ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นอุปกรณ์ประมวลผลขนาดกะทัดรัดที่ออกแบบมาเพื่อฟังก์ชันเฉพาะภายในระบบขนาดใหญ่ หน่วยชิปเดี่ยวเหล่านี้รวมเอาอินเทอร์เฟซ CPU หน่วยความจำ และ I/O ไว้ด้วยกัน ทำให้สามารถควบคุมอัตโนมัติได้ในการใช้งานหลากหลาย ตั้งแต่เครื่องปรับอากาศไปจนถึงเครื่องมือแพทย์ ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถเขียนโปรแกรมได้ในภาษาต่างๆ เช่น C และภาษาแอสเซมบลี จึงเป็นสิ่งจำเป็นในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การผลิต และสินค้าอุปโภคบริโภค บทความนี้จะสำรวจสองประเภทหลัก ได้แก่ AVR และ ARM โดยเน้นย้ำถึงความแตกต่างที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านความกว้างของบัส (8 บิต เทียบกับ 32 บิต) เพื่อให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของส่วนประกอบอเนกประสงค์เหล่านี้

ไมโครคอนโทรลเลอร์คืออะไร?

ไมโครคอนโทรลเลอร์คือวงจรรวม (IC) ตัวเดียว ที่เทียบได้กับคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กแบบสแตนด์อโลน และออกแบบมาเพื่อทำงานเฉพาะของระบบฝังตัว ไมโครคอนโทรลเลอร์ประกอบด้วยหน่วยประมวลผล แต่มีหน่วยความจำเพียงเล็กน้อย (ROM, RAM ฯลฯ) พอร์ต IO สำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงจำนวนน้อย ตัวจับเวลา ฯลฯ AVR และ ARM เป็นส่วนหนึ่งของตระกูลไมโครคอนโทรลเลอร์ อย่างไรก็ตาม ARM สามารถใช้เป็นทั้งไมโครคอนโทรลเลอร์และไมโครโปรเซสเซอร์ได้

ไมโครคอนโทรลเลอร์ ARMและไมโครคอนโทรลเลอร์ AVRแตกต่างกันในแง่ของสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกัน ชุดคำสั่งที่แตกต่างกัน ความเร็ว แคสต์ หน่วยความจำ การใช้พลังงาน ความกว้างของบัส ฯลฯ ตอนนี้มาทำความเข้าใจโดยละเอียดว่าทั้งสองแตกต่างกันอย่างไร

ไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR คืออะไร?

ไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR ผลิตโดยบริษัท Atmel ในปี พ.ศ. 2539 ไมโครคอนโทรลเลอร์นี้ใช้สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง RISC (ISA)และมีอีกชื่อหนึ่งว่า Advanced Virtual RISC AT90S8515 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์รุ่นแรกในตระกูล AVR ไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR เป็นคอนโทรลเลอร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดและมีราคาถูก ไมโครคอนโทรลเลอร์นี้ถูกนำไปใช้งานในหุ่นยนต์หลายประเภท

ข้อดีของ AVR

• ไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR ขึ้นชื่อเรื่องการใช้พลังงานต่ำ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่ซึ่งต้องใช้งานเป็นเวลานาน มีสถาปัตยกรรมที่เรียบง่าย ง่ายต่อการเขียนโปรแกรม และเป็นประโยชน์สำหรับผู้เริ่มต้นและโครงการพื้นฐาน

• โดยทั่วไปชิป AVR เหล่านี้จะมีราคาถูกกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพมากกว่า เช่น ARM ทำให้เป็นตัวเลือกที่ประหยัดงบประมาณสำหรับการใช้งานต่างๆ มากมาย

• ความคุ้มต้นทุนของไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR ถือเป็นข้อได้เปรียบสำคัญอีกประการหนึ่งที่ช่วยให้โครงการต่างๆ ได้รับประโยชน์จากความสามารถของไมโครคอนโทรลเลอร์ได้มากขึ้น

ข้อเสียของ AVR

• ชิป AVR นี้เหมาะสำหรับงานง่ายๆ และมีพลังการประมวลผลที่จำกัดเมื่อเทียบกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM ซึ่งอาจเป็นปัญหาสำหรับโครงการที่ซับซ้อนกว่าซึ่งต้องใช้การประมวลผลจำนวนมาก

• ไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR ยังมีความจุหน่วยความจำที่เล็กกว่าทั้งสำหรับโค้ดโปรแกรมและที่เก็บข้อมูลซึ่งอาจมีข้อจำกัดสำหรับบางโครงการ

• ขอบเขตของโมดูลต่อพ่วงและตัวเลือกเสริมนั้นไม่กว้างเท่ากับสำหรับ AVR เมื่อเทียบกับแพลตฟอร์ม ARM ซึ่งทำให้ความยืดหยุ่นลดลงในกรณีการใช้งานบางกรณี

ARM Microcontroller คืออะไร?

ไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM ผลิตและเปิดตัวโดยบริษัทคอมพิวเตอร์ Acorn และผลิตโดย Apple, Nvidia, Qualcomm, Motorola, ST Microelectronics, Samsung Electronics และ TI เป็นต้น ไมโครคอนโทรลเลอร์นี้ใช้พื้นฐานจากไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM ไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM หรือที่เรียกว่า Advanced RISC Microcontroller ถือเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดและอุตสาหกรรมส่วนใหญ่นำมาใช้กับระบบฝังตัวเนื่องจากมีคุณสมบัติมากมายและเหมาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์ที่มีรูปลักษณ์สวยงาม

ข้อดีของ ARM

• ไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM นี้มีชื่อเสียงในด้านความสามารถในการประมวลผลอันทรงพลัง ทำให้เหมาะสำหรับแอพพลิเคชั่นที่ต้องใช้การประมวลผลอย่างเข้มข้น เช่น มัลติมีเดีย เกม และการควบคุมอุตสาหกรรมขั้นสูง

• ชิปที่ใช้ ARM มีตัวเลือกมากมายตั้งแต่แบบกินไฟต่ำไปจนถึงแบบประสิทธิภาพสูง ช่วยให้นักออกแบบสามารถเลือกชิปที่เหมาะกับความต้องการเฉพาะของโครงการของตนได้

• สถาปัตยกรรม ARM มีระบบนิเวศที่ใหญ่โตและเจริญรุ่งเรืองพร้อมด้วยเครื่องมือพัฒนา ไลบรารีซอฟต์แวร์ และส่วนประกอบต่อพ่วงที่มีให้เลือกมากมาย ซึ่งช่วยให้ผู้ออกแบบมีทรัพยากรที่เพียงพอ

ข้อเสียของ ARM

• เมื่อเปรียบเทียบกับไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR แล้ว ชิปที่ใช้ ARM โดยทั่วไปจะมีความต้องการพลังงานที่สูงกว่า ทำให้ไม่เหมาะกับการใช้งานที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่และใช้พลังงานต่ำ

• คุณสมบัติขั้นสูงและความสามารถของไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM อาจมาพร้อมกับเส้นโค้งการเรียนรู้ที่สูงขึ้น ซึ่งต้องใช้เวลาและความพยายามมากขึ้นในการฝึกฝนด้านการพัฒนาและการเขียนโปรแกรม

• โดยทั่วไปแล้วไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ ARM จะมีราคาแพงกว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ AVR ซึ่งอาจเป็นข้อพิจารณาสำหรับโครงการที่คำนึงถึงต้นทุนหรือแอปพลิเคชันที่มีงบประมาณจำกัด

ความแตกต่างระหว่าง AVR และ ARM

บทสรุป

AVR และ ARM เป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กสองเครื่องที่ใช้ในอุปกรณ์ขนาดเล็ก การเลือกใช้งานควรพิจารณาถึงความต้องการของโครงการของคุณ AVR เหมาะมากเมื่อคุณต้องการประหยัดพลังงาน เช่น ในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เป็นเวลานาน ส่วน ARM เหมาะกว่าเมื่อคุณต้องทำงานจำนวนมากอย่างรวดเร็ว เช่น ในอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูง เลือกเครื่องที่เหมาะสมกับงานที่คุณต้องการ จำไว้ว่า AVR มีไว้สำหรับประหยัดพลังงาน ส่วน ARM มีไว้สำหรับงานขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็ว