Ar žinote, kaip pasirinkti geriausią mikrovaldiklį mikrovaldikliais pagrįstiems projektams? Pasirinkti tinkamą mikrovaldiklį konkrečiai programai yra vienas iš svarbiausių sprendimų, kontroliuojančių užduoties sėkmę ar nesėkmę.
Yra įvairių mikrovaldiklių tipai ir jei nusprendėte, kurią seriją naudoti, galite lengvai pradėti savo įdėtosios sistemos dizainą. Inžinieriai, norėdami tinkamai pasirinkti, turi turėti savo kriterijus.
Šiame straipsnyje aptarsime pagrindines aplinkybes renkantis mikrovaldiklį.
Įterptųjų sistemų projektavimo mikrovaldikliai
Daugeliu atvejų žmonės vietoj to, kad turi išsamių žinių apie tinkamą mikrovaldiklį projektui, atsitiktinai pasirenka mikrovaldiklį. Tačiau tai yra bloga idėja.
Svarbiausias prioritetas norint pasirinkti mikrovaldiklį yra turėti tokią informaciją apie sistemą kaip blokinė schema, schema ir įvesties / išvesties išoriniai įrenginiai.
Čia pateikiami 7 populiariausi būdai, kurių reikia laikytis, kad būtų pasirinktas tinkamas mikrovaldiklis.
Mikrovaldiklio bitų pasirinkimas
Mikrokontrolerius galima įsigyti skirtingais bitų greičiais, tokiais kaip 8, 16 ir 32 bitų. Bitų skaičius nurodo duomenų ribų, ribojančių duomenis, dydį. Geriausio mikrovaldiklio pasirinkimas įterptinių sistemų projektavimui yra svarbus bitų parinkimo požiūriu. Mikrovaldiklio našumas didėja priklausomai nuo bitų dydžio.
8 bitų mikrovaldikliai :
8 bitų mikrovaldikliai
8 bitų mikrovaldikliai turi 8 duomenų linijas, kurios vienu metu gali siųsti ir priimti 8 bitų duomenis. Jis neturi papildomų funkcijų, pavyzdžiui, skaityti / rašyti nuoseklųjį ryšį ir pan. Jie yra sukurti naudojant mažiau lusto atminties ir todėl naudojami mažesnėms programoms. Jų galima įsigyti pigiau. Tačiau jei jūsų projekto sudėtingumas padidėja, pasirinkite kitą didesnio bitų mikrovaldiklį.
16 bitų mikrovaldiklis:
16 bitų mikrovaldiklis
16 bitų valdikliai turi 16 duomenų linijas, kurios vienu metu gali siųsti ir gauti 16 bitų duomenis. Jis neturi jokių papildomų funkcijų, palyginti su 32 bitų valdikliais. Tai tas pats kaip 8 bitų mikrovaldiklis, tačiau jis pridėtas su keliomis papildomomis funkcijomis.
16 bitų mikrovaldiklio veikimas yra greitesnis nei 8 bitų valdiklių ir yra ekonomiškas. Jis taikomas mažesnėms programoms. Tai pažangi 8 bitų mikrovaldiklių versija.
32 bitų mikrovaldiklis :
32 bitų mikrovaldiklis
32 bitų mikrovaldikliai turi 32 duomenų linijas, kurios naudojamos 32 bitų duomenims siųsti ir priimti vienu metu. 32 mikrovaldikliai turi keletą papildomų ateities galimybių, tokių kaip SPI, I2C, slankiojo kablelio vienetai ir su procesu susijusios funkcijos.
32 bitų mikrovaldikliai yra sukurti su maksimaliu „On-chip“ atminties diapazonu ir todėl naudojami didesnėms programoms. Spektaklis yra labai greitas ir ekonomiškas. Tai yra pažangi 16 bitų mikrovaldiklių versija.
Mikrovaldiklio šeimos pasirinkimas
Yra keli pardavėjai, gaminantys skirtingas mikrovaldiklio architektūras. Taigi kiekvienas mikrovaldiklis turi unikalų instrukcijų ir registrų rinkinį ir nėra dviejų panašių vienas į kitą mikrovaldiklių.
Vienam mikrovaldikliui parašyta programa ar kodas nebus paleisti kitame mikrovaldiklyje. Skirtingiems mikrovaldikliais pagrįstiems projektams reikalingos skirtingos mikrovaldiklių šeimos.
Skirtingos mikrovaldiklių šeimos yra 8051 šeima, AVR šeima, ARM šeima, PIC šeima ir daugelis kitų.
AVR mikrovaldiklių šeima
AVR mikrovaldiklių šeima
AVR mikrovaldiklis priima 16 bitų arba 2 baitų nurodymų dydį. Ją sudaro „flash“ atmintis, kurioje yra 16 bitų adresas. Čia instrukcijos saugomos tiesiogiai.
AVR mikrovaldikliai-ATMega8, ATMega32 yra plačiai naudojami.
PIC mikrovaldiklių šeima
PIC mikrovaldiklių šeima
Kiekviena PIC mikrovaldiklis priima 14 bitų instrukcijas. „Flash“ atmintyje galima išsaugoti 16 bitų adresą. Jei pirmieji 7 bitai perduodami į „flash“ atmintį, likusius bitus galima išsaugoti vėliau.
Tačiau jei perduodami 8 bitai, likę 6 bitai bus švaistomi. Kalbant apie lengvą dėmesį, tai iš tikrųjų priklauso nuo gamybos pardavėjų.
Taigi procese labai svarbu pasirinkti tinkamą mikrovaldiklių šeimą įterptųjų sistemų projektavimui.
Mikrovaldiklio pasirinkimas architektūroje
Terminas „architektūra“ apibrėžia periferinių įrenginių, kurie naudojami užduotims atlikti, derinį. Mikrovaldikliais pagrįstiems projektams yra dviejų tipų mikrovaldiklių architektūra.
Iš Neumanno architektūros
Von Neumanno architektūra taip pat žinoma kaip Princetono architektūra. Šioje architektūroje procesorius bendrauja su viena duomenų ir adresų magistrale su RAM ir ROM. Procesorius vienu metu gauna instrukcijas iš RAM ir ROM.
Von-Neumanno architektūra
Šios instrukcijos vykdomos nuosekliai per vieną magistralę, todėl kiekvienai instrukcijai įvykdyti reikia daugiau laiko. Taigi galime sakyti, kad Von Newmano architektūros procesas yra labai lėtas.
Harvardo architektūra
Harvardo architektūroje procesorius turi dvi atskiras magistrales, tai yra adreso magistralė ir duomenų magistralė, kad būtų galima bendrauti su RAM ir ROM. Centrinis procesorius pateikia ir vykdo instrukcijas iš RAM ir ROM atminties per atskirą duomenų magistralę ir adresų magistralę. Taigi kiekvienai instrukcijai vykdyti reikia mažiau laiko, todėl ši architektūra yra labai populiari.
Harvardo architektūra
Taigi bet kokiam įterptųjų sistemų dizainui geriausias mikrovaldiklis dažniausiai yra tas, kuris turi Harvardo architektūrą.
Instrukcija Nustatykite mikrovaldiklio pasirinkimą
Komandų rinkinys yra pagrindinių nurodymų rinkinys, pvz., Aritmetinis, sąlyginis, loginis ir kt., Kurie naudojami atliekant pagrindines operacijas mikrovaldiklyje. Mikrokontrolerio architektūra veikia vadovaudamasi instrukcijų rinkiniu.
Visiems mikrovaldikliais pagrįstiems projektams yra prieinami mikrovaldikliai, pagrįsti RISC arba CISC komandų rinkiniu.
RISC pagrindu sukurta architektūra
RISC reiškia sutrumpintą instrukcijų rinkinį. RISC komandų rinkinys atlieka visas aritmetines, logines, sąlygines Bulio operacijas per vieną ar du nurodymų ciklus. RISC instrukcijų rinkinio diapazonas yra<100.
RISC pagrindu sukurta architektūra
RISC pagrindu sukurta mašina instrukcijas vykdo greičiau, nes nėra mikrokodo sluoksnio. RISC architektūroje yra specialios apkrovos kaupimo operacijos, kurios naudojamos duomenims perkelti iš vidinių registrų ir atminties.
RISC lustas gaminamas su mažesniu tranzistorių skaičiumi, todėl jo kaina yra maža. Bet kokiam įterptosios sistemos dizainui dažniausiai teikiama pirmenybė RISC lustui.
CISC architektūra
CISC reiškia sudėtingą instrukcijų rinkinį. CISC komandų rinkinys trunka keturis ar daugiau instrukcijų ciklų, kad įvykdytų visas aritmetines, logines, sąlygines, logines instrukcijas. CISC instrukcijų rinkinio diapazonas yra> 150.
CISC architektūra
CISC pagrindu sukurta mašina vykdo instrukcijas lėčiau, palyginti su RISC architektūra, nes čia prieš vykdant instrukcijos konvertuojamos į mažą kodo dydį.
Mikrovaldiklio atminties pasirinkimas
Atminties pasirinkimas yra labai svarbus renkantis geriausią mikrovaldiklį, nes sistemos veikimas priklauso nuo atminties.
Kiekviename mikrovaldiklyje gali būti bet kokio tipo atmintinės, kurios yra:
„Chip“ atmintis
Memory Atmintis be lusto
Lusto ir ne lusto atmintis
Lusto atmintis
Lusto atmintis reiškia bet kokią atmintį, pvz., RAM, ROM, kuri yra įdėta į pačią mikrovaldiklio lustą. ROM yra saugojimo įrenginio tipas, kuriame galima visam laikui saugoti duomenis ir programas.
RAM atmintis yra atminties rūšis, naudojama laikinai saugoti duomenis ir programas. Mikrovaldikliai su lustine atmintimi siūlo greitą duomenų apdorojimą, tačiau saugojimo atmintis yra ribota. Taigi norint pasiekti dideles atminties galimybes, naudojami ne mikroschemų mikrovaldikliai.
„Off-Chip“ atmintis
Atmintis be lusto reiškia bet kokią atmintį, pvz., ROM, RAM ir EEPROM, sujungtas išoriškai. Išorinės atmintys kartais vadinamos antrinėmis atmintimis, kurios naudojamos dideliam duomenų kiekiui kaupti.
Dėl šios priežasties valdiklių greitis gaunamas ir saugomas, todėl sumažėja jų greitis. Šiai išorinei atminčiai reikalingi išoriniai ryšiai, todėl padidėja sistemos sudėtingumas.
Mikroschemos mikroschemos pasirinkimas
Lusto pasirinkimas yra labai svarbus kuriant a mikrovaldikliu paremtas projektas . IC paprasčiausiai vadinamas paketu. Integruoti grandynai yra ekranuoti, kad būtų lengva juos valdyti ir apsaugoti prietaisus nuo pažeidimų. Integrinius grandynus sudaro tūkstančiai pagrindiniai elektronikos komponentai tokie kaip tranzistoriai, diodai, rezistoriai, kondensatoriai.
Mikrokontrolerius galima įsigyti daugybe skirtingų tipų IC paketų ir kiekvienas turi savo privalumų ir trūkumų. Populiariausias IC yra Dvigubas tiesioginis paketas (DIP), dažniausiai naudojamas kuriant įterptosios sistemos dizainą.
DIP (dvigubos linijos) mikrovaldiklis
1. DIP (dvigubas tiesioginis paketas)
2. SIP (vienkartinis paketas)
3. SOP („Small Outline“ paketas)
4. QFP (keturių butų paketas)
5. PGA (kaiščių tinklelio masyvas)
6. BGA (rutulinių tinklų masyvas)
7. TQFP (alavo keturių plokščių paketas)
IDE mikrovaldiklio pasirinkimas
IDE reiškia integruotą kūrimo aplinką ir tai yra programinė įranga, naudojama daugumoje mikrovaldikliais paremtų projektų. IDE paprastai sudaro šaltinio kodo redaktorius, kompiliatorius, vertėjas ir derintuvas. Jis naudojamas kuriant įterptąsias programas. IDE naudojamas mikrovaldikliui programuoti.
IDE mikrovaldiklių pasirinkimas
IDE sudaro šie komponentai: -
Šaltinio kodo redaktorius
Sudarytojas
Derintojas
Nuorodos
Vertėjas
Hex failų keitiklis
Redaktorius
Šaltinio kodo rengyklė yra teksto rengyklė, specialiai sukurta programuotojams rašyti programų šaltinio kodą.
Sudarytojas
Kompiliatorius yra programa, kuri verčia aukšto lygio kalbą (C, Įterptoji C) į mašininio lygio kalbą (0 ’ir 1’ formatą). Kompiliatorius pirmiausia nuskaito visą programą ir paskui išverčia ją į kompiuterio kodą, kurį vykdys kompiuteris.
Yra dviejų tipų kompiliatoriai: -
Gimtoji kompiliatorius
Kai toje pačioje sistemoje kuriama ir kompiliuojama programos programa, ji yra žinoma kaip vietinis kompiliatorius. Pvz .: C, JAVA, „Oracle“.
Kryžminis kompiliatorius
Kai taikomoji programa yra sukurta pagrindinėje sistemoje ir sudaryta tikslinėje sistemoje, ji vadinama kryžminiu kompiliatoriumi. Visus mikrovaldikliais pagrįstus projektus kuria kryžminis kompiliatorius. Ex Įterptasis C, surinkimas, mikrovaldikliai.
Derintojas
Derinimo programa yra programa, naudojama išbandyti ir derinti kitas programas, pvz., Tikslinę programą. Derinimas yra procesas, skirtas rasti ir sumažinti klaidų ar trūkumų programoje skaičių.
Nuorodos
Linkeris yra programa, kuri iš kompiliatoriaus paima vieną ar kelis objektyvius failus ir sujungia juos į vieną vykdomąją programą.
Vertėjas
Vertėjas yra programinės įrangos dalis, kuri paverčia aukšto lygio kalbą į mašinoje skaitomą kalbą eilutėmis. Kiekviena kodo instrukcija yra aiškinama ir vykdoma atskirai nuosekliai. Jei instrukcijos dalyje randama kokių nors klaidų, ji nustos interpretuoti kodą.
Skirtingas mikrovaldiklis su programomis
Čia pateikiama lentelės santrauka, kurioje pateikiama informacija apie skirtingus mikrovaldiklius ir projektus, kuriuose jie gali būti naudojami.
Skirtingi mikrovaldikliai skirtingoms programoms
Pasiruošę pasirinkti geriausią mikrovaldiklį savo projektui? Tikimės, kad dabar turite turėti aiškų vaizdą apie tai, kuris mikrovaldiklis geriausiai tiks jūsų įterptajai sistemai. Jūsų nuoroda, įvairūs įterptųjų projektų galima rasti edgefxkits tinklalapyje.
Kuris mikrovaldiklių šeima yra labiausiai pageidaujama ir kodėl daugumoje mikrovaldikliais pagrįstų projektų, apjungiant visas geriausias aukščiau paminėtas savybes, deriname?
Prašome pateikti savo atsakymus kartu su atsiliepimais toliau pateiktame komentarų skyriuje.
Nuotraukų kreditai:
8 bitų mikrovaldikliai greitoji linija
16 bitų mikrovaldiklis tiesioginė pramonė
32 bitų mikrovaldiklis greitoji linija
AVR mikrovaldiklių šeima elektrolinas
PIC mikrovaldiklių šeima inžinierių garažas
Harvardo architektūra eecatalog.com
RISC pagrindu sukurta architektūra electronicsweekly.com
CISC pagrindu sukurta architektūra studydroid.com
DIP (dvigubos linijos) mikrovaldiklis t2.gstatic.com
