ไมโครคอนโทรลเลอร์ / ไมโครโปรเซสเซอร์และรุ่นบิตที่แตกต่างกันแตกต่างกันอย่างไร

ในฐานะนักวิศวกรรมทั่วไปฉันกำลังเรียนรู้เกี่ยวกับโลกของไมโครคอนโทรลเลอร์ทุก ๆ วัน มีอยู่ครั้งหนึ่งที่ฉันไม่ค่อยเข้าใจว่าเป็นความสำคัญของไมโครคอนโทรลเลอร์รุ่นบิต

ฉันใช้ ATmega8 มาหลายเดือนแล้วและดูเหมือนว่าจะใช้งานได้ดีสำหรับวัตถุประสงค์ของฉัน ฉันรู้ว่าสิ่งต่าง ๆ เช่นความเร็วสัญญาณนาฬิกาหน่วยความจำจำนวนพิน IO ประเภทของบัสการสื่อสาร ฯลฯ แยกความแตกต่างของไมโครคอนโทรลเลอร์หนึ่งจากอีกอันหนึ่ง แต่ฉันไม่เข้าใจความสำคัญของการพูด 8 บิตและ 16 บิตเทียบกับ 32 บิต ฉันเข้าใจว่ารุ่นบิตที่สูงขึ้นช่วยให้อุปกรณ์สามารถจัดเก็บตัวเลขที่มีขนาดใหญ่ขึ้นได้ แต่สิ่งนี้มีผลต่อการตัดสินใจของฉันอย่างไร ถ้าฉันออกแบบผลิตภัณฑ์ภายใต้สถานการณ์สมมติฉันจะตัดสินใจว่าตัวประมวลผล 8 บิตจะไม่ทำและฉันต้องการอะไรที่สูงกว่า

มีเหตุผลใดบ้างที่จะเชื่อได้ว่า ATmega8 แบบ 32 บิตตามหลักทฤษฏี (สิ่งอื่น ๆ ทั้งหมดเท่ากัน) จะดีกว่ารุ่น 8 บิต (ถ้าเป็นไปได้)

ฉันอาจจะพูดไร้สาระ แต่ฉันคิดว่านั่นเป็นผลมาจากความสับสนของฉัน

ไม่ใช่ความกว้างของจำนวนที่สามารถจัดเก็บได้มันคือความกว้างที่สามารถใช้งานได้ในการดำเนินการครั้งเดียว ตามปรกติ (แต่ไม่จำเป็น) สิ่งนี้ยังมีระดับความสัมพันธ์กับความกว้างของการกำหนดแอดเดรสของหน่วยความจำดั้งเดิมและจำนวนหน่วยความจำที่สามารถแมปได้ง่ายโดยไม่ต้องแก้ไขปัญหาที่น่าเกลียดเช่นการแบ่งเซ็กเมนต์

แกนประมวลผลแบบ 32 บิตของวันนี้เหนือกว่าการออกแบบ 8 แบบในทุก ๆ ด้าน (ความยืดหยุ่นรุ่นหน่วยความจำแบบแบนและประสิทธิภาพการทำงานของหลักสูตร) ​​โดยมีข้อยกเว้นที่สำคัญคือระบบเดิมแอปพลิเคชันที่มีปริมาณมาก เกี่ยวกับขนาดหน่วยความจำชิปมากกว่าความกว้างแกนกลาง) และผลข้างเคียงของกระบวนการ / ความหนาแน่น ในภายหลังสามารถให้สิ่งต่าง ๆ เช่นการทำงาน 5v หรือในบางกรณีอาจมีความแข็งของรังสีมากกว่าหรือมีข้อได้เปรียบที่เรียบง่ายหากพยายามพิสูจน์การออกแบบ CPU ของตัวเองว่าปราศจากข้อผิดพลาดทางตรรกะ หนึ่งในขั้นตอนสุดท้าย / อายุผลข้างเคียงของมูลค่าสำหรับมือสมัครเล่นหลายคนคือคอร์ 8 บิตในแพคเกจกรมทรัพย์สินทางปัญญาเป็นเรื่องธรรมดาในขณะที่อุปกรณ์ 32 บิตในแพคเกจดังกล่าวหายาก

ค่าบิตคือบัสข้อมูลหรือขนาดไพพ์ข้อมูลหมายความว่า MCU 8 บิตสามารถ (ส่วนใหญ่) ทำงานกับค่าจาก 0 ถึง 255 แต่ละรอบนาฬิกาเท่านั้น คิดว่ามันเป็นโปรเซสเซอร์ที่มี 8 สายดิจิตอลในแบบคู่ขนาน และ 16- บิตมี 16 บรรทัดและ 32- บิตมี 32 บรรทัด ดังนั้นสำหรับแต่ละรอบสัญญาณนาฬิกามันจะอ่านบรรทัดข้อมูลเหล่านี้และยิ่งมีค่ามากเท่าไรคุณก็จะสามารถทำงานได้มากขึ้นต่อหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกา

$2^8$$256$

$2^{16}$$65,536$

$2^{32}$$4,294,967,296$

บัสข้อมูลขนาดใหญ่ยังช่วยให้โปรเซสเซอร์สามารถเข้าถึงที่อยู่หน่วยความจำขนาดใหญ่ได้

สิ่งนี้สร้างความแตกต่างอย่างมากระหว่างการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ ตัวเลข 16 บิตให้ความแม่นยำมากกว่าตัวเลข 8 บิต ไมโครคอนโทรลเลอร์ 16 บิตมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการประมวลผลการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ของตัวเลขที่มีความยาวมากกว่า 8 บิต ไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาด 16 บิตสามารถทำงานกับตัวเลข 16 บิตสองตัวโดยอัตโนมัติเช่นคำจำกัดความทั่วไปของจำนวนเต็ม แต่เมื่อคุณใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตกระบวนการจะไม่ตรงไปตรงมา ฟังก์ชั่นที่ใช้ในการทำงานกับหมายเลขดังกล่าวจะใช้รอบเพิ่มเติม ขึ้นอยู่กับว่าการประมวลผลแอปพลิเคชันของคุณเข้มข้นแค่ไหนและมีการคำนวณจำนวนเท่าไหร่สิ่งนี้อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของวงจร

ความแตกต่างระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาด 8 บิตและ 16 บิต