ไมโครคอนโทรลเลอร์คืออะไร?

ไมโครคอนโทรลเลอร์หรือเรียกสั้นๆ ว่า MCU คือคอมพิวเตอร์ที่วางอยู่บนชิปวงจรรวม ไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่ใช่คอมพิวเตอร์ในลักษณะที่ทำงานได้เหมือนแล็ปท็อปหรือพีซีสำหรับเล่นเกม ประกอบด้วยซีพียู หน่วยความจำ และตัวเชื่อมต่ออินพุต/เอาต์พุตตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป แต่ไม่มีอะไรที่เหมือนกับ OS หรือ UI

องค์ประกอบการเชื่อมต่อหลักคือสวิตช์ ไฟ LED หรือเซ็นเซอร์ พวกมันถูกจำกัดว่าโปรแกรมใดที่รันได้ด้วยสิ่งที่จะพอดีกับหน่วยความจำออนบอร์ด การติดหน่วยความจำเพิ่มเติมมีค่าใช้จ่ายสูงและไม่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นไม่ว่าจะทำอะไรก็ต้องให้พอดีกับหน่วยความจำที่มีอยู่ของชิป ไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้สำหรับแอปพลิเคชันแบบฝังตัวมากกว่าการใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ซึ่งหมายความว่าพวกเขาให้บริการตามวัตถุประสงค์เฉพาะภายในระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ครอบคลุมมากขึ้น

เคล็ดลับ:เปรียบเทียบการทำงานของไมโครคอนโทรลเลอร์กับฟันเฟืองในเครื่องจักร แทนที่จะให้ผู้ใช้เข้าถึงได้โดยตรง มันตอบสนองจุดประสงค์อย่างเงียบ ๆ ในการทำให้ระบบทำงานได้อย่างราบรื่น

ไมโครคอนโทรลเลอร์คล้ายกับ SoCs หรือ System-on-a-chips SoC ค่อนข้างซับซ้อนกว่า แต่สามารถปรากฏพร้อมกันได้ ตัวอย่างเช่น SoC อาจควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ภายนอกที่เชื่อมต่อผ่านเมนบอร์ด ซึ่งแตกต่างจากไมโครคอนโทรลเลอร์ SoC มักจะมี GPU และเครื่องมือเชื่อมต่อเครือข่ายบางรูปแบบ ( เช่น อินเทอร์เฟซ Wi-Fi )

ไมโครคอนโทรลเลอร์ในโลกแห่งความเป็นจริง

ลักษณะเฉพาะประการหนึ่งคือไม่สามารถเข้าถึงได้โดยตรง แต่ถูกควบคุมโดยอัตโนมัติในระบบที่ใหญ่กว่า อาจพบได้ในคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดของรถยนต์ เครื่องมือไฟฟ้า หรือแม้แต่อุปกรณ์ทางการแพทย์ ไมโครคอนโทรลเลอร์มีขนาดที่หลากหลายแต่มีขนาดเล็ก ทำให้สามารถวางไว้ในอุปกรณ์ขนาดเล็กได้

นอกจากนี้ยังสามารถสร้างในลักษณะที่กินไฟน้อยมากอย่างไม่น่าเชื่อ - ในขณะที่ไม่ได้ใช้งานหรือรออินพุต เป็นไปได้ที่จะสร้างไมโครคอนโทรลเลอร์ที่กินไฟเพียงนาโนวัตต์ต่อนาที นั่นคือหนึ่งในพันล้านของวัตต์ แม้ว่าจะไม่ใช่ทั้งหมดที่สามารถมีประสิทธิภาพได้ แต่ก็มีหลายคนที่ใช้เศษส่วนของวัตต์เพื่อการใช้พลังงาน ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานด้วยการชาร์จแบตเตอรี่ที่จำกัด

ประวัติของไมโครคอนโทรลเลอร์

ไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวแรกถูกสร้างขึ้นในปี 1971 แม้ว่าจะต้องใช้เวลาจนถึงปี 1974 กว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวแรกจะวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ มีการติดตั้งที่ตรงไปตรงมามากกว่าสมัยใหม่และสร้างขึ้นโดยเฉพาะสำหรับระบบฝังตัว ผู้ผลิตชาวญี่ปุ่นโดยเฉพาะหยิบเทคโนโลยีขึ้นมาและเริ่มผลิตรถยนต์ พวกเขาพบว่าใช้ในความบันเทิงในรถยนต์ ที่ปัดน้ำฝนอัตโนมัติหรือที่ควบคุมด้วยเซ็นเซอร์ ล็อคอิเล็กทรอนิกส์ แดชบอร์ด และการควบคุมเครื่องยนต์

เคล็ดลับ:รถยนต์ตลาดกลางสมัยใหม่น่าจะมีไมโครคอนโทรลเลอร์ที่แตกต่างกันประมาณ 30 ตัว คุณสามารถค้นหาได้ในเครื่องซักผ้า เตาอบ โทรศัพท์ และระบบอินเตอร์คอม

โมเดลรุ่นแรก ๆ มีข้อจำกัดอย่างมากในเรื่องความง่ายในการลบและเขียนใหม่ และไม่ง่ายที่จะผลิตเช่นกัน ปัญหานี้ได้ยุติลงตั้งแต่ พ.ศ. 2536 เมื่อมีการรวมหน่วยความจำชนิดใหม่ไว้ในไมโครคอนโทรลเลอร์ ทำให้มีราคาถูกลงอย่างมาก โมเดลส่วนใหญ่จะมีราคาเพียงไม่กี่เซ็นต์ในการผลิต และขายในราคาประมาณหนึ่งดอลลาร์ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะ

ทุกวันนี้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ยังใช้นอกระบบฝังตัวโดยเฉพาะอีกด้วย ซึ่งเป็นที่นิยมในหมู่วิศวกรงานอดิเรกที่ชื่นชอบการซ่อมแซม โมเดลที่เฉพาะเจาะจงบางรุ่นมีชุมชนออนไลน์ทั้งหมดสำหรับพวกเขาและการใช้งานที่เป็นไปได้

บทสรุป

ไมโครคอนโทรลเลอร์คือโปรเซสเซอร์ขนาดเล็ก โดยทั่วไปจะใช้เพื่อจัดการบางอย่าง เช่น เปิดใช้ที่ปัดน้ำฝนเมื่อตรวจพบน้ำ โดยทั่วไปจะเป็นแบบอัตโนมัติทั้งหมด ไม่ต้องการการควบคุมระยะไกลจาก CPU ที่ใช้งานทั่วไป แม้ว่าจะสามารถป้อนกลับข้อมูลทางไกลอย่างง่ายได้ ตามชื่อที่แนะนำ ไมโครคอนโทรลเลอร์มักจะมีขนาดเล็ก

พวกเขายังมีการดึงพลังเล็กน้อยและป้ายราคาต่ำ แม้ว่ารุ่นแรกๆ มักจะถูกล็อกไว้เฉพาะฟังก์ชัน แต่โดยทั่วไปแล้วไมโครคอนโทรลเลอร์สมัยใหม่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้ แม้ว่าฮาร์ดแวร์บางอย่างจะมีความจำเป็นก็ตาม ความสามารถในการตั้งโปรแกรมนี้ช่วยให้ชุมชนที่ชื่นชอบการซ่อมแซมและนำไปใช้ในลักษณะที่ผิดปกติ