Revista de Ingeniería Eléctrica y Tecnología Electrónica

Microprocesador

Un microprocesador es un procesador de computadora que incorpora las funciones de una unidad central de procesamiento (CPU) de una computadora en un solo circuito integrado (IC), o como máximo en unos pocos circuitos integrados. El microprocesador es un dispositivo programable de usos múltiples que acepta datos digitales como entrada, los procesa de acuerdo con instrucciones almacenadas en su memoria y proporciona resultados como salida. Los microprocesadores contienen tanto lógica combinacional como lógica digital secuencial. Los microprocesadores operan con números y símbolos representados en el sistema de numeración binario. La integración de una CPU completa en un solo chip o en unos pocos chips redujo en gran medida el costo de la potencia de procesamiento. Los procesadores de circuitos integrados se producen en grandes cantidades mediante procesos altamente automatizados, lo que da como resultado un bajo costo por unidad. Los procesadores de un solo chip aumentan la confiabilidad ya que hay muchas menos conexiones eléctricas que pueden fallar. A medida que los diseños de microprocesadores se vuelven más rápidos, el costo de fabricar un chip (con componentes más pequeños construidos en un chip semiconductor del mismo tamaño) generalmente sigue siendo el mismo. Antes de los microprocesadores, las computadoras pequeñas se implementaban utilizando bastidores de placas de circuito con muchos circuitos integrados de mediana y pequeña escala. Los microprocesadores integraron esto en uno o unos pocos circuitos integrados de gran escala. Desde entonces, los continuos aumentos en la capacidad de los microprocesadores han dejado otras formas de computadoras casi completamente obsoletas, con uno o más microprocesadores utilizados en todo, desde los sistemas integrados más pequeños y dispositivos portátiles hasta las computadoras centrales y supercomputadoras más grandes. Un microcontrolador es una pequeña computadora (SoC) en un único circuito integrado que contiene un núcleo de procesador, memoria y periféricos de entrada/salida programables. La memoria de programa en forma de RAM ferroeléctrica, flash NOR o ROM OTP también suele incluirse en el chip, así como una cantidad normalmente pequeña de RAM. Los microcontroladores están diseñados para aplicaciones integradas, a diferencia de los microprocesadores utilizados en computadoras personales u otras aplicaciones de propósito general. Los microcontroladores se utilizan en productos y dispositivos controlados automáticamente, como sistemas de control de motores de automóviles , dispositivos médicos implantables, controles remotos, máquinas de oficina, electrodomésticos, herramientas eléctricas, juguetes y otros sistemas integrados . Al reducir el tamaño y el costo en comparación con un diseño que utiliza un microprocesador, memoria y dispositivos de entrada y salida separados, los microcontroladores hacen que sea económico controlar digitalmente aún más dispositivos y procesos. Microcontroladores de señal mixtason comunes e integran componentes analógicos necesarios para controlar sistemas electrónicos no digitales. Algunos microcontroladores pueden utilizar palabras de cuatro bits y funcionar a frecuencias de reloj tan bajas como 4 kHz, para un bajo consumo de energía (milivatios o microvatios de un solo dígito). Por lo general, tendrán la capacidad de conservar la funcionalidad mientras esperan un evento como presionar un botón u otra interrupción; El consumo de energía en reposo (reloj de la CPU y la mayoría de los periféricos apagados) puede ser de solo nanovatios, lo que hace que muchos de ellos sean muy adecuados para aplicaciones de baterías de larga duración. Otros microcontroladores pueden desempeñar funciones críticas para el rendimiento, en las que es posible que deban actuar más como un procesador de señal digital (DSP) , con mayores velocidades de reloj y consumo de energía.