Mikrocontroller oder Mikroprozessor?

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Prozessoren für Linux; Controller für RTOS

Bei dieser Antwort fällt als Erstes auf, dass der Antwortgeber andere Nicht-Echtzeit-Betriebssysteme wie Android, Windows und viele weitere übersehen hat. Auch hier sind wir weit von einer befriedigenden Definition entfernt. Betriebssystem-Anbieter wie Windriver und QNX, deren Betriebssysteme traditionell auf Mikroprozessoren laufen, aber für den Echtzeit-Markt ausgelegt sind, wären womöglich auch recht irritiert von dieser Einschätzung.

Es gibt also Echtzeit-Betriebssysteme, die auf Mikroprozessoren laufen, und darüber hinaus gibt es zahlreiche Beispiele für Linux auf Mikrocontroller-Kernen. Ein Beispiel hierfür sind die SH2A- und SuperH-Kerne, die Linux unterstützen. Tatsächlich läuft Linux manchmal auf Mikrocontrollern und ein Echtzeit-Betriebssystem auf Mikroprozessoren.

Mikroprozessoren haben MMUs im Gegensatz zu MCUs

Dies scheint die naheliegendste Definition und ist offen gesagt bei Mitgliedern der Embedded-Elektronik-Entwickler-Community die häufigste Antwort. Fast 40 Prozent führen MMU in ihrer Antwort an. Doch auch dies ist nicht die perfekte, in Stein gemeißelte Antwort. Auf dem Markt gibt es zahlreiche Produktfamilien, die eine "optionale MMU" im Core bieten. Einige von ihnen beruhen auf der 68000-Architektur, wobei der Kunde eine Lösung entweder mit oder ohne MMU wählen kann.

Obwohl nicht mehr so häufig wie vielleicht noch vor einigen Jahren gibt es doch zahlreiche Beispiele äußerst leistungsfähiger ROMless-Bausteine, die unter anderen Umständen als MPU gegolten hätten, auf denen Software läuft, die keinen virtuellen Speicherraum und damit auch keine MMU nutzt. Es gibt also durchaus Fälle, bei denen ein Mikroprozessor keine MMU besitzt oder nutzt, ebenso wie es MMUs in Bausteinen gibt, die man als Mikrocontroller betrachten würde.

Die Lösung: SH726x-Familie mit SH2A-Kern

Eine einfache Definition gibt es nicht. Ganz offensichtlich besteht nicht nur eine große Diskrepanz zwischen dem, was offensichtlich als Mikroprozessor und dem, was als Mikrocontroller gilt, sondern auch eine große „Grauzone“. Leider ist es nicht ganz so einfach, dass Mamis einer MCU und Vatis einem Mikroprozessor entsprechen.

Für Anwendungsentwickler, die nicht wissen, ob sie einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller benötigen, gibt es natürlich eine andere Lösung: die SH726x-Familie auf Basis eines SH2A-Kerns. Diese Bausteine bieten eine Reihe praktischer Funktionen eines Mikroprozessors: Sie sind schnell! Mit einem Leistungsniveau von mehr als 650 DMIPS übertreffen sie etliche MCU-Hochleistungsapplikationen und sind außerdem schneller als etliche Low-End-Mikroprozessoren.

Die Bausteine arbeiten deterministisch. Die Interrupt-Reaktionszeit und Hochfahrzeit einer SH2A-basierten Lösung sind beispielhaft in der Branche. Der SH7269 besitzt eine Interrupt-Reaktionszeit von 23 ns – für einen Mikrocontroller ist das gut – für einen Mikroprozessor beeindruckend.

Embedded-SRAM erübrigt externen Speicher

Die Bausteine verfügen über 640 KByte bis 2,5 MByte Embedded-SRAM, so dass kein externer RAM nötig ist und nur ein sehr kleiner, kostengünstiger SPI-Speicher erforderlich ist. Dies verringert die Materialstückkosten für diese Bausteinfamilie wesentlich im Vergleich zu einem Mikroprozessor. In manchen Fällen liegen diese Kosten sogar niedriger als bei einer Mikrocontrollerlösung.

Vor allem aber lässt sich der Baustein unter Linux betreiben. Damit profitieren Systementwickler nicht nur von einer Reihe von Vorteilen aus der MCU-Welt, sondern können auch die Werkzeuge aus der MPU-Welt nutzen und interessante neue Anwendungen entwickeln, die die Grauzone zwischen MCUs und MPUs abdecken.

* * Robert Kalman ist Product Marketing Manager in der Industrial Business Group bei Renesas Electronics Europe, Aschheim.

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