¿Qué es un microcontrolador?

Un microcontrolador es un sistema informático completo integrado en un único chip. Aunque la mayor parte de su funcionalidad está integrada en un pequeño chip, tiene la mayoría de los componentes necesarios para una computadora completa: unidad central de procesamiento, memoria, sistemas de bus internos y externos, y la mayoría de los microcontroladores ahora tienen memoria externa. Además, también se integran periféricos como interfaces de comunicación, temporizadores y relojes en tiempo real. Los sistemas de microcontroladores más potentes de la actualidad pueden incluso integrar sonido, imágenes, redes y sistemas complejos de entrada y salida en un solo chip.

El microordenador de un solo chip se utilizó por primera vez en el campo del control industrial, por lo que también se le llama microcontrolador. Los microcontroladores evolucionaron a partir de procesadores especializados que tenían una sola CPU en el chip. El primer concepto de diseño fue integrar una gran cantidad de periféricos y CPU en un solo chip, haciendo que los sistemas informáticos sean más pequeños y más fáciles de integrar en dispositivos de control complejos y exigentes. El Z80 de INTEL fue el primer procesador diseñado con esta filosofía en mente y, desde entonces, el desarrollo de microcontroladores y procesadores especializados ha divergido.

Los primeros microcontroladores eran de 8 o 4 bits. El más exitoso de ellos fue el 8031 ​​de INTEL, que fue ampliamente elogiado por su simplicidad, confiabilidad y alto rendimiento. Desde entonces, la serie MCS51 de sistemas de microcontroladores se ha desarrollado basándose en el 8031. Los sistemas de microcontroladores basados ​​en este sistema todavía se utilizan ampliamente en la actualidad. A medida que aumentaron los requisitos en el campo del control industrial, comenzaron a aparecer microcontroladores de 16 bits, pero no se utilizaron ampliamente debido a un rendimiento de costos insatisfactorio. Con el desarrollo de la electrónica de consumo en la década de 1990, la tecnología de los microcontroladores ha mejorado enormemente. Con la aplicación generalizada de la serie INTEL i960, especialmente la serie ARM posterior, los microcontroladores de 32 bits reemplazaron rápidamente el estado de gama alta de los microcontroladores de 16 bits y entraron en el mercado principal. El rendimiento de los microcontroladores tradicionales de 8 bits también ha mejorado rápidamente, y las capacidades de procesamiento han aumentado cientos de veces en comparación con la década de 1980. En la actualidad, los microcontroladores de 32 bits de alta gama tienen una frecuencia de más de 300 MHz y su rendimiento ha alcanzado el de los procesadores dedicados de mediados de los años 1990. El precio de fábrica de los modelos ordinarios ha bajado a 1 dólar, y el de gama más alta. El modelo cuesta sólo 10 dólares. El desarrollo y el uso de sistemas de microcontroladores contemporáneos ya no se limitan a entornos básicos. Una gran cantidad de sistemas operativos integrados profesionales se utilizan ampliamente en varios microcontroladores. Los microcontroladores de alta gama que están en el corazón de las computadoras de mano y los teléfonos móviles incluso funcionan directamente con sistemas operativos dedicados Windows y Linux.

En comparación con los procesadores dedicados, los microcontroladores son más adecuados para sistemas integrados, razón por la cual son los más utilizados. De hecho, los microcontroladores son las computadoras más numerosas del mundo. Casi todos los productos electrónicos y mecánicos utilizados en la vida humana moderna tienen microcontroladores integrados. Los teléfonos móviles, calculadoras, electrodomésticos, juguetes electrónicos, PDA y accesorios informáticos como ratones están equipados con 1 o 2 microcontroladores. También se encuentran muchos microcontroladores en las computadoras personales. Los automóviles suelen estar equipados con más de 40 microcontroladores, y los complejos sistemas de control industrial pueden incluso tener cientos de microcontroladores funcionando simultáneamente. La cantidad de microcontroladores no sólo excede con creces la cantidad de computadoras personales y otros dispositivos informáticos combinados, sino que incluso supera la cantidad de humanos.