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माइक्रोप्रोसेसर बनाम एकीकृत सर्किट: प्रकार, कार्य, अनुप्रयोग और अंतर

यह गाइड माइक्रोप्रोसेसर्स और इंटीग्रेटेड सर्किट (आईसीएस) के बारे में है।यह बताता है कि वे क्या हैं, वे कैसे काम करते हैं, और वे किसके लिए उपयोग किए जाते हैं।आप विभिन्न प्रकारों के बारे में जानेंगे कि वे कैसे बनाए जाते हैं, वे फोन और कंप्यूटर जैसे उपकरणों में कैसे उपयोग किए जाते हैं, और उन्हें कैसे प्रतिस्थापित या अपग्रेड किया जा सकता है।यह प्रत्येक के अच्छे और बुरे पक्षों को भी दिखाता है और आपको बेहतर समझने में मदद करने के लिए वास्तविक उदाहरण देता है।

सूची

चित्रा 1। माइक्रोप्रोसेसर बनाम एकीकृत सर्किट

माइक्रोप्रोसेसर क्या है?

ए माइक्रोप्रोसेसर एक छोटी चिप है जो कंप्यूटर या डिजिटल डिवाइस के मस्तिष्क के रूप में काम करती है।यह गणित करने, मूल्यों की तुलना करने और सिस्टम के अन्य भागों को नियंत्रित करने जैसे निर्देशों को पूरा करता है।माइक्रोप्रोसेसरों का उपयोग कंप्यूटर, फोन और कई स्मार्ट उपकरणों में किया जाता है।

वे क्रम में कई चरणों को संभालते हैं, निर्देश पढ़ते हैं, डेटा प्रसंस्करण करते हैं और परिणाम देते हैं।यह उन्हें कार्यक्रम चलाने, इनपुट का जवाब देने और कार्यों को जल्दी और कुशलता से प्रबंधित करने देता है।

जबकि एक माइक्रोप्रोसेसर एक प्रकार का एकीकृत सर्किट है, इसमें एक विशेष काम है: पूरे सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए कई प्रकार के निर्देशों को संभालना।

चित्रा 2। माइक्रोप्रोसेसर

एक एकीकृत सर्किट क्या है?

एक एकीकृत सर्किट (आईसी) एक छोटी चिप है जो कई इलेक्ट्रॉनिक भागों को रखती है, जैसे कि ट्रांजिस्टर और रेसिस्टर्स, सभी एक सतह पर निर्मित।ये भाग एक विशिष्ट कार्य करने के लिए एक साथ काम करते हैं जैसे डेटा संग्रहीत करना, संकेतों को बढ़ाना, या सर्किट में निर्णय लेना।

आईसी कई प्रकारों में आते हैं।कुछ सरल हैं, जैसे साउंड एम्पलीफायरों।अन्य लोग जटिल हैं, जैसे कंप्यूटर के अंदर माइक्रोप्रोसेसर।

प्रत्येक माइक्रोप्रोसेसर एक आईसी है, लेकिन हर आईसी एक माइक्रोप्रोसेसर नहीं है।आईसीएस कई अलग -अलग काम कर सकते हैं, जबकि माइक्रोप्रोसेसर्स को सॉफ्टवेयर चलाने और सिस्टम को प्रबंधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

चित्रा 3। एकीकृत सर्किट (आईसी)

माइक्रोप्रोसेसरों और एकीकृत सर्किट के प्रकार

माइक्रोप्रोसेसर्स के प्रकार

माइक्रोप्रोसेसर अपने उद्देश्य के आधार पर विभिन्न रूपों में आते हैं:

• सामान्य-उद्देश्य प्रोसेसर (जीपीपी)

सामान्य-उद्देश्य प्रोसेसर (GPPs) डेस्कटॉप और लैपटॉप पर विविध कार्य चलाते हैं।वे कई कोर और मेमोरी कैश का उपयोग करके मल्टीटास्किंग और उन्नत संगणनाओं का समर्थन करते हैं।

नीचे दिए गए आरेख से पता चलता है कि एक सामान्य-उद्देश्य प्रोसेसर (GPP) को एक साथ कैसे रखा जाता है और यह अन्य भागों के साथ कैसे काम करता है।केंद्र में MIPS 4KEP कोर है, जो मुख्य प्रसंस्करण कार्यों को संभालता है।कैश नामक एक छोटी मेमोरी अक्सर उपयोग किए जाने वाले डेटा को संग्रहीत करके चीजों को गति देने में मदद करती है।एक मेमोरी कंट्रोलर प्रोसेसर और बाहरी मेमोरी के बीच डेटा के प्रवाह को नियंत्रित करता है।

बाहरी रैम का उपयोग काम करने वाली मेमोरी के रूप में किया जाता है, जबकि फ्लैश मेमोरी कार्यक्रमों की तरह स्थायी डेटा को संग्रहीत करती है।ये एक साझा बस के माध्यम से प्रोसेसर से जुड़ते हैं।प्रोसेसर में अन्य उपकरणों को जोड़ने के लिए डिबगिंग और कार्डबस के लिए EJTAG जैसे विशेष कनेक्शन भी हैं।यह सेटअप GPP को कई कार्यों को संभालने देता है और विभिन्न प्रकार के मेमोरी और हार्डवेयर के साथ काम करता है।

चित्रा 4। सामान्य-उद्देश्य प्रोसेसर (जीपीपी) आरेख

• माइक्रोकंट्रोलर (MCU)

माइक्रोकंट्रोलर (MCU) का उपयोग एम्बेडेड सिस्टम में किया जाता है।ये अंतर्निहित मेमोरी और इनपुट/आउटपुट इंटरफेस के साथ एक प्रोसेसर को जोड़ते हैं, जिससे वे छोटे, बिजली-कुशल उपकरणों के लिए आदर्श होते हैं।

नीचे दिया गया आरेख एक माइक्रोकंट्रोलर की मूल संरचना को दर्शाता है।केंद्र में माइक्रोप्रोसेसर यूनिट (MPU) है, जो प्रोग्राम चलाता है और डेटा को संसाधित करता है।यह सीधे मेमोरी से और I/O पोर्ट से जुड़ता है जो इसे सेंसर या डिस्प्ले जैसी चीजों से बात करने देता है।

MPU के नीचे अंतर्निहित उपकरण हैं जो इसे बेहतर काम करने में मदद करते हैं।इनमें टाइमर, ए/डी कन्वर्टर्स (जो डिजिटल डेटा में एनालॉग सिग्नल बदलते हैं), और सीरियल I/O जैसे संचार पोर्ट शामिल हैं।इन सभी को एक ही चिप पर बनाया गया है, जिससे माइक्रोकंट्रोलर छोटे, कुशल और उपकरणों या स्मार्ट गैजेट्स जैसे उपकरणों के लिए अच्छे हैं।

चित्रा 5। माइक्रोकंट्रोलर (MCU) आरेख

• डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी)

डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) को ऑडियो फ़िल्टरिंग, डेटा संपीड़न और सिग्नल मॉड्यूलेशन जैसे वास्तविक समय के संचालन के लिए ट्यून किया जाता है।

नीचे दिए गए आरेख से पता चलता है कि एक डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) एक सिग्नल सिस्टम में कैसे काम करता है।सबसे पहले, माइक्रोफोन जैसा उपकरण ध्वनि को कमजोर एनालॉग सिग्नल में बदल देता है।इस सिग्नल को एडीसी (एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर) का उपयोग करके डिजिटल रूप में परिवर्तित होने से पहले फिल्टर द्वारा बढ़ावा और साफ किया जाता है।

DSP डिजिटल डेटा को संसाधित करता है, इसमें सिग्नल को फ़िल्टर करना, बढ़ाना या संपीड़ित करना शामिल हो सकता है।उसके बाद, एक डीएसी (डिजिटल-टू-एनालॉग कनवर्टर) डिजिटल सिग्नल को वापस एनालॉग में बदल देता है।स्पीकर की तरह आउटपुट डिवाइस पर जाने से पहले इसे साफ और प्रवर्धित किया जाता है।यह प्रक्रिया डीएसपी को समय में ध्वनि या सिग्नल डेटा को संभालने की अनुमति देती है।

चित्रा 6। डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) आरेख

• सिस्टम-ऑन-चिप (एसओसी)

सिस्टम-ऑन-चिप (एसओसी) प्रोसेसर में न केवल एक सीपीयू बल्कि अन्य मॉड्यूल जैसे ग्राफिक्स इंजन या संचार इंटरफेस शामिल हैं, सभी एक चिप पर।

नीचे दिए गए आरेख से पता चलता है कि कैसे एक सिस्टम-ऑन-चिप (एसओसी) कई भागों को एक छोटे चिप में जोड़ता है।इसमें संकेतों को संभालने के लिए एक सीपीयू, मेमोरी, लॉजिक सर्किट और रेडियो या एनालॉग पार्ट्स शामिल हैं।इसमें एंटेना या सेंसर के लिए बिल्ट-इन कनेक्टर भी हैं।

कुछ संस्करणों में एमईएमएस सेंसर या एक्ट्यूएटर्स होते हैं जो चिप को आंदोलन या दबाव जैसी चीजों को समझते हैं और जल्दी से प्रतिक्रिया देते हैं।एक परीक्षण आवरण यह जांचने में मदद करता है कि क्या चिप सही तरीके से काम करता है।यह कॉम्पैक्ट डिज़ाइन मजबूत प्रदर्शन देता है और स्मार्टफोन, वियरबल्स और अन्य आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एकदम सही है।

चित्रा 7। सिस्टम-ऑन-चिप (एसओसी) प्रोसेसर आरेख

एकीकृत सर्किट के प्रकार

चित्रा 8। एकीकृत सर्किट के प्रकार

ICS को इस आधार पर वर्गीकृत किया जाता है कि वे सिग्नल कैसे संभालते हैं:

• एनालॉग आईसीएस निरंतर संकेतों के साथ काम करता है और एम्पलीफायरों और बिजली नियंत्रकों में पाए जाते हैं।

• डिजिटल आईसीएस बाइनरी लॉजिक का उपयोग करता है और इसमें लॉजिक गेट्स और मेमोरी चिप्स जैसे घटक शामिल हैं।

• मिश्रित-सिग्नल आईसीएस दोनों प्रकार के मिश्रण, सेंसर डेटा को डिजिटल संकेतों में परिवर्तित करने जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है।

• पावर आईसीएस स्थिर बिजली वितरण के लिए वोल्टेज और वर्तमान का प्रबंधन करता है।

• एप्लिकेशन-विशिष्ट आईसीएस (एएसआईसी) को क्रिप्टोक्यूरेंसी खनन या मशीन लर्निंग जैसे विशेष उपयोगों के लिए अनुकूलित किया जाता है।

• मोनोलिथिक आईसीएस हाउस एक सिलिकॉन पर सभी घटक मर जाते हैं, जबकि मल्टीचिप मॉड्यूल में एक पैकेज में कई मर जाते हैं।

माइक्रोप्रोसेसर्स और एकीकृत सर्किट की कार्यात्मक भूमिकाएँ

माइक्रोप्रोसेसर

चित्रा 9। माइक्रोप्रोसेसर सिस्टम आर्किटेक्चर

एक माइक्रोप्रोसेसर एक डिजिटल सिस्टम का मुख्य हिस्सा है जो निर्देश और प्रक्रियाओं को संसाधित करता है।अंदर, इसके तीन मुख्य भाग हैं: अंकगणितीय लॉजिक यूनिट (ALU), कंट्रोल यूनिट, और फास्ट स्टोरेज स्पेस का एक समूह जिसे रजिस्टर सरणी कहा जाता है।

1। ALU बुनियादी गणित और तर्क संचालन करता है।

2। नियंत्रण इकाई प्रोसेसर को बताती है कि क्या करना है और नियंत्रित करता है कि डेटा भागों के बीच कैसे चलता है।

3। रजिस्टर सरणी डेटा और निर्देशों को अस्थायी रूप से रखता है ताकि प्रोसेसर उन्हें जल्दी से एक्सेस कर सके।

माइक्रोप्रोसेसर इनपुट डिवाइस, आउटपुट डिवाइस और मेमोरी से जुड़ता है:

• इनपुट डिवाइस प्रोसेसर को कच्चे डेटा भेजते हैं।

• आउटपुट डिवाइस प्रसंस्करण के बाद परिणामों को दिखाते हैं या उपयोग करते हैं।

• मेमोरी प्रोग्राम और डेटा दोनों को स्टोर करती है।प्रोसेसर मेमोरी से निर्देश और जानकारी प्राप्त करता है, इसे संसाधित करता है, और फिर परिणामों को वापस संग्रहीत करता है।

यह प्रक्रिया एक चक्र में दोहराती है: निर्देश प्राप्त करें, इसे डिकोड करें, और इसे निष्पादित करें।यह चक्र है कि सभी माइक्रोप्रोसेसर कैसे काम करते हैं।

एकीकृत परिपथ

चित्रा 10। एकीकृत सर्किट आंतरिक संरचना

एक एकीकृत सर्किट, या आईसी, एक छोटा इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो एक विशिष्ट कार्य करता है।इसके केंद्र में एक सिलिकॉन चिप (डाई) है जिसमें छोटे सर्किट होते हैं जो संकेतों को बढ़ाने, समय उत्पन्न करने या सरल तर्क करने जैसे कार्यों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

पतले तार सिलिकॉन चिप को धातु संपर्कों से जोड़ते हैं, जो बाहरी पिन से जुड़े होते हैं।ये पिन एक सुरक्षात्मक मामले से बाहर निकलते हैं और आईसी को बाकी सिस्टम से जोड़ते हैं।

प्रत्येक पिन की एक भूमिका होती है: संकेतों में लाना, सिग्नल भेजना, या शक्ति ले जाना।आईसी अपने आंतरिक डिजाइन की गुणवत्ता और इन भौतिक कनेक्शनों की ताकत दोनों पर निर्भर करता है।

एक बार किए जाने के बाद, आईसी अपना काम मज़बूती से करता है और उसे बदलने या फिर से तैयार करने की आवश्यकता नहीं होती है।यह इसे कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का एक स्थिर और महत्वपूर्ण हिस्सा बनाता है।

माइक्रोप्रोसेसरों और एकीकृत सर्किट की प्रोग्रामबिलिटी

माइक्रोप्रोसेसरों

माइक्रोप्रोसेसर अत्यधिक प्रोग्राम करने योग्य हैं।उनके पास एक निश्चित नौकरी नहीं है, वे सॉफ्टवेयर से निर्देशों का पालन करते हैं जिन्हें किसी भी समय बदला जा सकता है।इसका मतलब है कि एक माइक्रोप्रोसेसर कई अलग -अलग प्रणालियों को नियंत्रित कर सकता है जो इस कार्यक्रम के आधार पर है।

उदाहरण के लिए, एक ही चिप आज वॉशिंग मशीन और कल एक वेब ब्राउज़र चला सकती है।यह उच्च-स्तरीय भाषाओं में प्रोग्राम लिखता है, उन्हें मशीन कोड में बदल देता है, और उन्हें माइक्रोप्रोसेसर में लोड करता है।एक बार प्रोग्राम लोड होने के बाद, चिप निर्देशों को चरण दर चरण का अनुसरण करती है।

चित्रा 11। माइक्रोप्रोसेसर के साथ इलेक्ट्रॉनिक सर्किट बोर्ड

क्योंकि यह सॉफ्टवेयर द्वारा नियंत्रित किया जाता है, एक माइक्रोप्रोसेसर के व्यवहार को हार्डवेयर को छूने के बिना अपडेट किया जा सकता है।सॉफ्टवेयर अपडेट के माध्यम से नई सुविधाओं या सुधारों को जोड़ा जा सकता है।यह दूरस्थ अपडेट की भी अनुमति देता है, डिवाइस इंटरनेट पर नए कार्यक्रम प्राप्त कर सकते हैं, बिना किसी की आवश्यकता के।

उन प्रणालियों में जहां चीजें अक्सर रोबोटिक्स, कारखानों, या विमानों की तरह बदलती हैं, प्रोग्रामबिलिटी एक बड़ा लाभ है।माइक्रोप्रोसेसर्स बग को ठीक करना, प्रदर्शन में सुधार करना, या बदलना संभव बनाते हैं कि सिस्टम कैसे काम करता है, यहां तक ​​कि इसे बनाने के बाद भी।

संक्षेप में, माइक्रोप्रोसेसर्स शक्तिशाली होते हैं क्योंकि उन्हें बार -बार फिर से शुरू किया जा सकता है, जिससे वे कई अलग -अलग स्थितियों में उपयोगी हो जाते हैं।

एकीकृत सर्किट (ICS)

अधिकांश आईसीएस प्रोग्रामेबल नहीं हैं।वे एक विशिष्ट काम करने के लिए बनाए गए हैं, और उस नौकरी को विनिर्माण के दौरान स्थायी रूप से चिप में बनाया गया है।उदाहरण के लिए, एक आईसी हमेशा वोल्टेज को विनियमित कर सकता है, जबकि दूसरा हमेशा एक सरल तर्क कार्य कर सकता है।इन चिप्स को उनके द्वारा बनाए जाने के बाद फिर से नहीं किया जा सकता है।

चित्रा 12। एकीकृत सर्किट (आईसी) पीसीबी पर मिलाया गया

हालांकि, अपवाद हैं।कुछ आईसीएस, जैसे एफपीजीएएस (फील्ड-प्रोग्रामेबल गेट एरेज़) और सीपीएलडीएस (कॉम्प्लेक्स प्रोग्रामेबल लॉजिक डिवाइस), विनिर्माण के बाद रिप्रोग्राम किया जा सकता है।यह सेट या बदलने के लिए विशेष कोड लिखता है कि ये चिप्स क्या करते हैं।ये प्रोग्रामेबल आईसी परीक्षण, उत्पाद विकास और प्रणालियों के लिए सहायक होते हैं जिन्हें लचीलेपन की आवश्यकता होती है लेकिन वे आमतौर पर अधिक महंगे होते हैं और अधिक शक्ति का उपयोग करते हैं।

माइक्रोकंट्रोलर भी हैं, जो प्रोग्रामेबल मेमोरी के साथ फिक्स्ड हार्डवेयर को जोड़ते हैं।इन्हें नए सॉफ़्टवेयर के साथ अपडेट किया जा सकता है, जो एक पूर्ण माइक्रोप्रोसेसर के रूप में जटिल होने के बिना कुछ लचीलेपन की पेशकश करता है।फिर भी, अधिकांश आईसी फिक्स्ड-फंक्शन रहते हैं क्योंकि वे उन कार्यों के लिए सरल, विश्वसनीय और कम लागत वाले आदर्श हैं जो परिवर्तन नहीं करते हैं।

माइक्रोप्रोसेसर और आईसी प्रतिस्थापन विकल्प

अवयव प्रकार	मूल भाग	प्रतिस्थापन या अपग्रेड विकल्प	आवेदन प्रसंग	विचार
माइक्रोप्रोसेसर (पीसी सीपीयू)	इंटेल कोर i5-7400 (LGA1151)	इंटेल कोर i7-7700 / i7-7700k	डेस्कटॉप पीसी	अवश्य मैच सॉकेट (LGA1151), अपडेट BIOS, मजबूत कूलर की आवश्यकता हो सकती है
माइक्रोप्रोसेसर (लैपटॉप)	एएमडी Ryzen 5 2500U (BGA)	नहीं आमतौर पर बदली जाने योग्य-मदरबोर्ड-विशिष्ट	नोटबुक/लैपटॉप	एकीकृत मदरबोर्ड (बीजीए) में;प्रतिस्थापन के लिए पूर्ण बोर्ड स्वैप की आवश्यकता होती है
अंतर्निहित microcontroller	Atmega328p	Atmega328pb या STM32F030F4	आर्ज़िनो बोर्ड, शौक परियोजनाएं	चमक फर्मवेयर;STM32 को फिर से काम करने की आवश्यकता है, शक्ति और पिनआउट अंतर
8 बिट माइक्रोप्रोसेसर	इंटेल 8085	100% संगत प्रतिस्थापन -सैम 8085 चिप	परंपरा औद्योगिक तंत्र	झांकना प्रतिस्थापन;घड़ी और वोल्टेज को सत्यापित करें
डिजिटल लॉजिक आईसी	74LS00 (क्वाड नंद गेट)	74HC00 या 74HCT00 (तेजी से सीएमओएस समकक्ष)	सामान्य अंकीय सर्किट	जाँच करना वोल्टेज संगतता (टीटीएल बनाम सीएमओएस), बिजली आपूर्ति सीमाएं
याद आईसी (ईपॉम)	24C02	24C08, 24C16 (एक ही प्रोटोकॉल के साथ उच्च क्षमता)	I ac Eeprom आंकड़ा भंडारण	वही I, C प्रोटोकॉल;फर्मवेयर/सॉफ्टवेयर को पता एक्सटेंशन का समर्थन करना चाहिए
ओप-एम्पी मैं सी	LM741	TL081 या op07	अनुरूप संकेत आगे बढ़ाना	उन्नत इनपुट ऑफसेट और बैंडविड्थ;पावर रेल और मुआवजा पिन सत्यापित करें
शक्ति नियामक आईसी	7805 (5V रैखिक नियामक)	LM2940 (कम-ड्रॉपआउट), या स्विचिंग नियामक मॉड्यूल	शक्ति आपूर्ति सर्किट	बेहतर स्विच-मोड के साथ दक्षता;गर्मी अपव्यय और पिनआउट की जाँच करें
सेंसर मैं सी	LM35 (तापमान संवेदक)	TMP36 या DS18B20 (डिजिटल)	तापमान संवेदन	TMP36 एनालॉग है लेकिन अधिक सटीक है;DS18B20 को डिजिटल इंटरफेसिंग की आवश्यकता होती है
इंटरफ़ेस मैं सी	Max232	Max3232 (3V संगत)	232 रुपये संचार	Max3232 3V तर्क का समर्थन करता है;यदि कम वोल्टेज पर चल रहा है तो Max232 के लिए ड्रॉप-इन
प्रणाली नियंत्रक आईसी	Ite IT8586E (लैपटॉप में EC/SIO)	Ite IT8587E (मॉडल संस्करण, प्रत्यक्ष स्वैप नहीं)	अंतर्निहित नियंत्रक (ईसी) लैपटॉप में	फर्मवेयर बिल्कुल मेल खाना चाहिए;आमतौर पर रिप्रोग्रामिंग या ओईएम टूल की आवश्यकता होती है
निर्देशयोग्य तर्क (पीएलडी)	Gal16v8	सीपीएलडी (जैसे, Xilinx XC9572XL)	डिजिटल तर्क प्रतिस्थापन	ज़रूरत एचडीएल रिडिजाइन और न्यू टूलचेन;हार्डवेयर एडाप्टर की आवश्यकता हो सकती है
CPU + मदरबोर्ड कॉम्बो	इंटेल 6 वें जीन (LGA1151, H110 चिपसेट)	इंटेल 10 वीं जीन (LGA1200, B460 चिपसेट)	भरा हुआ डेस्कटॉप प्लेटफ़ॉर्म अपग्रेड	आवश्यक है नई मदरबोर्ड, DDR4 मेमोरी, और न्यू पावर कनेक्टर सेटअप

माइक्रोप्रोसेसरों और एकीकृत सर्किट के उदाहरण

माइक्रोप्रोसेसर्स और इंटीग्रेटेड सर्किट (आईसीएस) छोटे इलेक्ट्रॉनिक भाग हैं जो कंप्यूटर, फोन और मशीनों जैसे उपकरणों की मदद करते हैं।यहां कुछ सामान्य उदाहरण दिए गए हैं और वे किसके लिए उपयोग करते हैं।

लोकप्रिय माइक्रोप्रोसेसर्स

• इंटेल कोर i7

यह कई व्यक्तिगत कंप्यूटरों में पाया जाने वाला एक शक्तिशाली चिप है।यह गेमिंग, एडिटिंग वीडियो, और काम करने जैसी चीजों के लिए बहुत अच्छा है, जिसमें एक तेज कंप्यूटर की आवश्यकता होती है।

• एआरएम कॉर्टेक्स-एम (STM32 चिप्स की तरह)

इन छोटे माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग स्मार्ट उपकरणों जैसे वाशिंग मशीन, फिटनेस ट्रैकर्स और यहां तक ​​कि मेडिकल टूल्स में किया जाता है।वे लोकप्रिय हैं क्योंकि वे बहुत अधिक शक्ति का उपयोग नहीं करते हैं और कई अलग -अलग काम कर सकते हैं।

• RISC-V चिप्स

RISC-V एक प्रकार का प्रोसेसर डिज़ाइन है जिसे कोई भी उपयोग और बदल सकता है।यह ओपन-सोर्स है, जिसका अर्थ है कि यह उपयोग करने के लिए स्वतंत्र है, और अपने स्वयं के कस्टम संस्करणों का निर्माण कर सकता है।यह अनुसंधान में और नए प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक्स में बहुत उपयोग किया जाता है।

• पुराने चिप्स: ज़िलोग Z80 और इंटेल 8086

इन पुराने चिप्स का उपयोग शुरुआती कंप्यूटरों में किया गया था।कई लोग अभी भी आज उन्हें यह जानने के लिए अध्ययन करते हैं कि कंप्यूटर कैसे काम करते थे और वे कैसे बनाए गए थे।

सामान्य एकीकृत सर्किट (ICS)

• NE555 टाइमर

इस छोटी चिप का उपयोग सर्किट में समय रखने के लिए किया जाता है।यह लाइट्स ब्लिंक बना सकता है या सरल प्रोजेक्ट्स में साउंड बीप बना सकता है।यह छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स सीखने और निर्माण के लिए बहुत लोकप्रिय है।

• 7404 और 7400 लॉजिक चिप्स

इन चिप्स का उपयोग बुनियादी डिजिटल सर्किट में किया जाता है।7404 को एक इन्वर्टर कहा जाता है, और 7400 एक नंद गेट है।वे कंप्यूटर को तर्क का उपयोग करके निर्णय लेने में मदद करते हैं (जैसे हां/नहीं या सच/गलत)।वे अक्सर स्कूलों में इलेक्ट्रॉनिक्स सिखाने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

• LM324 OP-AMP

यह चिप कमजोर संकेतों को मजबूत बनाने में मदद करता है।इसका उपयोग साउंड सिस्टम और सेंसर सर्किट जैसी चीजों में किया जाता है।यह सस्ता है और कई प्रकार की परियोजनाओं में अच्छी तरह से काम करता है।

• Atmega328p (Arduino बोर्डों में प्रयुक्त)

यह चिप एक छोटे कंप्यूटर की तरह है।यह इनपुट (जैसे एक बटन या सेंसर से) और नियंत्रण आउटपुट (जैसे रोशनी या मोटर्स को चालू करना) पढ़ सकता है।यह Arduino बोर्डों में उपयोग किया जाता है, जो आपके स्वयं के गैजेट सीखने और बनाने के लिए महान हैं।

माइक्रोप्रोसेसरों के लाभ और नुकसान

पहलू	लाभ	नुकसान
गति और प्रदर्शन	उच्च प्रसंस्करण गति;लाखों से अरबों को निष्पादित करता है प्रति सेकंड निर्देश	उच्च गति पर गर्मी उत्पन्न करता है;कूलिंग सॉल्यूशंस की जरूरत है
आकार और एकीकरण	एकीकृत सर्किटरी के कारण छोटे और हल्के	अतिरिक्त बाहरी घटकों की आवश्यकता हो सकती है (RAM, I/O)
प्रोग्रामिंग	सॉफ्टवेयर का उपयोग करके विभिन्न कार्यों के लिए आसानी से प्रोग्राम करने योग्य	सॉफ्टवेयर को लिखा, संकलित और डीबग किया जाना चाहिए
बहुमुखी प्रतिभा	पीसी, स्मार्टफोन, रोबोट जैसे विभिन्न उपकरणों में इस्तेमाल किया जा सकता है, वगैरह।	सरल नियंत्रण कार्यों के लिए इष्टतम नहीं;मूल के लिए ओवरकिल अनुप्रयोग
शक्ति दक्षता	आधुनिक प्रोसेसर अच्छी ऊर्जा दक्षता प्रदान करते हैं	उच्च-प्रदर्शन मॉडल अभी भी शक्ति का उपभोग कर सकते हैं
लागत	बड़े पैमाने पर उत्पादन में किफायती;घटक गिनती को कम करता है	उच्च प्रारंभिक डिजाइन और विकास लागत
विश्वसनीयता	ठोस-राज्य घटकों में लंबे समय तक परिचालन जीवन होता है	विद्युत क्षति और थर्मल तनाव के लिए अतिसंवेदनशील
कार्यक्षमता	जटिल एल्गोरिदम और मल्टीटास्क को कुशलता से निष्पादित कर सकते हैं	सीधे एनालॉग सिग्नल को संभाल नहीं सकते;ADCs की जरूरत है
डेटा संधारण	जटिल डेटा हेरफेर, मल्टीटास्किंग और अंकगणित का समर्थन करता है संचालन	लोअर-एंड मॉडल में सीमित शब्द/डेटा आकार (जैसे, 8-बिट या 16-बिट)
अनुमापकता	सिस्टम अपग्रेड का समर्थन करता है (जैसे, मल्टीकोर, कैश विस्तार)	पुराने मॉडल जल्दी से अप्रचलित हो जाते हैं;इलेक्ट्रॉनिक में योगदान देता है बरबाद करना
सुरक्षा	उचित सॉफ़्टवेयर के साथ सुरक्षित सिस्टम चला सकते हैं	हैकिंग, मैलवेयर, और साइड-चैनल हमलों के बिना असुरक्षित रक्षोपाय

एकीकृत सर्किट के लाभ और नुकसान

पहलू	लाभ	नुकसान
आकार और वजन	अत्यंत उच्च घटक घनत्व के कारण छोटे और हल्के	कठिन उचित उपकरण के बिना संभालने के लिए;शारीरिक तनाव के संपर्क में आने पर नाजुक
शक्ति उपभोग	खपत बहुत कम शक्ति, बैटरी-संचालित और पोर्टेबल उपकरणों के लिए आदर्श	नही सकता उच्च शक्ति भार को संभालना;उच्च-वर्तमान अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है
प्रदर्शन और गति	उच्च गति न्यूनतम देरी और तेजी से स्विचिंग क्षमता के साथ संचालन	प्रदर्शन तय है;विनिर्माण के बाद आसानी से संशोधित नहीं किया जा सकता है
लागत (बड़े पैमाने पर उत्पादन)	बहुत बैच निर्माण के कारण उच्च-मात्रा उत्पादन के लिए लागत प्रभावी	महँगा कम मात्रा में डिजाइन और निर्माण करने के लिए
विश्वसनीयता	से कम मिलाप जोड़ों और परस्पर संबंध यांत्रिक या की संभावना को कम करते हैं विद्युत विफलता	संवेदनशील स्थैतिक बिजली (ईएसडी) और तापमान चरम सीमा तक
एकीकरण	कर सकना प्रतिरोधों के साथ -साथ हजारों से अरबों ट्रांजिस्टर को एकीकृत करें और संधारित्र	नही सकता इंडक्टर्स या उच्च-क्षमता वाले कैपेसिटर जैसे बड़े घटकों को शामिल करें
रखरखाव	सरल एक पूरी इकाई के रूप में बदलने के लिए, मरम्मत की जटिलता को कम करना	नही सकता घटक स्तर पर मरम्मत की जाए;दोषपूर्ण होने पर संपूर्ण चिप को बदल दिया जाना चाहिए
वोल्टेज संचालन	उपयुक्त कम-वोल्टेज ऑपरेशन के लिए, सुरक्षा और दक्षता बढ़ाना	नही सकता इन्सुलेशन और सामग्री सीमाओं के कारण उच्च वोल्टेज पर काम करते हैं
FLEXIBILITY	इस्तेमाल किया गया डिजिटल, एनालॉग और मिश्रित-संकेत अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के पार	तय एक बार निर्मित एक बार कॉन्फ़िगरेशन, कार्यक्षमता को नहीं बदला जा सकता है
सहनशीलता	उच्च बड़े पैमाने पर उत्पादन में सटीकता और पुनरावृत्ति स्थिरता सुनिश्चित करती है	अतिसंवेदनशील नमी, स्थैतिक निर्वहन और ओवरहीटिंग से नुकसान के लिए

माइक्रोप्रोसेसरों और एकीकृत सर्किट के अनुप्रयोग

माइक्रोप्रोसेसरों

1। कंप्यूटर और मोबाइल डिवाइस

कंप्यूटर और मोबाइल उपकरणों में, माइक्रोप्रोसेसर्स कोर इंजन के रूप में काम करते हैं जो ऑपरेटिंग सिस्टम और एप्लिकेशन चलाते हैं।वे बुनियादी इनपुट से लेकर कॉम्प्लेक्स मल्टीटास्किंग तक सब कुछ संभालते हैं, इंटरनेट को ब्राउज़ करने, सॉफ्टवेयर चलाने, वीडियो स्ट्रीम करने और मोबाइल ऐप का उपयोग करने में सक्षम होते हैं।डिवाइस की गति और दक्षता काफी हद तक इसके माइक्रोप्रोसेसर की शक्ति पर निर्भर करती है।

2। एम्बेडेड सिस्टम

माइक्रोप्रोसेसर्स का उपयोग व्यापक रूप से एम्बेडेड सिस्टम में उपयोग किया जाता है जो विशेष कंप्यूटिंग सिस्टम में होता है जो बड़ी मशीनों के भीतर समर्पित कार्य करते हैं।वेंडिंग मशीनों, माइक्रोवेव ओवन और स्मार्ट थर्मोस्टैट्स जैसे रोजमर्रा के उपकरणों में, माइक्रोप्रोसेसर्स नियंत्रण तर्क और स्वचालित संचालन का प्रबंधन करते हैं।उनकी भूमिका इनपुट और पर्यावरणीय परिवर्तनों के लिए सटीक और समय पर प्रतिक्रियाएं सुनिश्चित करना है।

3। औद्योगिक उपकरण

औद्योगिक सेटिंग्स में, माइक्रोप्रोसेसरों का उपयोग स्वचालन और नियंत्रण के लिए किया जाता है।वे प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर्स (पीएलसी), रोबोटिक आर्म्स और डेटा लॉगर में एम्बेडेड हैं।ये प्रोसेसर उत्पादन प्रक्रियाओं की निगरानी और नियंत्रण करते हैं, डेटा अधिग्रहण को संभालते हैं, और कारखाने के फर्श पर सुरक्षा, दक्षता और स्थिरता को बनाए रखने वाले निर्देशों को निष्पादित करते हैं।

4। मोटर वाहन प्रणाली

आधुनिक वाहन विभिन्न सबसिस्टम को नियंत्रित करने के लिए माइक्रोप्रोसेसरों पर बहुत अधिक भरोसा करते हैं।इंजन कंट्रोल यूनिट्स (ईसीयू) से जो कि एडवांस्ड ड्राइवर-इनिस्टेंस सिस्टम (एडीए) के लिए ईंधन इंजेक्शन और उत्सर्जन का प्रबंधन करते हैं, जो लेन-कीपिंग और टकराव से बचाव का समर्थन करते हैं, माइक्रोप्रोसेसर ऑटोमोबाइल के प्रदर्शन और सुरक्षा के लिए केंद्रीय हैं।वे इन्फोटेनमेंट सिस्टम, नेविगेशन टूल और जलवायु नियंत्रण सुविधाओं को भी पावर करते हैं।

5। संचार उपकरण

संचार बुनियादी ढांचा डेटा ट्रांसमिशन और सिग्नल प्रोसेसिंग का प्रबंधन करने के लिए माइक्रोप्रोसेसरों पर निर्भर करता है।राउटर, मॉडेम और मोबाइल बेस स्टेशन जैसे डिवाइस माइक्रोप्रोसेसरों का उपयोग कुशलतापूर्वक जानकारी को रूट करने, नेटवर्क स्थिरता बनाए रखने और वायरलेस और वायर्ड संचार का समर्थन करने के लिए करते हैं।ये प्रोसेसर तेज, सुरक्षित और विश्वसनीय डेटा एक्सचेंज को सक्षम करते हैं।

6। चिकित्सा उपकरण

चिकित्सा क्षेत्र में, माइक्रोप्रोसेसर्स पावर डायग्नोस्टिक टूल्स, मॉनिटरिंग सिस्टम और इमेजिंग उपकरण।ईसीजी मशीनों, रक्तचाप मॉनिटर, एमआरआई स्कैनर और अल्ट्रासाउंड डिवाइस जैसे डिवाइस माइक्रोप्रोसेसरों पर जल्दी से डेटा को संसाधित करने और सटीक रीडिंग देने के लिए भरोसा करते हैं।उनका एकीकरण रोगी सुरक्षा और नैदानिक ​​उपचारों की प्रभावशीलता दोनों में सुधार करता है।

एकीकृत सर्किट (ICS)

1। डिजिटल आईसीएस

डिजिटल आईसीएस बाइनरी लॉजिक (0s और 1s) का उपयोग करके काम करते हैं और डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए महत्वपूर्ण हैं।इनमें माइक्रोकंट्रोलर, मेमोरी चिप्स (जैसे रैम और रोम), और लॉजिक गेट्स शामिल हैं।स्मार्टफोन और लैपटॉप से ​​लेकर वाशिंग मशीन और कैलकुलेटर तक सब कुछ पाया गया, डिजिटल आईसीएस डेटा स्टोरेज, सिग्नल प्रोसेसिंग और कंट्रोल लॉजिक निष्पादन जैसे कार्य करते हैं।

2। एनालॉग आईसीएस

एनालॉग आईसीएस निरंतर विद्युत संकेतों को संभालते हैं और उन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं जहां सिग्नल भिन्नता महत्वपूर्ण है।वे ऑडियो प्रवर्धन, सेंसर सिग्नल प्रोसेसिंग और वोल्टेज विनियमन में उपयोग किए जाते हैं।उदाहरण के लिए, एक साउंड सिस्टम में एनालॉग आईसीएस वॉल्यूम और टोन को समायोजित करते हैं, जबकि एक तापमान सेंसर में, वे पर्यावरणीय इनपुट को पठनीय आउटपुट में परिवर्तित करते हैं।

3। मिश्रित-सिग्नल आईसी

मिश्रित-सिग्नल आईसीएस एक ही चिप पर एनालॉग और डिजिटल कार्यों को जोड़ती है, जिससे वे भौतिक इनपुट और डिजिटल सिस्टम के बीच अंतर को कम करने के लिए आदर्श बनाते हैं।वे व्यापक रूप से उन उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं जिन्हें एनालॉग-टू-डिजिटल या डिजिटल-टू-एनालॉग रूपांतरण की आवश्यकता होती है, जैसे कि स्मार्टफोन, वायरलेस संचार मॉड्यूल और टचस्क्रीन इंटरफेस।

4। पावर आईसीएस

पावर आईसीएस को एक प्रणाली के भीतर विद्युत ऊर्जा के वितरण और विनियमन का प्रबंधन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।उनका उपयोग स्मार्टफोन, इलेक्ट्रिक वाहनों, बैटरी चार्जर और अक्षय ऊर्जा प्रणालियों में कुशल बिजली रूपांतरण और बैटरी प्रबंधन सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है।ऊर्जा उपयोग का अनुकूलन करके, पावर आईसीएस इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की दीर्घायु और सुरक्षा में सुधार करता है।

5। IoT- विशिष्ट आईसीएस

इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) डिवाइस अक्सर विशेष IC का उपयोग करते हैं जो संवेदन, डेटा प्रोसेसिंग और वायरलेस संचार को एक कॉम्पैक्ट रूप में एकीकृत करते हैं।ये ऑल-इन-वन चिप्स स्मार्ट होम गैजेट्स, पहनने योग्य स्वास्थ्य मॉनिटर, कृषि सेंसर और औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों में पाए जाते हैं।कनेक्टिविटी प्रदान करते समय कम शक्ति पर काम करने की उनकी क्षमता उन्हें IoT पारिस्थितिकी तंत्र के विकास के लिए महत्वपूर्ण बनाती है।

निष्कर्ष

माइक्रोप्रोसेसर और आईसीएस छोटे लेकिन शक्तिशाली भाग हैं जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को काम करते हैं।माइक्रोप्रोसेसर कई अलग -अलग कार्य चला सकते हैं क्योंकि वे सॉफ्टवेयर निर्देशों का पालन करते हैं, जो उन्हें कंप्यूटर, मशीनों और स्मार्ट उपकरणों में उपयोगी बनाता है।आईसीएस को वास्तव में अच्छी तरह से एक काम करने के लिए बनाया गया है, जैसे कि ध्वनि या भंडारण स्मृति को बढ़ाना, और सभी प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक्स में पाए जाते हैं।जबकि माइक्रोप्रोसेसर्स लचीले होते हैं और उन्हें पुन: प्राप्त किया जा सकता है, अधिकांश आईसी तय किए जाते हैं और सरल होते हैं।साथ में, वे होम गैजेट से लेकर औद्योगिक मशीनों तक सब कुछ पावर में मदद करते हैं, प्रत्येक डिवाइस को क्या करने की आवश्यकता है, इस पर निर्भर करता है।