsessor, xotira va kirish / chiqish dizayni bilan mikrokontrollerlar hajmi va narxini kamaytirish orqali ko'proq uskunalar va jarayonni boshqarishni tejaydi. Raqamli bo'lmagan elektron qurilmalar uchun zarur bo'lgan analog komponentlarni birlashtirgan aralash signal mikrokontrollerlari keng tarqalgan. Narsalar Interneti kontekstida mikrokontrollerlar ma'lumotlarni to'plash, sezish va jismoniy dunyoni yo'ldan uzoqlashtirish uchun iqtisodiy va mashhur vositadir.
Ba'zi mikrokontrollerlar to'rt bitli so'zlardan foydalanishi va kam 4 kHz uchun 4 kHz gacha bo'lgan chastotalarda ishlashi mumkin (bitta raqamli millivat yoki mikroto'lqinli pechlar). Ular, odatda, tugmachani bosish yoki boshqa uzilish kabi hodisani kutish paytida funksionallikni saqlab qolish qobiliyatiga ega; uxlash paytida quvvat sarfi (CPU soati va aksariyat tashqi qurilmalar o'chirilgan) shunchaki nanovatt bo'lishi mumkin, bu ularning aksariyatini batareyaning uzoq muddatli dasturlari uchun juda mos keladi. Boshqa mikrokontrollerlar ishlash uchun muhim rollarga xizmat qilishi mumkin, bu erda ular ko'proq raqamli signal protsessori (DSP) kabi harakat qilishlari kerak, soat tezligi va quvvat sarfi yuqori.
Birinchi ko'p chipli mikroprotsessorlar, to'rt fazali tizimlar AL1 1969-yilda va Garrett AiResearch MP944 1970-yilda bir nechta MOS LSI chiplari bilan ishlab chiqilgan. Birinchi bitta chipli mikroprotsessor bu edi Intel 4004, bitta MOS lsi chipida 1971-yilda chiqarilgan. U tomonidan ishlab chiqilgan Federiko Faggin, uning yordamida kremniy darvozasi mos texnologiyasi, Intel muhandislari bilan birga Marcian Hoff va Sten Mazorva Busicom muhandis Masatoshi Shima.[1] Undan keyin 4-bit Intel 4040, 8-bit Intel 8008 va 8-bit Intel 8080. Ushbu protsessorlarning barchasi ishchi tizimni, shu jumladan xotira va periferik interfeys chiplarini amalga oshirish uchun bir nechta tashqi chiplarni talab qildi. Natijada, tizimning umumiy qiymati bir necha yuz (1970-yillar AQSh) dollarni tashkil etdi va bu kichik jihozlarni iqtisodiy jihatdan Kompyuterlashtirishni imkonsiz qildi.
MOS Technology uning sub-$100 mikroprotsessorlar joriy 1975, the 6501 va 6502. Ularning asosiy maqsadi ushbu xarajat to'sig'ini kamaytirish edi, ammo bu mikroprotsessorlar hali ham tashqi qo'llab-quvvatlash, xotira va periferik chiplarni talab qilar edi, bu esa tizimning umumiy narxini yuzlab dollarlarda ushlab turardi.

Rivojlanish tahrir manbasini tahrirlash

Bitta kitobda ti muhandislari Gari Boone va Maykl Kokran 1971-yilda birinchi mikrokontrollerning muvaffaqiyatli yaratilishi bilan. Ularning ishlarining natijasi TMS 1000 edi, u 1974-yilda savdo sifatida mavjud bo'ldi. U bitta chipda faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira, o'qish/yozish xotirasi, protsessor va soatni birlashtirdi va o'rnatilgan tizimlarga yo'naltirilgan edi.[2]
1970-yillarning boshidan o'rtalariga qadar Yapon elektronika ishlab chiqaruvchilari avtomobillar uchun mikrokontrollerlar, shu jumladan avtomobil ichidagi o'yin-kulgi uchun 4-bitli MCU, avtomatik o'chirgichlar, elektron qulflar va asboblar paneli va dvigatelni boshqarish uchun 8-bitli MCU ishlab chiqarishni boshladilar.[3]
Qisman bitta chip mavjudligiga javoban TMS 1000,[4] Intel boshqaruv dasturlari uchun optimallashtirilgan chipda kompyuter tizimini ishlab chiqdi Intel 8048, tijorat qismlari birinchi marta 1977-yilda etkazib berilishi bilan.[4] U RAM va Romni bir xil chipda mikroprotsessor bilan birlashtirdi. Ko'plab dasturlar orasida ushbu chip oxir-oqibat bir milliarddan ortiq kompyuter klaviaturalariga yo'l topadi. O'sha paytda Intel Prezidenti Luqo J. Valenter mikrokontroller kompaniya tarixidagi eng muvaffaqiyatli mahsulotlardan biri ekanligini aytdi va u mikrokontroller bo'limining byudjetini 25% dan ko'proq kengaytirdi.
Ayni paytda aksariyat mikrokontrollerlar bir vaqtda variantlarga ega edi. Ulardan birida EPROM dasturi xotirasi bor edi, shaffof kvarts oynasi paketning qopqog'ida uni ultrabinafsha nurlar ta'sirida o'chirishga imkon beradi. Ushbu o'chiriladigan chiplar ko'pincha prototiplash uchun ishlatilgan. Boshqa variant niqob dasturlashtirilgan ROM yoki faqat bir marta dasturlashtiriladigan balo varianti edi. Ikkinchisi uchun ba'zida "bir martalik dasturlashtiriladigan"uchun otp belgisi ishlatilgan. OTP mikrokontrollerida PROM odatda EPROM bilan bir xil turdagi edi, ammo chip paketida kvarts oynasi yo'q edi; chunki epromni ultrabinafsha nurlariga ta'sir qilishning iloji yo'q edi, uni o'chirib bo'lmaydi. O'chiriladigan versiyalar kvarts oynalari bo'lgan keramika paketlarini talab qilganligi sababli, ular otp versiyalariga qaraganda ancha qimmatroq edi, ular arzonroq shaffof bo'lmagan plastik paketlarda tayyorlanishi mumkin edi. O'chiriladigan variantlar uchun kvarts shaffofligi uchun arzonroq shisha o'rniga talab qilingan ultrabinafsha nur—bu shisha asosan shaffof emas—lekin asosiy xarajatlarni farqlovchi keramika paketining o'zi edi.
1993-yilda EEPROM xotirasining kiritilishi ruxsat berdi mikrokontrollerlar (bilan boshlanadi Microchip PIC16C84)[5] EPROM uchun talab qilinganidek qimmat paketsiz tezda elektr bilan o'chirilishi, tezkor prototiplarni yaratishga ham, tizim ichidagi dasturlashga ham imkon beradi. (EEPROM texnologiyasi shu vaqtgacha mavjud edi,[6] ammo avvalgi EEPROM qimmatroq va kamroq bardoshli bo'lib, uni arzon narxlardagi ommaviy ishlab chiqarilgan mikrokontrollerlar uchun yaroqsiz holga keltirdi.) Xuddi shu yili Atmel yordamida birinchi mikrokontrollerni taqdim etdi flesh xotira, eepromning maxsus turi.[7] Boshqa kompaniyalar tezda ikkala xotira turiga ham ergashdilar.
Hozirgi kunda mikrokontrollerlar arzon va havaskorlar uchun osonlikcha mavjud bo'lib, ma'lum protsessorlar atrofida katta onlayn jamoalar mavjud.

Hajmi va narxi[tahrir | manbasini tahrirlash]

2002-yilda dunyoda sotilgan barcha protsessorlarning taxminan 55% 8 bitli mikrokontrollerlar va mikroprotsessorlar edi.[8]
Ikki milliarddan ortiq 8-bitli mikrokontrollerlar 1997-yilda sotilgan,[9] va Semiko ma'lumotlariga ko'ra, to'rt milliarddan ortiq 8-bitli mikrokontrollerlar 2006-yilda sotilgan.[10] Yaqinda, Semico MCU bozor o'sdi da'vo qildi 36.5% ichida 2010 va 12% ichida 2011.[11]
Rivojlangan mamlakatda odatdagi uyda faqat to'rtta umumiy maqsadli mikroprotsessorlar bo'lishi mumkin, ammo uch o'nlab mikrokontrollerlar mavjud. Odatda o'rta masofali avtomobilda 30 ga yaqin mikrokontrollerlar mavjud. Ularni kir yuvish mashinalari, mikroto'lqinli pechlar va telefonlar kabi ko'plab elektr qurilmalarida topish mumkin.
Ishlab chiqarish narxi birlik uchun $0.10 ostida bo'lishi mumkin.
Vaqt o'tishi bilan xarajatlar pasayib ketdi, eng arzon 8-bitli mikrokontrollerlar 0.03 USD ostida mavjud,[12] va shunga o'xshash miqdorlar uchun ba'zi 32-bitli mikrokontrollerlar 1 AQSh dollari atrofida.
2012-yilda global inqirozdan so'ng—har yili eng yomon sotuvlar pasayishi va tiklanishi va o'rtacha sotish narxi yildan-yilga 17% ga tushib ketishi-1980—yillardan beri eng katta pasayish-mikrokontroller uchun o'rtacha narx 0,88 AQSh dollarini tashkil etdi (0,69 AQSh dollari). 4-/8- bit, $ 0.59 uchun 16-bit, 1.76-bit uchun $32).
2012-yilda 8-bitli mikrokontrollerlarning butun dunyo bo'ylab savdosi 4 milliard dollar atrofida edi, 4-bitli mikrokontrollerlar ham sezilarli sotuvlarni ko'rdilar.[13]
2015-yilda 8-bitli mikrokontrollerlar $0.311 (1,000 dona),[14] 16-bit uchun $0.385 (1,000 dona),[15] va 32-bit uchun $0.378 (1,000 dona, lekin 0.35 uchun $5,000 da) sotib olish mumkin edi.[16]
2018-yilda 8-bitli mikrokontrollerlarni $0.03 uchun sotib olish mumkin,[12] 16-bit $0.393 uchun (1,000 dona, lekin 0.563 uchun $100 yoki 0.349 uchun $2,000),[17] va 32-bit $0.503 uchun (1,000 dona, lekin $da0.466 uchun 5,000).[18] Past narxdagi 32-bit mikrokontroller, bir dona, $0.891 uchun bo'lishi mumkin.[19]
2018-yilda 2015-yildan boshlab yuqoridagi past narxdagi mikrokontrollerlarning barchasi qimmatroq (inflyatsiya ushbu birliklar uchun 2018-yildan 2015-yilgacha hisoblangan narxlar bilan): 8-bitli mikrokontrollerni 0,319 dollarga (1000 dona) yoki 2,6% ga sotib olish mumkin,[14] uchun 16-bitli $0.464 (1,000 birliklari) yoki 21% yuqori,[15] va 32-bit bir $0.503 uchun (1,000 birliklari, lekin $0.466 uchun 5,000) yoki 33% yuqori.[16]

18 pinli TQFP paketidagi PIC 8720F80 mikrokontroller