Vi điều khiển là các thiết bị xử lý nhỏ gọn được thiết kế cho các chức năng cụ thể trong các hệ thống lớn hơn. Các đơn vị chip đơn này kết hợp CPU, bộ nhớ và giao diện I/O, cho phép điều khiển tự động trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ máy điều hòa không khí đến thiết bị y tế. Có thể lập trình bằng các ngôn ngữ như C và hợp ngữ, vi điều khiển đóng vai trò thiết yếu trong điện tử, sản xuất và hàng tiêu dùng. Bài viết này sẽ tìm hiểu hai loại vi điều khiển nổi bật: AVR và ARM, đồng thời nêu bật những khác biệt chính của chúng, đặc biệt là về độ rộng bus (8 bit so với 32 bit), nhằm cung cấp cái nhìn tổng quan toàn diện về các thành phần đa năng này.

Vi điều khiển là gì?

Vi điều khiển là một mạch tích hợp (IC) đơn lẻ , tương đương với một máy tính độc lập nhỏ, được thiết kế để thực hiện các tác vụ cụ thể của hệ thống nhúng. Vi điều khiển bao gồm một bộ xử lý nhưng có một lượng bộ nhớ nhỏ (ROM, RAM, v.v.), một vài cổng IO cho thiết bị ngoại vi, một bộ định thời, v.v. AVR và ARM là một phần của họ vi điều khiển. Tuy nhiên, ARM có thể được sử dụng như một vi điều khiển và một vi xử lý.

Bộ vi điều khiển ARM và bộ vi điều khiển AVR khác nhau về mặt kiến trúc và các tập lệnh, tốc độ, kiểu ép xung, bộ nhớ, mức tiêu thụ điện năng, độ rộng bus, v.v. Bây giờ chúng ta hãy cùng tìm hiểu chi tiết về sự khác biệt giữa chúng.

Vi điều khiển AVR là gì?

Vi điều khiển AVR được sản xuất bởi tập đoàn Atmel vào năm 1996. Nó dựa trên Kiến trúc Tập lệnh RISC (ISA) và còn được gọi là RISC Ảo Nâng cao. AT90S8515 là vi điều khiển đầu tiên thuộc họ AVR. Vi điều khiển AVR là loại vi điều khiển phổ biến nhất và có giá thành rẻ. Nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng robot.

Ưu điểm của AVR

• Vi điều khiển AVR nổi tiếng với mức tiêu thụ điện năng thấp, rất phù hợp cho các thiết bị chạy bằng pin cần hoạt động trong thời gian dài. Chúng có kiến trúc đơn giản, dễ lập trình và hữu ích cho người mới bắt đầu cũng như các dự án cơ bản.

• Chip AVR này thường có giá thành rẻ hơn so với các lựa chọn mạnh hơn như ARM, khiến chúng trở thành lựa chọn phù hợp với ngân sách cho nhiều ứng dụng.

• Tính hiệu quả về mặt chi phí của bộ vi điều khiển AVR là một lợi thế quan trọng khác cho phép nhiều dự án được hưởng lợi từ khả năng của chúng.

Nhược điểm của AVR

• Chip AVR này phù hợp cho các tác vụ đơn giản và có sức mạnh xử lý hạn chế so với vi điều khiển ARM. Điều này có thể là vấn đề đối với các dự án phức tạp hơn, đòi hỏi nhiều sức mạnh tính toán.

• Vi điều khiển AVR cũng có dung lượng bộ nhớ nhỏ hơn để lưu trữ mã chương trình và dữ liệu, điều này có thể gây hạn chế cho một số dự án.

• Phạm vi của các mô-đun ngoại vi và tùy chọn bổ sung không rộng đối với AVR như đối với nền tảng ARM, điều này làm giảm tính linh hoạt trong một số trường hợp sử dụng.

Vi điều khiển ARM là gì?

Bộ vi điều khiển ARM được sản xuất và giới thiệu bởi Acorn Computer và được sản xuất bởi Apple, Nvidia, Qualcomm, Motorola, ST Microelectronics, Samsung Electronics và TI, v.v. Nó dựa trên bộ vi điều khiển ARM. Bộ vi điều khiển ARM còn được gọi là bộ vi điều khiển RISC nâng cao. Đây là bộ vi điều khiển phổ biến nhất và được hầu hết các ngành công nghiệp sử dụng cho các hệ thống nhúng vì nó cung cấp bộ tính năng phong phú và phù hợp để sản xuất các thiết bị có ngoại hình đẹp.

Ưu điểm của ARM

• Bộ vi điều khiển ARM này được biết đến với khả năng xử lý mạnh mẽ, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi tính toán chuyên sâu như đa phương tiện, chơi game và điều khiển công nghiệp tiên tiến.

• Các chip dựa trên ARM có nhiều lựa chọn từ loại công suất thấp đến loại hiệu suất cao, cho phép các nhà thiết kế lựa chọn loại phù hợp nhất với yêu cầu cụ thể của dự án.

• Kiến trúc ARM có hệ sinh thái lớn và phát triển mạnh mẽ với nhiều công cụ phát triển, thư viện phần mềm và thành phần ngoại vi có sẵn, cung cấp cho các nhà thiết kế nguồn tài nguyên dồi dào.

Nhược điểm của ARM

• So với bộ vi điều khiển AVR, chip ARM thường có yêu cầu về công suất cao hơn khiến chúng ít phù hợp với các ứng dụng sử dụng pin và năng lượng thấp.

• Các tính năng tiên tiến và khả năng của bộ vi điều khiển ARM có thể đi kèm với đường cong học tập cao hơn, đòi hỏi nhiều thời gian và nỗ lực hơn để thành thạo các khía cạnh phát triển và lập trình.

• Bộ vi điều khiển dựa trên ARM này thường đắt hơn so với bộ vi điều khiển AVR, có thể là sự lựa chọn phù hợp cho các dự án có chi phí hạn chế hoặc các ứng dụng có ngân sách hạn chế.

Sự khác biệt giữa AVR và ARM

Phần kết luận

AVR và ARM là hai bộ vi xử lý nhỏ được sử dụng trong các thiết bị nhỏ. Để lựa chọn giữa chúng, hãy cân nhắc nhu cầu của dự án. AVR phù hợp khi bạn muốn tiết kiệm điện năng, chẳng hạn như trong các thiết bị chạy bằng pin trong thời gian dài. ARM phù hợp hơn khi bạn cần xử lý khối lượng công việc lớn một cách nhanh chóng, chẳng hạn như trong các thiết bị mạnh mẽ hơn. Hãy chọn loại phù hợp với nhu cầu của bạn. Hãy nhớ rằng AVR dùng để tiết kiệm điện năng, còn ARM dùng để xử lý các công việc lớn một cách nhanh chóng.