¿Cuál es la diferencia entre 8051, PIC, AVR y ARM?

Hoy en día, los microcontroladores son tan baratos y fáciles de conseguir que es habitual utilizarlos en lugar de simples circuitos lógicos como los contadores, por la única razón de ganar cierta flexibilidad de diseño y ahorrar espacio. Algunas máquinas y robots dependen incluso de un gran número de microcontroladores, cada uno de los cuales se dedica a una tarea específica. Los microcontroladores más recientes son "programables por sistema", lo que significa que es posible cambiar el programa en ejecución sin necesidad de retirar el microcontrolador de su ubicación. En este artículo, hablamos de la diferencia entre los microcontroladores AVR, ARM, 8051 y PIC.

Diferencias entre los microcontroladores AVR, ARM, 8051 y PIC

Las diferencias entre los microcontroladores incluyen principalmente qué es un microcontrolador, la diferencia entre los microcontroladores AVR, ARM, 8051 y PIC y sus aplicaciones.

¿Qué es un microcontrolador?

Un microcontrolador puede compararse con un pequeño ordenador autónomo; es un dispositivo extremadamente potente, capaz de realizar una serie de tareas preprogramadas y de interactuar con otros dispositivos de hardware. Al estar encerrado en un minúsculo circuito integrado (CI) cuyo tamaño y peso son regularmente insignificantes, se está convirtiendo en el controlador perfecto para los robots o cualquier máquina que requiera algún tipo de automatización inteligente. Un solo microcontrolador puede ser suficiente para gestionar un pequeño robot móvil, una lavadora automática o un sistema de seguridad. Varios microcontroladores contienen una memoria para almacenar el programa que se va a ejecutar y muchas líneas de entrada/salida que se pueden utilizar para actuar conjuntamente con otros dispositivos, como leer el estado de un sensor o controlar un motor.

microcontrolador 8051

el microcontrolador 8051 es una familia de microcontroladores de 8 bits desarrollada por Intel en 1981. Es una de las familias de microcontroladores más populares y utilizadas en todo el mundo. A este microcontrolador también se le ha llamado "sistema en un chip" porque tiene 128 bytes de RAM, 4Kbytes de ROM, 2 temporizadores, 1 puerto serie y 4 puertos en un solo chip. La CPU también puede trabajar para 8 bits de datos a la vez, ya que el 8051 es un procesador de 8 bits. Si los datos son mayores de 8 bits, deben dividirse en partes para que la CPU pueda procesarlos fácilmente. La mayoría de los fabricantes contienen 4 K bytes de ROM, aunque el número de ROMs puede superarse hasta los 64 K bytes.

El 8051 se ha utilizado en un gran número de dispositivos, principalmente porque es fácil de integrar en un diseño o de hacer aproximaciones. A continuación se enumeran las principales áreas de interés:

Gestión de la energía: Los sistemas de medición eficientes facilitan el control del uso de la energía en los hogares y en las aplicaciones de producción. Estos sistemas de medición se preparan incorporando microcontroladores.

Pantalla táctil: Un gran número de proveedores de microcontroladores incorporan capacidades de detección táctil en sus diseños. Los dispositivos electrónicos portátiles, como los teléfonos móviles, los reproductores multimedia y los dispositivos de juego, son ejemplos de pantallas táctiles basadas en microcontroladores.

Automóviles: El 8051 encuentra un amplio espacio en la provisión de soluciones de automoción. Se utiliza mucho en los vehículos híbridos para gestionar las variantes del motor. Además, funciones como el control de crucero y el antifrenado se han hecho más eficientes mediante el uso de microcontroladores.

Dispositivos médicos: Los dispositivos médicos móviles, como los tensiómetros y los monitores de glucosa, utilizan microcontroladores para mostrar los datos, lo que garantiza una mayor fiabilidad en el suministro de resultados médicos.

Microcontrolador PIC

El PIC (Peripheral Interface Controller) es un microcontrolador desarrollado por Microchip. El microcontrolador PIC es rápido y sencillo de programar en comparación con otros microcontroladores como el 8051. Debido a su facilidad de programación y a su sencilla interconexión con otros periféricos, el PIC se ha convertido en un microcontrolador de éxito.

Sabemos que el microcontrolador es un chip integrado que consta de RAM, ROM, CPU, TEMPORIZADOR y CONTADOR. El PIC es un microcontrolador que consta de RAM, ROM, CPU, temporizador, contador, ADC (convertidor analógico-digital) y DAC (convertidor digital-analógico). El microcontrolador PIC también admite protocolos como CAN, SPI, UART para interactuar con periféricos adicionales. El PIC se utiliza para modificar la arquitectura Harvard y también admite RISC (Reduced Instruction Set Computer). Basándonos en los requisitos de RISC y Harvard, podemos decir que el PIC es más rápido que los controladores basados en el 8051, que está compuesto por una arquitectura Von-Newman.

Microcontrolador AVR

El microcontrolador AVR fue desarrollado en 1996 por Atmel Corporation. El diseño estructural del AVR fue desarrollado por Alf-Egil Bogen y Vegard Wollan. El nombre AVR proviene de sus desarrolladores y significa microcontrolador RISC Alf-Egil Bogen Vegard Wollan, también conocido como RISC Virtual Avanzado. El AT90S8515 fue el primer microcontrolador basado en la arquitectura AVR, aunque el primer microcontrolador que llegó al mercado comercial fue el AT90S1200 en 1997.

Los microcontroladores AVR están disponibles en tres categorías

TinyAVR:- Menos memoria, menor tamaño, sólo apto para las aplicaciones más sencillas

MegaAVR:- Son los más extendidos y tienen una buena cantidad de memoria (hasta 256 KB), más periféricos integrados y son adecuados para aplicaciones de modestas a complejas.

XmegaAVR:- Se utiliza en el entorno comercial para aplicaciones complejas que requieren una gran memoria de programa y alta velocidad.

Procesador ARM

Un procesador ARM forma parte de una familia de CPUs basadas en la arquitectura RISC (reduced instruction set computer) desarrollada por Advanced RISC Machines (ARM).

ARM produce procesadores RISC multinúcleo de 32 y 64 bits. Los procesadores RISC están diseñados para ejecutar menos tipos de instrucciones informáticas de modo que puedan funcionar a mayor velocidad, con más de millones de instrucciones por segundo (MIPS). Al eliminar las instrucciones innecesarias y optimizar las rutas, los procesadores RISC ofrecen un rendimiento excepcional a una fracción de la potencia necesaria para la computación de conjunto de instrucciones complejas (CISC).

Los procesadores ARM se utilizan ampliamente en los dispositivos electrónicos de los clientes, como teléfonos inteligentes, tabletas, reproductores multimedia y otros dispositivos móviles como los wearables. Debido a su reducido conjunto de instrucciones, requieren menos transistores, lo que permite reducir el tamaño del circuito integrado (CI). Debido a su pequeño tamaño, dificultad y menor consumo de energía, los procesadores ARM son adecuados para dispositivos cada vez más miniaturizados.

Principales diferencias entre los microcontroladores AVR, ARM, 8051 y PIC

	8051	PIC	AVR	ARM
Ancho del bus	8 bits para el núcleo estándar	8/16/32 bits	8/32 bits	la mayoría de los 32 bits también están disponibles en 64 bits
Protocolos de comunicación	UART, USART, SPI, I2C	PIC, UART, USART, LIN, CAN, Ethernet, SPI, I2S	UART, USART, SPI, I2C, (los AVR especiales admiten CAN, USB, Ethernet)	UART, USART, LIN, I2C, SPI, CAN, USB, Ethernet, I2S, DSP, SAI (interfaz de audio en serie), IrDA
Velocidad	12 Ciclo de reloj/instrucción	4 Ciclo de reloj/instrucción	1 ciclo de reloj/instrucción	1 ciclo de reloj/instrucción
Memoria	ROM, SRAM, FLASH	SRAM, FLASH	Flash, SRAM, EEPROM	Flash, SDRAM, EEPROM
ISA	CLSC	Algunas características de los RISC	RISC	RISC
Arquitectura de la memoria	Arquitectura de Harvard	Arquitectura Von Neumann	Modificado	Arquitectura Harvard modificada
Consumo de energía	Media	Bajo	Bajo	Bajo
Familias	variantes 8051	PIC16, PIC17, PIC18, PIC24, PIC32	Tiny, Atmega, Xmega, AVR para fines especiales	ARMv4,5,6,7 y series
Comunidad	Vasto	Muy bueno	Muy bueno	Vasta
Fabricante	NXP, Atmel, Silicon Labs, Dallas, Chipre, Infineon, etc.	Microchip multimedia	Atmel	Apple, Nvidia, Qualcomm, Samsung Electronics y TI, etc.
Coste (en comparación con las características proporcionadas)	Muy baja	Media	Medios de comunicación	Bajo
Otras características	Conocido por su estándar	Barato	Económico, eficaz	Funcionamiento a alta velocidad Vasta
Microcontroladores populares	AT89C51, P89v51, etc.	PIC18fXX8, PIC16f88X, PIC32MXX	Atmega8, 16, 32, Comunidad Arduino	LPC2148, ARM Cortex-M0 y ARM Cortex-M7, etc.

Así que aquí están todas las diferencias entre los microcontroladores AVR, ARM, 8051 y PIC. Esperamos que entiendas mejor este concepto. Además, si tienes alguna duda sobre este concepto, o si quieres realizar proyectos de electrónica y electricidad, danos tus valiosas sugerencias en la sección de comentarios de abajo. He aquí una pregunta para ti, ¿Cuáles son las aplicaciones del AVR y del ARM?