تفاوت میکروکنترلرها و DSPها

5 ماه پیش | 911 مشاهده شده
دی اس پی

پردازنده های DSP و میکروکنترلرها میکروپروسسورهایی هستند که برای اجرای وظایف خاص یا برنامه های کاربردی خاص توسط کاربر تعیین و برنامه ریزی شده اند. اگرچه آنها متفاوت هستند، اما هر دو با دستکاری داده های باینری کاربرد تراشه را تعیین می کنند. DSP مخفف پردازش سیگنال دیجیتال است. پردازش سیگنال هر عملی که بر روی یک سیگنال اطلاعات یا سیگنال دیجیتالی انجام می شود تعریف می شود و هدف آن بهبود یا اصلاح سیگنال ها است. به این ترتیب، با توجه به واحدهای گسسته مانند فرکانس گسسته، زمان گسسته و سیگنال های دامنه گسسته و غیره نامگذاری می شود. DSPها  در زمینه های  پردازش سیگنال رادار، پردازش سیگنال ارتباطی، پردازش تصویر دیجیتال و پردازشگر آرایه  کاربرد دارند.

میکروکنترلر و میکروپروسسورهای معمولی

اغلب دستگاه‌های الکترونیکی مدرن شامل یک یا چند میکروکنترلر هستند. در حقیقت، میکروکنترلرها ها همه جا حاضر هستند: آن‌ها در تلفن‌های همراه، لپ تاپ ها، تلویزیون ، یخچال ها و بیشتر وسایل خانگی هستند. آن‌ها چراغ‌های چشمک‌زن در اسباب‌بازی‌های کودکان را کنترل می‌کنند. کاری که میکروکنترلرها و میکروپروسسورها در این وسایل انجام می دهند دقیقا چیست؟ پاسخ ساده است میکروکنترلرها ورودی‌ها را از دکمه‌ها، سوییچ‌ها، حسگرها و اجزای مشابه دریافت می‌کند؛ و مدار جانبی مانند موتورها و البته خروجی ها مانند نمایشگرها مطابق با یک برنامه از پیش تنظیم‌شده را کنترل می‌کند که به آن‌ها می‌گوید چه کار کنیم و چگونه واکنش نشان دهیم. از جمله میکروکنترلرهای معروف در ایران PIC،AVR،ST و NXP می توان نام برد.

میکروکنترلرها

شکل 1: شمای کلی از واحدهای میکروکنترلرها

DSP چیست؟

سیگنال‌های  دیجیتال، سیگنال‌های دنیای واقعی مثل صدا، صدا، ویدئو، دما، فشار، یا موقعیتی که دیجیتالی شده و سپس از لحاظ ریاضی آن‌ها را دستکاری می‌کنند را در نظر می گیریم. این طور تصور کنید یک DSP برای انجام توابع ریاضی مثل “اضافه کردن”، “تفریق”، “ضرب” و “تقسیم”  بسیار سریع بر روی سیگنال های دیجیتال طراحی شده‌است.

دی اس پی

شکل 2: پردازش سیگنال دیجیتال

میکروپروسسورDSP چیست؟

یک میکروپروسسور DSP یک میکروپروسسور (ریزپردازنده) تخصصی است که معماری آن برای  نیازهای عملیاتی پردازش سیگنال دیجیتال بهینه شده است. هدف اصلی آن اندازه گیری، فیلتر کردن و فشرده سازی سیگنال های دیجیتال یا آنالوگ (با تبدیل سیگنال ها از یک سیگنال آنالوگ معمولی به شکل دیجیتالی قابل قبول) است. با این حال، سیگنال خروجی آن سیگنال آنالوگ دنیای واقعی است که همچنین نیاز به یک مبدل دیجیتال به آنالوگ دارد.

الگوریتم DSP در سیستم عامل های مختلف مانند رایانه های استاندارد، میکروپروسسورهای عمومی، سخت افزارهای ساخته شده از قبیل ASIC (مدارهای مجتمع ویژه برنامه کاربردی) و FPGA ها ، پردازنده های ویژه شناخته شده با نام  پردازنده های سیگنال دیجیتال (DSPs)، برنامه های پردازش و کنترل کننده های دیجیتال گرافیکی مانند ویدئو یا تصویر و برنامه های جریان داده(Data Folow) اجرا می شوند. اگر چه پردازش سیگنال دیجیتال در طبیعت بسیار پیچیده است، اما مزایای متعددی مانند فشرده سازی داده ها، تشخیص خطا و اصلاح انتقال ارائه می دهد.

 میکروکنترلر DSP چیست؟

میکروکنترلر به اختصار MCU، μC یا uC یک رایانه کوچک است که شامل لوازم جانبی خروجی / ورودی قابل برنامه ریزی، هسته پردازنده و حافظه در یک مدار مجتمع  است. این ممکن است شامل مقدار کمی RAM و حافظه برنامه باشد. میکروکنترلرها عمدتا برای استفاده در برنامه های امبدد طراحی شده اند.

میکروکنترلرها زمانی مقرون‌به‌صرفه هستند که در فرآیندهای کنترل دیجیتال و تجهیزات در مقایسه با استفاده از طرحی که شامل دستگاه‌های ورودی / خروجی، ریزپردازنده و حافظه جداگانه است، استفاده می‌شوند. میکروکنترلرهای سیگنال مختلط(Mixedsignal) معمولا به این دلیل مورد استفاده قرار می‌گیرند که تمام اجزای آنالوگ را که سیستم‌های الکترونیکی غیر دیجیتال کنترل می‌کنند، با هم ادغام می‌کنند. با این حال، اغلب میکروکنترلرها حاوی توابع دی اس پی و کامندها و زیر-پردازنده ها (co-processors) هستند که جریان داده‌ها و دیگر عملیات‌های DSP را تسهیل می‌کنند.

تفاوت دی اس پی ها با میکروکنترلرهای معمولی

میکروکنترلرهای مانند AVR، PIC و ARM برای کاربردهای عمومی طراحی شده اند. مثلا خواندن سیگنال های آنالوگ، ایجاد تایمرها،USART، PWM و غیره. اما زمانی که بخواهیم بر روی سیگنال های دیجیتال به طور تخصصی کار کنیم، به یک سری میکروپروسسور (یا میکروکنترلر) نیاز داریم که واحدهای گسسته مانند  مانند فرکانس گسسته، زمان گسسته، سیگنال های دامنه گسسته، فیلتر کردن سیگنال، نشان دادن FFT سیگنال ، تبدیلات وغیره برای آن تعریف شده باشد. از جمله میکروکنترلرهای dsp می توان dsPIC نام برد،. میکروکنترلرهای آرم NXP و ST  با استفاده از توابع CMSIS  و البته محصولات TI برای کاربردهای DSP با توجه به معماری مدرن آن ها فوق العاده مناسب هستند.

منابع:

https://www.analog.com/en/design-center/landing-pages/001/beginners-guide-to-dsp.html

https://www.intervalzero.com/processors/the-difference-between-a-dsp-microcontroller-and-a-processor/



یک دیدگاه در “تفاوت میکروکنترلرها و DSPها”

پاسخی بگذارید

آیا می خواهید با نظر خود لیوان زشت خود را ببینید؟ در Gravatar نماد سفارشی رایگان دریافت کنید.