ما هو المتحكم الدقيق وما هي أنواعه؟

يتم تسليط الضوء على 'ما هو المتحكم الدقيق وما هي أنواعه؟' من قبل BTW Media لأن الأدلة المنشورة تربطه بالبنية التحتية للإنترنت أو الحوكمة أو التبعيات التشغيلية أو رؤية السوق.

• المتحكم الدقيق هو في الأساس جهاز كمبيوتر صغير على شريحة واحدة يستخدم لإدارة مهام محددة في نظام مضمن.
• تعتبر المتحكمات الدقيقة مثالية للإلكترونيات الاستهلاكية التي تعمل بالبطارية مثل الهواتف الذكية والساعات الذكية والأجهزة القابلة للارتداء الأخرى.

ابتكر مهندسو تكساس إنسترومنتس غاري بون ومايكل كوشران أول متحكم دقيق في عام 1971. واليوم، يقدم العشرات من مصنعي المتحكمات الدقيقة – مثل إنتل وإن إكس بي وآرم – مئات الأنواع، من الخيارات العامة للهواة إلى الفنيين المحترفين والحلول المتخصصة للغاية لجميع الصناعات.

ما هو المتحكم الدقيق

المتحكم الدقيقهو في الأساس جهاز كمبيوتر صغير على شريحة واحدة. وهو مصمم لإدارة مهام محددة في الأنظمة المضمنة دون الحاجة إلى نظام تشغيل معقد.

تحتوي هذه الدوائر المتكاملة المدمجة على نواة معالج،وذاكرة وصول عشوائي(RAM)، وذاكرة قراءة فقط قابلة للمسح كهربائياً وقابلة للبرمجة لتخزين البرامج المخصصة التي تعمل على المتحكم الدقيق، حتى عند فصل الوحدة عن مصدر الطاقة.

على عكس المعالجات الدقيقة للأغراض العامة، تدمج المتحكمات الدقيقة المعالجة والذاكرة وملحقات الإدخال/الإخراج، بما في ذلك المؤقتات والعدادات والمحولات التناظرية إلى الرقمية (ADCs)، في وحدة واحدة فعالة واقتصادية. من خلال دمج مكونات متعددة في نظام واحد، فإن المتحكمات الدقيقة مناسبة تماماً للتطبيقات التي تتطلب معالجة إشارات في الوقت الفعلي، مثل التحكم في المحركات والخوادم والواجهات مع أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار والاتصالات.

اقرأ أيضاً:ما هو النظام المضمن وما هي تطبيقاته؟

اقرأ أيضاً:جهاز التحكم Astro Bot DualSense من سوني متاح للطلب المسبق

مكونات المتحكم الدقيق

1. وحدة المعالجة المركزية (CPU):تُعرف عموماً باسم "دماغ" الكمبيوتر، وهي المكون الأساسي المسؤول عن تنفيذ التعليمات والتحكم في العمليات.

2. الذاكرة:تحتوي المتحكمات الدقيقة على ذاكرة متطايرة (RAM) وذاكرة فلاش غير متطايرة. تختلف ذاكرة الوصول العشوائي عن ذاكرة البرنامج من حيث أن ذاكرة الوصول العشوائي تخزن بيانات مؤقتة يمكن فقدانها عند إيقاف تشغيل النظام، بينما تُستخدم ذاكرة الفلاش غير المتطايرة لتخزين البرامج الثابتة لمجموعة تعليمات برمجة المتحكم الدقيق.

3. الملحقات:اعتماداً على التطبيق المقصود، قد يحتوي المتحكم الدقيق على مكونات مساعدة مختلفة مثل واجهات الإدخال/الإخراج (I/O)، بما في ذلك المؤقتات والعدادات ومحولات الإشارات التناظرية إلى الرقمية (ADC) والرقمية إلى التناظرية (DAC) وبروتوكولات الاتصال (UART، SPI، I2C). قد تشمل الأجهزة المساعدة أيضاً مكونات مثل شاشات LCD ومنافذ اتصال إيثرنت أو واجهات لمثل هذه الوحدات.

تعتبر المتحكمات الدقيقة مثالية للإلكترونيات الاستهلاكية التي تعمل بالبطارية مثل الهواتف الذكية والساعات الذكية والأجهزة القابلة للارتداء الأخرى بسبب وزنها الخفيف وصغر حجمها واستهلاكها المنخفض نسبياً للطاقة.

أنواع المتحكمات الدقيقة

1. المتحكمات الدقيقة 8 بت:أكثر أنواع المتحكمات الدقيقة أساسية، وتتميز بمعالجة وذاكرة محدودة، وتُستخدم عادةً في الأجهزة الصغيرة مثل الألعاب وأجهزة التحكم عن بعد.

2. المتحكمات الدقيقة 16 بت:ضعف قدرة نماذج 8 بت، تُستخدم المتحكمات الدقيقة 16 بت في التطبيقات الأكثر تعقيداً، بما في ذلك الأجهزة الطبية والأنظمة汽车ية وأنظمة التحكم الصناعية.

3. المتحكمات الدقيقة 32 بت:أقوى أنواع المتحكمات الدقيقة وأكثرها غنى بالميزات، تُستخدم للتطبيقات الصعبة مثل وحدات التحكم في الألعاب وأجهزة الترفيه والأتمتة الصناعية عالية المستوى.

4. المتحكمات الدقيقة ذات مجموعة التعليمات المصغرة (RISC):تدمج المتحكمات الدقيقة RISC بنية تصميمية تبسط العمليات وتحسنها عن طريق تنفيذ تعليمات حوسبة أقل بشكل أسرع من المنهجيات الأخرى، مثل بنية مجموعة التعليمات المعقدة (CISC).

5. المتحكمات الدقيقة ARM:كانت في السابق اختصاراً لـ Advanced RISC Machines، وتدمج هذه الأنواع من المتحكمات الدقيقة بنية ARM، بما في ذلك مجموعة ARM Cortex الحديثة، التي تعزز الأداء والموثوقية. تُستخدم المتحكمات الدقيقة ARM على نطاق واسع في الأجهزة المحمولة والأنظمة汽车ية وأنظمة التحكم الصناعية.

6. المتحكمات الدقيقة القائمة على FPGA:تُستخدم عادةً في التطبيقات التي تتطلب معالجة الإشارات الرقمية ومعالجة الفيديو والشبكات عالية السرعة، وتستخدم هذه المتحكمات الدقيقة مصفوفات البوابات القابلة للبرمجة ميدانياً (FPGAs)، والتي يمكن تكوينها وإعادة تكوينها على مستوى الأجهزة، لتحقيق نتائج معالجة عالية المرونة وقابلة للتخصيص.