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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Unterschiede 8bit 32bit


Autor: Rumkugel (Gast)
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Mich interessieren mal generell die Unterschiede von 8-bit und 32-bit 
Mikricontrollern (abgesehen von der Wortbreite)

Dazu habe ich ein paar Fragen:

-bei normalen 8-bit AVR kenne ich nur Frequenzen von bis zu 20MHz, 
während bei 32-bit Controllern teilweise weit höhere Frequenzen zulässig 
sind. Warum?

-lassen sich 32-bit Controller (z.B. mit ARM Architektur) ähnlich 
einfach programmieren oder was muss alles zusätzlich beachtet werden?
 (Bootloader, Betriebssysteme??)

-wie steht es um die äußere Beschaltung?

-wieviel zusätzliche Performance darf man durch die größere Wortbreite 
erwarten (vorausgesetzt man nutzt 32-bit Worte in seinen Berechnungen)?

-was gibt es sonst noch für wichtige Unterschiede?


Gruß und Dank im Voraus für alle Antworten

Autor: Klaus Wachtler (mfgkw)
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Rumkugel schrieb:
> Mich interessieren mal generell die Unterschiede von 8-bit und 32-bit
> Mikricontrollern (abgesehen von der Wortbreite)
>
> Dazu habe ich ein paar Fragen:
>
> -bei normalen 8-bit AVR kenne ich nur Frequenzen von bis zu 20MHz,
> während bei 32-bit Controllern teilweise weit höhere Frequenzen zulässig
> sind. Warum?

Neuer, moderner, nicht so stromsparend.

Prinzipiell würde man auch 8-Bit-MC mit 2 GHz bauen können, das
macht aber kaum Sinn.
Hohe Frequenzen braucht man für hohen Durchsatz/Rechenleistung,
dann nimmt niemand 8 Bit.

Wenn man die Rechenleistung nicht braucht, bescheidet man sich
eher mit einfachem Layout, niedrigem Verbrauch und niedrigen
Herstellungskosten und landet schnell bei 8 Bit.


>
> -lassen sich 32-bit Controller (z.B. mit ARM Architektur) ähnlich
> einfach programmieren oder was muss alles zusätzlich beachtet werden?
>  (Bootloader, Betriebssysteme??)

Da gibt es solche und solche. Teilweise kann man ähnlich "primitiv"
vorgehen wir z.B. bei AVR, teilweise kann man aber auch auf echte
Betriebssysteme aufsetzen.

Was davon dann einfacher ist, hängt von den Anforderungen ab und
vom eigenen Geschmack.

>
> -wie steht es um die äußere Beschaltung?

Beinchen zählen und schaudern. Unter Umständen das Layout auf die
höheren Taktraten auslegen.

>
> -wieviel zusätzliche Performance darf man durch die größere Wortbreite
> erwarten (vorausgesetzt man nutzt 32-bit Worte in seinen Berechnungen)?

Bezogen auf den gleichen Takt zwar nicht zwangsläufig Faktor vier,
aber i.d.R. ein Mehrfaches. Das dann ggf. mit dem höheren Takt skaliert.

>
> -was gibt es sonst noch für wichtige Unterschiede?

- Durch die vielen Anschlüsse und ggf. durch die höheren Frequenzen
ist alles deutliche teurer und aufwendiger, z.B. die Platinen.
- Stückpreis
- Stromverbrauch
- z.T. Bauform (32 Bit meist nur SMD)

>
>
> Gruß und Dank im Voraus für alle Antworten

Autor: Aehh (Gast)
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Betriebssysteme und Bootloader sind nicht zwingend noetig. Die 
Beschaltung ist wie immer gemaess Datenblatt. Weshalb sind die 32bitter 
schneller? Weil das deren Markt ist.
Man koennte nun eine neue CPU herausbringen , die gleich hoch getaktet 
wird wie ein AVR, 8MHz, aber mit 32 bit. Die Entwicklung kostet, die 
Masken sind teurer. Er braucht mehr silizium wie derselbe mit 8 bit. Dh 
er kostet einiges mehr. Dann darf er eben nicht nur 4 mal schneller 
sein, sondern muss mindestens zehn mal schneller sein.

Autor: A. K. (prx)
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Rumkugel schrieb:

> -bei normalen 8-bit AVR kenne ich nur Frequenzen von bis zu 20MHz,
> während bei 32-bit Controllern teilweise weit höhere Frequenzen zulässig
> sind. Warum?

Die Herstellungstechnik spielt dabei auch eine Rolle. 8-Bit Controller 
sind in dieser Hinsicht oft nicht auf der Höhe der Zeit, sondern werden 
gerne auf technologisch alten längst abgeschriebenen Anlagen produziert. 
In vielen Fällen steht auch nicht die Performance im Vordergrund.

So wird der ATmega88 in einem 350nm Prozess hergestellt. Das war die 
Technik der 200MHz Pentium I Prozessoren von Mitte der 90er Jahre. Die 
STM32 hingegen verwenden einen 130nm Prozess, was der zweiten Generation 
von Pentium 4 Prozessoren entspricht.

> -lassen sich 32-bit Controller (z.B. mit ARM Architektur) ähnlich
> einfach programmieren oder was muss alles zusätzlich beachtet werden?
>  (Bootloader, Betriebssysteme??)

Tendentiell sind sowohl die Integration des Cores (Speicherbusse, 
Interrupts) als auch die Peripheriemodule bei 32-Bit Controllern 
erheblich komplexer als bei 8-Bit Controllern. Wer in aktuelle 32-Bit 
Controller frisch einsteigt, ohne vorher auf 8-Bit Controllern laufen 
gelernt zu haben, der wird allzu leicht von der Komplexität erschlagen.

> -wieviel zusätzliche Performance darf man durch die größere Wortbreite
> erwarten (vorausgesetzt man nutzt 32-bit Worte in seinen Berechnungen)?

Der entscheindende Punkt bei der Wortbreite ist oft nicht die 
Möglichkeit, Daten schneller rechnen zu können, sondern grössere 
Datenmengen ohne Klimmzüge adressieren zu können.

Autor: Robert Teufel (robertteufel)
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Hallo,

die Gedanken 8/32 bit werden hier im Forum oefters mal diskutiert, zum 
Teil sehr kontrovers.
Hier gibt's einen kleinen Artikel, der ueber Entry Level 32-bit und auch 
ueber die Vor/Nachteile gegenueber 8-bit spricht.
http://mcu-related.com/the-community

Robert

Autor: Peter Dannegger (peda)
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A. K. schrieb:
> So wird der ATmega88 in einem 350nm Prozess hergestellt. Das war die
> Technik der 200MHz Pentium I Prozessoren von Mitte der 90er Jahre.

Das hat aber auch seine Vorteile.
So sind 8-Bitter deutlich robuster und störunempfindlicher, können mehr 
Strom liefern und laufen in einem weiten Spannungsbereich (1,8..5,5V).
Es gibt z.B. ne Schaltung mit ATtiny als RFID-Chip, der über die IO-Pins 
gepowert wird.


Manche 32-Bitter brauchen dagegen sogar noch ne 2.Corespannung und 
laufen nur in eng begrenztem Spannungsbereich mit nem Grab an 
Abblockkondensatoren.
Ich habe die 32-Bitter nur auf 4-lagen Platinen laufen. Trotzdem gibt es 
manchmal ESD-Effekte.


Peter

Autor: Peter (Gast)
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>Trotzdem gibt es manchmal ESD-Effekte.

ESD oder EMV...?

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