Mikrodenetleyici , günlük hayatta kullandığımız neredeyse tüm cihazların içerisinde bulunur. Fırından buzdolabına, cep telefonundan televizyonlara kadar pek çok cihaz, hangi işlemi nasıl yapması gerektiğini bu mikrodenetleyiciler sayesinde algılar ve işlemini yerine getirir. Denetleyiciler arasındaki en önemli farklardan birisi ise sahip oldukları bit mimarileri. Günümüzde ağırlıklı olarak 8 bit ve 32 bit işlemciye sahip mikrodenetleyici kullanılır. Peki bu iki mimarinin farkları neler?
Register Nedir?
Register kavramının tam Türkçe karşılığı bulunmamakla beraber genellikle kitaplarda yazmaç olarak isminden söz edilir. Registerlar geçici veri depolama bellekleridir ve mikrodenetleyici yapılarında önemi büyüktür. Denetleyici içerisinde gerçekleştirilen anlık işlemler sonucunda oluşan veriler, gerekli bellek adresleri gibi önemli bilgiler bu yapılarda saklanır. Kullanılmasının sebebi ise çok yüksek hıza sahip olmaları ve bu nedenle okuma-yazma işlemlerini çok hızlı yerine getirmesi. Veri kaydetme işlemini bünyelerinde bulunan flip-flop devreleri ile sağlar.
8 Ve 32 Bit Mimari Farkları
Her iki mimariye sahip denetleyiciler günümüzde çok aktif olarak kullanılıyor. İki yapının da birbirine göre avantajlı ve dezavantajlı olduğu durumlar mevcut. Genel olarak değerlendirilirse iki yapı arasındaki farklar birkaç başlık altında incelenebilir.
Veri Yolu Hattı
Veri yolu, denetleyici içerisindeki işlemciden çevre birimlerine ve ya tam tersi yönde bilgi alışverişi sağlayan hatta verilen isim. 8-bit mimarisinde bu hattın genişliği 8 bit iken 32 bit mimaride tahmin edilebileceği gibi 32 bit uzunluğunda bir genişliğe sahip. Bu da demek oluyor ki 8-bit mimarisine sahip denetleyicinin dört frame içerisinde taşıyabileceği bir veriyi 32-bit denetleyici bir frame içerisinde yerine getirebilir. Bu da kabaca dört katlık bir veri taşıma hız farkını ortaya çıkarıyor.
Register Kapasitesi
Registerların anlık olarak işlemcide gerçekleştirilen işlemlerin depolanmasından sorumlu olduğu yukarıda bahsedilmişti. Bu yapılar CPU içerisinde bulunduklarından dolayı, hafıza bloğuna göre oldukça hızlıdır. Bu register yapılarının ise mimariye göre farklı kapasiteleri mevcut. 8-bit mimari bünyesinde bulunan bu kaydediciler 8 bit uzunluğunda veri tutabiliyorken ,32-bit mimaride bulunanlar 32 bit uzunluğunda veri tutabiliyor.
Aritmetik/Mantıksal İşlem
Yukarıda verilen başlıklarda verilen bilgiler dolayısıyla iki mimari çeşidi birbirinden farklı veri seti aralığa sahip. 8 bit mimari birim saat darbesinde 8 bitlik bir sayıyı işleyebilir. Bu da işaretsiz olarak 0-255 arasındaki sayılara denk gelir. 32 bit mimari ise birim saat darbesinde 32 bit genişliğindeki bir veriyi işleyebilir. Bu da işaretsiz 0 – 4.294.967.296 aralığındaki sayılara tekabül eder. Veri genişliği büyüdüğünde, mikrodenetleyicinin aritmetik çekirdeği, denetleyicinin bir anda büyük miktarda veri hesaplamasını sağlar. İki mimari arasındaki hız farkının en önemli nedeni, yapılan işlem hacmi arasındaki bu büyük farktır.
Saat Frekans Hızı
İşlemciler, yapacağı işlemleri komutlar vasıtası ile gerçekleştirir. Bu komutlar, işlemci mimarisinin RISC ve ya CISC mimarisi olmasına göre değişiklik gösterir. Komutlar bir işlemcinin temelidir. Komutların işlenmesi ve işlemcinin çalışması için ise osilatörün belli bir saat frekansı üretip işlemciyi beslemesi gerekir. İşlemci işleyeceği her komutu ‘clock’ sayesinde algılar ve işler. Günümüzde 8-bit mimariye sahip denetleyiciler maksimum 40-64 MHz arasında üretilirken 32-bit mimariye sahip denetleyiciler 100 MHz üzerinde saat frekansını desteklemekte. Bu özelliği sayesinde saniyede işleyebildiği komut sayısı ve dolayısıyla veri işleme kapasitesi çok daha büyük boyutlara erişir.
Güç Tüketimi
Yapılan işlem kapasitesinin artması beraberinde güç tüketiminin artmasını getirir. Dolayısıyla 8-bit mikrodenetleyiciler, 32-bit mikrodenetleyicilere göre düşük güç tüketimine sahip.
Fiyat
8-bit denetleyiciler, 32-bit denetleyicilere göre daha düşük donanım ve üretim maliyetine sahip. Bu sebeple piyasada daha uygun fiyatlarda satışa sunulur.
8-bit ve 32-bit mikrodenetleyicilerinin her ikisi de günümüzde aktif olarak kullanılır. Burada önemli nokta, gerçekleştirilecek olan projenin isterleri. Eğer yüksek hız ve veri işleme kapasitesi yüksek işlemler gerekli ise 32-bit denetleyiciler kullanılır. Ancak yapılacak işlemde hız çok ön planda değil ise, basit sistemler için maliyeti ve düşük güç tüketimi sebebi ile 8-bit denetleyicinin kullanılması uygun olacaktır.
KAYNAKÇA
st.com
microchip.com
resources.altium.com
