Los microcontroladores vienen en muchos sabores diferentes, pero generalmente podemos clasificarlos como CPU diseñadas para integrarse en otros sistemas con circuitos de soporte externos limitados o sin ellos. He visto microcontroladores de 4, 8, 16, 32 y 64 bits. En estos días, la demanda de un 4 bit ha desaparecido con los precios y el consumo de energía de los más grandes. Algunas arquitecturas de 8 bits todavía están en uso (¿morirá alguna vez el 8051?), Pero las CPU de 32 bits están comenzando a consumir el extremo inferior del mercado.
Puede preguntar cómo pueden hacer esto. En primer lugar, el tamaño de la característica de los chips se ha reducido, lo que disminuye el tamaño, el costo y el consumo de energía. En segundo lugar, muchos de estos diseños funcionan a velocidades de reloj mucho más bajas, tienen poca o ninguna memoria caché y, a menudo, descartan características como el reordenamiento de instrucciones y el punto flotante en lugar de chips más pequeños / más baratos con circuitos de soporte en el dado. Al no tener que conducir buses para gráficos, el almacenamiento de memoria grande o la conexión en red de alta velocidad hace que los circuitos de interfaz sean relativamente simples. En muchos casos, la memoria y algunos buses de red / serie limitados se trasladan al chip para facilitar el uso por parte de los diseñadores.
Las CPU en las computadoras son grandes chips de bocina diseñados para exprimir hasta el último cálculo de un ciclo de reloj y ejecutar tantos como sea posible. Para hacer esto, necesita un entorno limpio de chips de soporte para realizar las tareas más básicas. Solo la interfaz de memoria de una CPU Intel moderna es más complicada que muchos microcontroladores, pero al mismo tiempo pocas CPU pueden competir en una tarea de uso intensivo de memoria. Esto requiere muchos controladores para el uso óptimo de DRAM (que la mayoría de los microcontroladores no pueden tocar) sin mencionar la lógica para admitir cachés de varios niveles.
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Las CPU modernas han alcanzado su punto más alto de la marca de 100 vatios para un solo chip. Esto es una locura desde una perspectiva de ingeniería y obligó a los fabricantes a encontrar formas de ahorrar energía. Velocidades de reloj dinámicas, potencia selectiva para diferentes componentes y motores de cálculo parcial para paralelismos ligeros (hyperthreads). Estos han hecho de la CPU moderna una verdadera maravilla de logros de ingeniería, pero no algo que pueda integrarse en dispositivos pequeños, de baja potencia o de mano.
Estamos viendo una pequeña convergencia con las últimas líneas ARM e Intel Atom. ARM siempre ha mantenido sus chips con un pie en el espacio incrustado, pero en los últimos años han aterrizado en el espacio de 64 bits con un buen rendimiento. Ahora puedo obtener una placa pequeña de baja potencia con un procesador de 64 bits y una memoria decente por alrededor de $ 100. Al mismo tiempo, Intel ha tomado sus CPU y ha hecho algunos intentos de integrar diseños reducidos con el Atom. Algunos de esos diseños se han movido mucho en el chip y proporcionan un rendimiento realmente bueno para el intercambio de potencia.
Al mismo tiempo, los aficionados utilizan tablas baratas de ambos campamentos que no se podrían haber hecho antes.
Esta imagen muestra un Intel Edison y Raspberry Pi 2. Cada uno ejecuta Linux, tiene múltiples núcleos, miles de millones de bytes de almacenamiento y mil millones de bytes de memoria. Puedo alimentar cualquiera de las baterías durante horas. Estos son tiempos interesantes en los que puede lanzar lo que hubiera sido un escritorio de alta gama hace 15 años con un problema en un pequeño paquete de $ 50 con algún software estándar.
