Controller (Hardware)

Als (engl.) Controller (dt. Steuereinheit oder Steuerbaustein) werden integrierte Schaltungen (ICs) bzw. spezielle für Computer entworfene Mikroelektronik (Chips) bezeichnet, die bestimmte elektronische Vorgänge steuern. Controller haben im Computer verschiedene Aufgaben der physikalischen Datenverarbeitung und fungieren als Kommunikationsschnittstelle. In der Regel sind die Geräte den Schichten 1 und 2 des OSI-Modells zuzuordnen.

Controller übernehmen verschiedene Aufgaben in der Peripherie von Computersystemen oder anderen elektronischen Geräten, z. B. die Verarbeitung von Unterbrechungsanforderungen bei einer Tastatureingabe, die Steuerung von Zugriffen auf die Festplatte oder von Geräten auf den Arbeitsspeicher (Direct Memory Access). Außerdem gibt es Controller bzw. Steuereinheiten oder Treiber für Elektromotoren, Controller zur Leistungsumwandlung uvm. Es existieren darüber hinaus Controllerbausteine für verschiedene Protokolle und Bussysteme oder Feldbusse, darunter CAN, Ethernet, IEEE 1394, PCI/PCI Express, RS-232, RS-485, USB uvm.

Im allgemeinen Sprachgebrauch Controller oder als Computerbauteil auch Adapter (Steckkarte für Computer) genannte Komponenten bezeichnen meist ein elektronisches Gerät. Beispielsweise bezeichnet man mit Netzwerkcontroller diejenige Komponente, welche einen Personal Computern (PC) mit einem Netzwerk verbindet und mit Grafikcontroller, diejenige, welche den PC mit einem Bildausgabegerät (Monitor oder Display) verbindet.

Der Teil eines Geräts, der für das Senden (TX) und Empfangen (RX) zuständig ist, wird bei Netzwerkkarten auch als Transceiver bezeichnet. Controller zur Anbindung von Geräten sind außerdem als Host-Bus-Adapter bekannt.

Die Grafikcontroller sind auf modernen PCs entweder in einem Mikroprozessor (CPU) integriert (CPU+GPU) oder werden als separate Grafikkarten mit Grafikprozessoren (GPU) per PCI Express zusätzlich am Computer angeschlossen.

Als Teil der eingebetteten Systeme werden Mikrocontroller (MPU) teilweise nur als Controller bezeichnet, beispielsweise die historischen Bausteine der Intel 82xx Serie. Häufig sind derartige Controller außerdem applikationsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), da nur die Halbleiterhersteller die hardwarenahen Details der Geräte kennen.

Controller sind historisch auf Steckkarten oder mittlerweile auf der Hauptplatine (auch in den Geräten selbst, wie Solid State Drives) untergebracht.

Für die genannten Aufgaben existieren spezialisierte Einheiten wie die Programmable Interrupt Controller oder Speichercontroller. Während der Tastatur-Controller früher stets auf der Hauptplatine eines Computers angesiedelt war, läuft die Kommunikation seit den 2010er Jahren beinahe vollständig über den USB-Bus und entsprechender USB-Controller. Für Computer können aber auch separate Zusatzkarten mit Controllern bezogen werden – etwa im Rahmen einer Nachrüstung oder bei speziellen Anforderungen an die gewünschte Hardware, wie beispielsweise bei Soundkarten.

Die Controller von Festplatten im eigentlichen Sinne sind seit der Verbreitung von Integrated Drive Electronics (IDE) in den 1980er Jahren in der Festplatte selbst untergebracht oder integriert; für SCSI-Festplatten galt das ohnehin von Anfang an. Seit den 2010er Jahren wurden beide Kommunikationsschnittstellen größtenteils durch die Serial ATA-Schnittstelle und entsprechende integrierte SATA-Controller abgelöst. Letztere sind teilweise in Gestalt eigener IC-Bausteine neben den eigentlichen halbleiterbasierten Speicherbausteinen ausgeführt oder in die Halbleiterspeicher-Bausteine integriert.

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  Historischer Tastatur-Controller und -Anschluss auf einer AT-Hauptplatine
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  Historischer SCSI-3-Controller (eigentlich ein Host Bus Adapter) mit 50-Pin-Kabel
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  Silicon Storage Technology (SST) Controller auf der Hauptplatine eines älteren Apple TV (1. Generation). Es handelt sich um eine FlashFlex51-MCU (8-Bit-Mikrocontroller, kompatibel mit 8051).
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  128 Megabyte (MB) Memory Stick von Sony. Zu erkennen sind der Controller- und Kommunikationschip von Sony (links) und der Speicherchip von Toshiba (rechts).
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  6-Kanal-System-Objektivtreiber (Rohm BD6753KV) für Digitalkameras (Hauptplatine einer Canon PowerShot S45)