Diferencias entre circuito integrado y microprocesador
La introducción de los circuitos integrados (CI) ha revolucionado el funcionamiento actual de los sistemas embebidos. Al integrar circuitos de transistores en un solo chip, los diseñadores de electrónica han podido crear dispositivos informáticos avanzados, como ordenadores portátiles y teléfonos móviles. Cuando la gente habla de cómo funcionan los sistemas embebidos, suele oír hablar de circuitos integrados y microprocesadores. Pero, ¿qué son exactamente estos componentes, en qué se diferencian y qué relación tienen con los sistemas embebidos? En este artículo aprenderás más sobre su relación entre sí y cómo han modernizado la industria de los sistemas empotrados.
¿Qué es un circuito integrado?
En los primeros tiempos, los ordenadores se fabricaban con tubos de vacío que formaban los circuitos lógicos. Debido a su gran tamaño y costosa construcción, el primer ordenador no era ideal para su uso generalizado. La invención del transistor, que regula el flujo de corriente o tensión y actúa como interruptor de las señales electrónicas, ayudó a compensar estos inconvenientes, pero seguía teniendo sus propias limitaciones.
La invención del circuito integrado (CI) ayudó a revolucionar el uso de señales electrónicas como los transistores en un diseño mucho más pequeño y lucrativo. El circuito integrado, a veces llamado chip o microchip, es una oblea semiconductora, a menudo de silicio, que integra un conjunto de circuitos electrónicos, como resistencias, transistores, condensadores y diodos, que se conectan entre sí para realizar una función específica. Un solo circuito integrado puede contener de miles a millones de estos circuitos electrónicos, dependiendo de la potencia de cálculo.
Los circuitos integrados son muy importantes en el diseño de sistemas embebidos, ya que han contribuido a revolucionar y mejorar el uso de los circuitos electrónicos. Antes del uso de los CI, componentes como los transistores y las resistencias se cableaban juntos en una placa de circuitos. Pero con la introducción de los CI, estos componentes se forman ahora en un único chip más pequeño.
Hoy en día, los circuitos integrados se utilizan habitualmente en el diseño electrónico y pueden clasificarse en analógicos, digitales o una combinación de ambos. Los CI se pueden utilizar para diversos fines, como amplificadores, procesadores de vídeo, memoria de ordenador, interruptores y microprocesadores.
¿Qué es un microprocesador?
¿Es un microprocesador un circuito integrado? La respuesta es sí, y se considera uno de los más complejos de su clase. Un microprocesador es un procesador informático que combina las funciones de una unidad central de proceso (CPU) en un único circuito integrado o chip. Se utiliza en un sistema informático para realizar tareas lógicas y de cálculo, de modo que otros circuitos externos, como la memoria o los circuitos integrados periféricos, puedan realizar las funciones previstas.
Antes de la invención del microprocesador, la unidad de control y procesamiento de un ordenador, la CPU, estaba formada por transistores y, con el tiempo, por pequeños circuitos integrados, todos ellos montados individualmente en una placa de circuito impreso. La invención del microprocesador hizo posible integrar dichos componentes en un solo chip, reduciendo así el tamaño de tales tecnologías.
En general, los microprocesadores se utilizan en aplicaciones en las que la tarea no está predefinida, como ordenadores o videojuegos, en los que la tarea depende del usuario. En estos casos, los microprocesadores son adecuados porque admiten una amplia gama de aplicaciones informáticas.
Cómo los circuitos integrados y los microprocesadores impulsan los sistemas embebidos
Los circuitos integrados han allanado el camino para los avanzados sistemas embebidos que conocemos y utilizamos hoy en día. Los chips semiconductores utilizados en dispositivos como teléfonos inteligentes, tabletas y ordenadores portátiles son todos circuitos integrados que proporcionan al sistema los circuitos electrónicos necesarios para realizar la función a la que están destinados.
En concreto, los microprocesadores son circuitos integrados básicos que suelen utilizar los ingenieros de sistemas embebidos en los diseños embebidos. El microprocesador se utiliza para controlar las funciones de la CPU de un sistema embebido que realiza tareas como buscar y descodificar instrucciones de la memoria principal y utilizar esas instrucciones para realizar operaciones aritméticas y lógicas para otros dispositivos de memoria o de E/S.
Solución de problemas y desarrollo de sistemas integrados con circuitos integrados
Los circuitos integrados, como los microprocesadores, necesitan un protocolo de comunicación para "hablar" e intercambiar datos con diversos componentes o incluso con otros circuitos integrados dentro de un sistema. Los microprocesadores suelen utilizar protocolos como I2C, SPI o USB para intercambiar datos. Con tantas piezas interconectadas, como el microprocesador/microcontrolador, los dispositivos de memoria y los periféricos de E/S, el diseño y desarrollo de sistemas integrados puede ser todo un reto. Es importante asegurarse de que cada uno de estos componentes trabaja conjuntamente para crear un sistema que funcione correctamente.
Para determinar si cada componente funciona como se espera, los adaptadores de host y los analizadores de protocolos son herramientas útiles que los ingenieros pueden utilizar para probar y depurar sistemas con el fin de verificar su rendimiento. Con estas herramientas, los usuarios pueden emular fácilmente dispositivos maestros o esclavos, programar rápidamente la memoria y supervisar el bus para encontrar errores de comunicación.
Total Phase ofrece una gama de adaptadores de host y analizadores de protocolos que se adaptan a los distintos requisitos de los proyectos.
Conclusión
Tanto los circuitos integrados como los microprocesadores son una parte esencial de la comprensión y creación de sistemas embebidos. Los circuitos integrados nos han permitido ampliar la forma en que utilizamos e incorporamos los transistores y otros circuitos electrónicos a los diseños electrónicos. Y sin circuitos integrados, no habría microprocesadores. Los microprocesadores nos permiten incorporar funciones de CPU a los dispositivos, permitiendo que nuestros dispositivos cotidianos realicen cálculos y tareas avanzadas. Aunque estos componentes nos facilitan la vida, crear sistemas que funcionen correctamente puede ser todo un reto. Con las herramientas de depuración y desarrollo adecuadas para probar y validar los sistemas, estos procesos pueden simplificarse.