Ähnlich wie man über Spinnen sagt, befinden Sie sich wahrscheinlich immer in der Nähe eines Mikrocontrollers (MCU). Das liegt daran, dass Millionen von Mikrocontrollern im Internet of Things eingesetzt werden. Bedauerlicherweise wissen nur wenige Nicht-Ingenieure viel über diese bemerkenswerten, allgegenwärtigen Geräte. Hier sind einige wichtige Fakten über Mikrocontroller, die jeder kennen sollte.
 

 

Der mächtige Mikrocontroller

Was ist ein Mikrocontroller? Wodurch unterscheidet sich ein MCU von einem Mikroprozessor (MPU)? Wie setzen Entwickler MCU ein? Sind Arduinos und Raspberry Pis Mikrocontroller?

Elektroingenieure kennen die Antworten auf diese Fragen, denn sie setzen Mikrocontroller in den Produkten ein, die sie für praktisch jede Branche von der Luft- und Raumfahrt bis zum Gesundheitswesen entwickeln. Leider sind viele nichttechnische Führungskräfte, Marketingmanager, Vertriebsmitarbeiter und Softwareentwickler mit der Mikrocontrollertechnologie nicht vertraut. Nicht-Ingenieure verwechseln oft die Begriffe Mikrocontroller, Mikroprozessor, System on a Chip, Mikrochip und IC - und manchmal verwenden sie sie auch synonym. Um dieses Problem zu lösen, habe ich eine Liste mit fünf wesentlichen Dingen zusammengestellt, die jeder über Mikrocontroller wissen sollte. Wenn Sie ein professioneller Ingenieur oder ein professioneller Bastler sind, können Sie diesen Artikel überspringen - stellen Sie nur sicher, dass Sie ihn mit Ihren nichttechnischen Kollegen teilen.

MCU-Grundlagen

 
  • Ein Controller ist nicht dasselbe wie ein Prozessor. Ein MCU ist ein Computer auf einem einzigen Chip, der einen Prozessorkern, Speicher und E/A-Peripheriegeräte umfasst, und er wird normalerweise für eine bestimmte Funktion in einem eingebetteten System verwendet. Mit Mikrocontrollern können Sie zum Beispiel Sensoren bedienen, Daten aufzeichnen, LEDs steuern, mit anderen Mikrocontrollern kommunizieren und vieles mehr. Der Speicher, die E/A-Anschlüsse und das ROM/RAM eines Mikrocontrollers befinden sich auf dem Chip. Die Peripheriegeräte eines Mikroprozessors befinden sich außerhalb des Chips. So sind ROM/RAM, serielle Schnittstelle, Timer und E/A-Ports mit einem Mikroprozessor verbunden.  
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  • MCU sind super-fokussiert. Mikrocontroller sind anwendungsspezifisch und werden für vordefinierte Aufgaben eingesetzt. Zum Beispiel kann man einen Mikrocontroller zur Steuerung eines Motors in einem Robotersystem verwenden. Im Gegensatz dazu werden Mikroprozessoren für Anwendungen verwendet, die eine intensive Verarbeitung erfordern, wie z. B. die Ausführung großer Grafikprogramme auf Laptops. Im Grunde genommen verwendet man keinen Intel CORE i5, um die Aufgabe eines Mikrocontrollers zu erfüllen.
     
  • MCU können mit sehr wenig viel erreichen. Ein MCU bietet nicht die hohe Geschwindigkeit und den großen Speicher eines Mikroprozessors. Stellen Sie sich das vor. Ein Mikrocontroller hat eine anwendungsspezifische Aufgabe zu bewältigen und benötigt daher keine atemberaubende Geschwindigkeit und keinen riesigen Speicher, während ein Mikroprozessor für komplizierte, ressourcenintensive Aufgaben herangezogen wird. Die Taktfrequenz eines Mikrocontrollers kann 300 MHz betragen, die eines Prozessors dagegen 4 GHz.
 
  • 8 Bits sind nicht tot. In den frühen 2000er Jahren verkündeten einige Technikjournalisten aufgrund der Verbreitung der aufregenden neuen 32-Bit-Technologie: "8 Bits sind tot". Die Dinge haben sich jedoch geändert. Mit der explosionsartigen Verbreitung des Internet der Dinge sind kostengünstige 8-Bit-Mikrocontroller für eine Vielzahl von Anwendungen sehr gefragt, z. B. für Steuersysteme in der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrt, in der Industrieautomation, in tragbaren elektronischen Geräten, in der Robotik und in medizinischen Geräten.
     
  • MCU sind überall. Das Internet der Dinge umfasst Milliarden von 8-, 16- und 32-Bit-Geräten. Einfach ausgedrückt: Mikrocontroller werden überall eingesetzt: in Autos, Flugzeugen, Haushaltsgeräten, Spielzeug, Überwachungssystemen, Industrieanlagen und medizinischen Geräten. Erinnern Sie sich an das alte Sprichwort, dass man immer 6ʹ von einer Spinne entfernt ist? In dieser IoT-Ära kann man davon ausgehen, dass sich in Ihrer Nähe mehrere Mikrocontroller befinden.

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