Hiç CPU’lar hakkında duydunuz mu? O zaman bu terimlerle karşılaşmış olmalısınız: Mikroişlemci (MPU), Mikrodenetleyici (MCU) ve Tek Kart Bilgisayar (SBC). Ama aslında, bunların çok farklı ama bir şekilde benzer olduklarını biliyor musunuz! Kafanız karıştı mı? Endişelenmeyin! Bugün, her birinin farklarını ve günlük yaşamımızdaki kullanım alanlarını inceleyeceğiz!
Her birine geçmeden önce, CPU hakkında kısaca konuşalım, çünkü tüm işlemciler burada başlıyor!
CPU Nedir?
Ref: pcworld
Kısacası, CPU, bir hesaplama birimindeki temel bileşendir ve talimatları işlemek ve yürütmekten sorumludur. İşletim sistemini ve uygulamaları çalıştırır, sürekli olarak kullanıcıdan veya aktif yazılım programlarından girdi alır.
Artık CPU hakkında daha fazla bilgi sahibi olduğunuza göre, Mikroişlemci (MPU), Mikrodenetleyici (MCU) ve Tek Kart Bilgisayar (SBC) konularına detaylı bir şekilde bakalım!
Mikroişlemci (MPU) Nedir?
Mikroişlemci (MPU), Mikro İşlem Birimi olarak da bilinir, aritmetik ve mantıksal işlemleri gerçekleştiren bir bilgisayar sisteminin merkezi birimidir. Ayrıca, entegre bir devrede CPU işlevini de içerir.
MPU Nasıl Çalışır?
MPU temelde ikili verileri girdi olarak kabul eder, belleğinde saklanan talimatlara göre verileri işler ve sonuçları (yine ikili biçimde) çıktı olarak sağlar.
Nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için aşağıdaki temel blok diyagramına bakabilirsiniz:
Gördüğünüz gibi, bir mikroişlemci bir ALU, kontrol birimi ve kayıt dizisi ile Bellek Birimi’nden oluşur:
- ALU (Aritmetik ve Mantıksal Birim): Girdi cihazından veya bellekten alınan veriler üzerinde aritmetik ve mantıksal işlemler gerçekleştirir.
- Kontrol birimi: Bilgisayar içindeki talimatları ve veri akışını kontrol eder.
- Kayıt dizisi: Harflerle tanımlanan kayıtlar ve toplayıcı içerir.
- Bellek Birimi: Verileri saklar.
Not Edilmesi Gereken Temel Terimler
- Veriyolu: Mikroişlemcinin farklı bileşenlerine veri veya adres veya kontrol bilgilerini ileten iletkenler kümesini tanımlar. (MPU genellikle 3 tür veriyolu içerir: veri veriyolu, adres veriyolu ve kontrol veriyolu.)
- Saat Hızı: Genellikle Hertz cinsinden ölçülür ve MHz (megahertz) ve GHz (gigahertz) gibi ölçümlerle ifade edilir, bir mikroişlemcinin talimatları yürütme hızını ifade eder.
- Talimat Seti: Bir mikroişlemcinin anlayabileceği bir dizi komut, temelde donanım ile yazılım arasındaki arayüzdür.
- Kelime Uzunluğu: İşlemcinin iç veri veriyolundaki bit sayısı, 8 bitlik bir MPU bir seferde 8 bitlik veriyi işleyebilir.
- Önbellek Belleği: Yazılım veya programın işlem sırasında sıkça başvurduğu verileri veya talimatları saklar, işlemcinin verilere daha hızlı erişmesini sağladığı için genel hızı artırır.
MPU Kategorileri
Azaltılmış Talimat Seti Bilgisayarı (RISC)
- Genellikle kullanılır
- Daha az talimat
- Daha basit devreler
- Daha hızlı çalışır
- Daha fazla kayıt
- Daha fazla RAM kullanır
- Sabit sayıda saat döngüsü kullanır
Karmaşık Talimat Seti Bilgisayarı (CISC)
- RISC’in tam zıttıdır
- Talimat sayısını azaltır
- Karmaşık talimatlar
- Daha yavaş çalışır
- Az RAM kullanır
- Daha az kayıt
- Birçok saat döngüsü kullanır
Popüler MPU’lar
- Intel
- AMD
MPU Uygulamaları
- Otomobil
- Kredi kartı işleme birimi
- Güvenlik sistemleri
- Ev aletleri
Mikrodenetleyici (MCU) Nedir?
Mikrodenetleyici, Mikrodenetleyici birimi olarak da bilinir, genellikle bir mikroişlemci birimi (MPU), bellek ve bazı çevre birimleri aracılığıyla bir elektronik sistemin diğer bölümlerini kontrol etmek için kullanılan entegre bir devre (IC) cihazıdır.
MCU Nasıl Çalışır?
Temelde, kontrol ettikleri cihazlardan girdiler alır ve cihazın farklı parçalarına sinyaller göndererek kontrolü sürdürürler, genellikle tek bir program üzerinde çalışır ve tek bir göreve adanmıştır. Bu nedenle, MPU’ya göre daha zayıftırlar.
Benzer şekilde, işte MCU’yu daha iyi anlamanıza yardımcı olacak bir blok diyagramı:
Gördüğünüz gibi, bir mikrodenetleyici genellikle CPU, Bellek (RAM ve ROM), Zamanlayıcı, G/Ç portu, Seri Portlar, Kesme kontrolünden oluşur:
- CPU: MCU’nun beyni, talimatı alır, çözer ve ardından yürütür.
- Bellek: MPU’daki gibi çalışır, veri ve program saklamak için kullanılır. Ancak MCU’da, program kaynak kodlarını saklamak için RAM ve ROM veya flaş bellekler vardır.
- Zamanlayıcı: Mikrodenetleyici içindeki tüm zamanlama ve sayma işlevlerini sağlar. Saat işlevleri, modülasyon vb. gerçekleştirmek için kullanılır.
- G/Ç portu: LCD’ler, LED’ler, yazıcılar, bellekler vb. gibi çeşitli cihazları bir mikrodenetleyiciye bağlamanızı sağlar.
- Seri Portlar: Bir mikrodenetleyici ile diğer çevre birimleri arasında çeşitli seri arayüzler sağlar.
- Kesme kontrolü: Çalışan bir program için kesme (gecikme) sağlar, bu içsel veya dışsal olarak gerçekleşebilir.
MCU Türleri
- 8-bit: En maliyet etkin ve birçok kişi tarafından yaygın olarak kullanılan
- 16-bit
- 32-bit
Popüler MCU’lar
- ATMega328
- ESP32
MCU Uygulamaları
- İletişim sistemleri
- Robotik alan
- PC’deki çevre birimi kontrolörü
- Biyomedikal aletler
- IoT
Tek Kart Bilgisayar (SBC) Nedir?
Tek Kart Bilgisayarlar, tüm bir bilgisayarın unsurlarını tek bir devre kartında barındıran küçük hesaplama cihazlarıdır. Düşük maliyetli, kendi kendine yeterli, basit bir yapıya sahip olup diğer donanımlara kolayca bağlanabilir.
SBC nasıl çalışır?
SBC’ler, bir bilgisayar veya diğer elektronik sistemin tüm veya çoğu bileşenini entegre eden bir System-on-Chip (SoC) kullanır. Veri iletiminin yanı sıra, sinyal işleme, kablosuz iletişim, yapay zeka gibi daha fazla işlevi yerine getirir.
Önceki 2 bölümde gösterilen blok diyagramı gibi, işte daha iyi görselleştirmenize yardımcı olacak bir SBC blok diyagramı:
Blok diyagramından da anlayabileceğiniz gibi, bir SBC, hem MPU hem de MCU’nun bir kombinasyonu gibi görünür, ancak çok daha fazla işlevselliğe sahiptir:
- CPU/SoC: SBC’nin beyni, talimatları alır, çözer ve ardından uygular.
- Hafıza: MPU ve MCU’daki gibi işlev görür, veri ve program depolamak için kullanılır. Ancak, önceki 2’den farklı olarak, program kaynak kodlarını depolamak için RAM ve ROM veya flaş bellekler vardır.
- Saat/Zamanlayıcı: Mikrodenetleyici içindeki tüm zamanlama ve sayma işlevlerini sağlar. Saat işlevleri, modülasyonlar vb. gerçekleştirmek için kullanılır.
- G/Ç portu: LCD’ler, LED’ler, yazıcılar, bellekler gibi çeşitli cihazları bir mikrodenetleyiciye bağlamanızı sağlar.
- Seri Portlar: Bir mikrodenetleyici ile diğer çevresel birimler arasında çeşitli seri arayüzler sağlar.
- ADC/DAC: Analogdan Dijitale Dönüştürücü (ADC), analog sinyali dijital sinyale dönüştürür. Dijitalden Analoğa Dönüştürücü (DAC) ise dijital sinyali analog sinyale dönüştürür.
- Kablosuz Bağlantı: Bluetooth ve WiFi içerir.
Popüler SBC’ler:
- Raspberry Pi
- NVIDIA
- Rock Pi
SBC’lerin Uygulamaları
- Programlama
- Gömülü Uygulamalar
- Arka Plan
- Robotik
- Ev otomasyonu
Mikroişlemci, Mikrodenetleyici ve Tek Kart Bilgisayar Arasındaki Karşılaştırma
| Mikroişlemci (MPU) | Mikrodenetleyici (MCU) | Tek Kart Bilgisayar (SBC) |
| Bir bilgisayar sisteminin kalbi | Gömülü bir sistemin kalbi | Mikrobilgisayar |
| Hafıza ve G/Ç bileşenleri harici olarak bağlanmalıdır | İç hafızası ve G/Ç bileşenleri olan harici bir bileşene sahiptir | İç hafızası ve G/Ç bileşenleri olan harici bir bileşene sahiptir |
| Kompakt sistemlerde kullanılamaz | Kompakt sistemlerde kullanılabilir | Kompakt sistemlerde kullanılabilir |
| Sistem maliyeti daha yüksektir | Sistem maliyeti daha düşüktür | Sistem maliyeti daha düşüktür |
| Hafıza ve G/Ç bileşenleri harici olduğundan, her talimat harici işlemlerden geçer. Bu nedenle daha yavaştır. |
Bileşenler içtedir, burada işlem içsel olarak gerçekleşir, bu nedenle daha hızlıdır | Bileşenler içtedir, burada işlem içsel olarak gerçekleşir, bu nedenle daha hızlıdır |
| PC ve dizüstü bilgisayarlarda, büyük kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılır | Küçük kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılır | Programlama ve küçük kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılır |
Özet
Ve Mikroişlemci (MPU), Mikrodenetleyici (MCU) ve Tek Kart Bilgisayar (SBC) hakkında her şey bu kadar! Yeni bir şey öğrendiniz mi? Artık onları ayırt edebiliyor musunuz? Umarım bu makale projeleriniz için doğru işlemcileri seçmenize yardımcı olur.
Bu makale ilginizi çektiyse, daha fazla bilgi edinmek için ilgili okumaları kontrol edin!
Önerilen Okumalar
Raspberry Pi ile İlgili
Bilgisayar Portlarının Genel Görünümü: Türler, İşlevler ve Karşılaştırma – SBC portları ve Raspberry Pi’nin geçmişi hakkında bilgi edinin!
Analogdan Dijitale Dönüştürücü (ADC): Raspberry Pi Analog Okuma – Raspberry Pi ile ADC kullanmak ister misiniz? Bu makaleye göz atın!
Yeni Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4) $25 ve üzeri fiyatlarla piyasaya sürüldü – En yeni Raspberry Pi Compute Module 4 hakkında daha fazla bilgi edinin!
Raspberry Pi Alternatifleri: 2020’deki En İyi 16 Tek Kart Bilgisayar – Raspberry Pi olmayan bir SBC almakla mı ilgileniyorsunuz? Tavsiyeler için bu makaleye göz atın!
Arduino ile İlgili
Arduino Ultrasonik Sensör ile nasıl çalışır? – Arduino ve ultrasonik sensör kullanarak neler yapabileceğinizi öğrenin!
IoT ve Giyilebilirler için En İyi Arduino Kartları ve Mikrodenetleyiciler (MCU) – Arduino veya MCU almakla mı ilgileniyorsunuz? Bu makaleye göz atın!