🔸 Introducción

En el ámbito de la electrónica y la informática, los microcontroladores y los microprocesadores son componentes fundamentales. Sin embargo, presentan diferencias esenciales en términos de arquitectura y aplicaciones. Esta lección se centra en explorar de manera concisa estas diferencias para brindar una comprensión clara y sólida de ambos componentes, permitiendo a los profesionales tomar decisiones informadas en sus proyectos de diseño electrónico.

📘 Fundamento Teórico

En esta sección, exploraremos las diferencias fundamentales entre un microcontrolador, un microprocesador y un dispositivo lógico programable (FPGA), que son componentes esenciales en el diseño de sistemas digitales.

📖 Microcontrolador o MCU (microcontroller unit)

Un microcontrolador es un circuito integrado que incluye una unidad de procesamiento central (CPU), memoria, puertos de entrada/salida y periféricos integrados. Se utiliza principalmente en aplicaciones embebidas para controlar dispositivos y realizar tareas específicas.

CPU: Corazón del microcontrolador que ejecuta las instrucciones del programa.
Memoria: Incluye tanto memoria ROM (para almacenar el software) como RAM (para datos temporales y operaciones).
Periféricos de Entrada/Salida: Incluyen GPIOs, interfaces de comunicación (UART, SPI, I2C), temporizadores, convertidores ADC/DAC, entre otros.
Sistema de interrupción: Permite que el MCU responda a eventos externos o internos de manera eficiente.

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Tarjeta de Desarrollo Arduino UNO

📖 Microprocesador o MPU (microprocessor unit)

Un microprocesador es un dispositivo que contiene una CPU y se utiliza para ejecutar instrucciones de un programa almacenado en memoria. A diferencia de un microcontrolador, no suele incluir periféricos integrados y se utiliza en sistemas de propósito general.

CPU: Puede tener múltiples núcleos y es más poderosa comparada con la de un MCU.
Memoria externa: Los MPU generalmente utilizan memoria externa para el almacenamiento de programas y datos, lo cual permite mayor flexibilidad y capacidad.
Interfaces de alta velocidad: Incluyen Ethernet, USB, HDMI, y otras interfaces que manejan altas tasas de transferencia.
Controladores avanzados: Pueden incluir controladores gráficos, manejo de señales digitales y más.

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Raspberry Pi

📖Field-Programmable Gate Array (FPGA)

Un FPGA es un circuito integrado que permite configurar la lógica interna a través de programación. Puede implementar funciones lógicas personalizadas y es altamente flexible en términos de diseño. Se utiliza en aplicaciones donde se requiere una alta capacidad de adaptación y procesamiento paralelo.

Matriz de bloques lógicos: Configurables para realizar diversas funciones lógicas.
Matriz de interconexión programable: Conexiones configurables que conectan los bloques lógicos según las necesidades del diseño.
Bloques de E/S: Conectan la FPGA con el mundo exterior a través de varios protocolos y estándares de interfaz.
Memoria integrada: FPGAs típicamente incluyen bloques de memoria para almacenamiento temporal y configuración.

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Modjo FPGA

📖 System on Chip (SoC)

Un SoC es un enfoque más avanzado que combina una CPU principal (generalmente basada en microprocesador), memoria, periféricos y otros componentes, como controladores de dispositivos, en un solo chip. Los SoC son ampliamente utilizados en dispositivos móviles, sistemas embebidos y electrónica de consumo, ya que ofrecen un alto nivel de integración y rendimiento en un espacio reducido. Esto hace que los SoC sean ideales para dispositivos como teléfonos inteligentes, tabletas y sistemas de entretenimiento.

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