Ali veste, kako izbrati najboljši mikrokrmilnik za projekte, ki temeljijo na mikrokrmilniku? Izbira ustreznega mikrokrmilnika za določeno aplikacijo je ena najbolj kritičnih odločitev, ki nadzoruje uspeh ali neuspeh naloge.
Obstajajo različni vrste mikrokrmilnikov na voljo in če ste se odločili, katero serijo želite uporabiti, lahko preprosto začnete s svojo zasnovo vdelanega sistema. Inženirji morajo imeti lastna merila za pravilno izbiro.
V tem članku bomo razpravljali o osnovnih premislekih pri izbiri mikrokrmilnika.
Mikrokrmilniki za zasnovo vgrajenega sistema
V mnogih primerih, namesto da bi imeli podrobno znanje o primernem mikrokrmilniku za projekt, ljudje pogosto naključno izberejo mikrokrmilnik. Vendar je to slaba ideja.
Najpomembnejša prednostna naloga pri izbiri mikrokrmilnika je imeti informacije o sistemu, kot so blokovni diagram, diagram poteka in vhodno / izhodna zunanja oprema.
Tu je 7 najboljših načinov, ki jih je treba upoštevati, da zagotovite, da je izbran pravi mikrokrmilnik.
Izbira bitov mikrokrmilnika
Mikrokrmilniki so na voljo v različnih bitnih hitrostih, kot so 8-bitne, 16-bitne in 32-bitne hitrosti. Število bitov se nanaša na velikost podatkovnih vrstic, ki omejujejo podatke. Izbira najboljšega mikrokrmilnika za zasnovo vdelanega sistema, kar je pomembno pri izbiri bitov. Zmogljivost mikrokrmilnika se poveča z bitno velikostjo.
8-bitni mikrokrmilniki :
8-bitni mikrokrmilniki
8-bitni mikrokrmilniki imajo 8- podatkovne linije, ki lahko hkrati pošiljajo in prejemajo 8-bitne podatke. Nima dodatnih funkcij, kot je branje / pisanje serijske komunikacije itd. Te so zgrajene z manj pomnilniki na čipu in se zato uporabljajo za manjše aplikacije. Na voljo so po cenejših cenah. Če pa se zapletenost vašega projekta poveča, se odločite za drug mikrokrmilnik višjih bitov.
16-bitni mikrokrmilnik:
16-bitni mikrokrmilnik
16-bitni krmilniki imajo 16-podatkovne linije, ki lahko istočasno pošiljajo in prejemajo 16-bitne podatke. V primerjavi z 32-bitnimi krmilniki nima dodatnih funkcij. Podobno je kot 8-bitni mikrokrmilnik, vendar je dodan z nekaj dodatnimi funkcijami.
Zmogljivost 16-bitnega mikrokrmilnika je hitrejša od 8-bitnih krmilnikov in je stroškovno učinkovita. Uporablja se za manjše aplikacije. Gre za napredno različico 8-bitnih mikrokrmilnikov.
32-bitni mikrokrmilnik :
32-bitni mikrokrmilnik
32-bitni mikrokrmilniki imajo 32-podatkovne linije, ki se hkrati uporabljajo za pošiljanje in sprejemanje 32-bitnih podatkov. 32-mikrokrmilniki imajo nekaj dodatnih prihodnosti, kot so SPI, I2C, enote s plavajočo vejico in funkcije, povezane s procesi.
32-bitni mikrokrmilniki so zgrajeni z največjim številom pomnilnikov na čipu in se zato uporabljajo za večje aplikacije. Predstava je zelo hitra in stroškovno učinkovita. So napredna različica 16-bitnih mikrokrmilnikov.
Družinska izbira mikrokrmilnika
Obstaja več prodajalcev, ki izdelujejo različne arhitekture mikrokrmilnika. Vsak mikrokrmilnik ima torej edinstven nabor navodil in registrov in noben mikrokontroler si ni podoben.
Program ali koda, napisana za en mikrokrmilnik, se na drugem mikrokrmilniku ne bo izvajala. Različni projekti, ki temeljijo na mikrokrmilniku, zahtevajo različne družine mikrokrmilnikov.
Različne družine mikrokrmilnikov so družina 8051, družina AVR, družina ARM, družina PIC in še veliko več.
Družina mikrokrmilnikov AVR
Družina mikrokrmilnikov AVR
Mikrokrmilnik AVR sprejme velikost navodil 16 bitov ali 2 bajta. Sestavljen je iz bliskovnega pomnilnika, ki vsebuje 16-bitni naslov. Tu so navodila shranjena neposredno.
Mikrokrmilniki AVR-ATMega8, ATMega32 se pogosto uporabljajo.
Družina mikrokrmilnikov PIC
Družina mikrokrmilnikov PIC
Mikrokrmilnik PIC vsako navodilo sprejme 14-bitna navodila. Flash pomnilnik lahko shrani 16-bitni naslov. Če v pomnilnik flash prenesete prvih 7 bitov, lahko preostale bite shranite pozneje.
Če pa je prenesenih 8 bitov, se preostalih 6 bitov zapravi. Lahka opomba je to dejansko odvisno od proizvajalcev proizvodnje.
Pri tem je zelo pomembna izbira ustrezne družine mikrokrmilnikov za zasnovo vgrajenega sistema.
Izbira arhitekture mikrokrmilnika
Izraz 'arhitektura' opredeljuje kombinacijo zunanjih naprav, ki se uporabljajo za izvajanje nalog. Za projekte, ki temeljijo na mikrokrmilniku, obstajata dve vrsti arhitekture mikrokrmilnika.
Iz Neumannove arhitekture
Arhitektura Von Neumann je znana tudi pod imenom Princeton Architecture. V tej arhitekturi CPU komunicira z enim podatkovnim in naslovnim vodilom v RAM in ROM. CPU hkrati pridobi navodila iz RAM-a in ROM-a.
Von-Neumannova arhitektura
Ta navodila se izvajajo zaporedno skozi eno vodilo, zato traja več časa, da se izvede vsako navodilo. Tako lahko rečemo, da je proces arhitekture Von Newman zelo počasen.
Harvardska arhitektura
V arhitekturi Harvarda ima CPU dve ločeni vodili, to sta naslovno vodilo in podatkovno vodilo za komunikacijo z RAM-om in ROM-om. CPU pridobi navodila in jih izvede iz pomnilnika RAM-a in ROM-a prek ločenega podatkovnega vodila in naslovnega vodila, zato traja manj časa za izvajanje vsakega ukaza, zaradi česar je ta arhitektura zelo priljubljena.
Harvardska arhitektura
Tako je za katero koli obliko vgrajenega sistema najboljši mikrokrmilnik večinoma tisti z arhitekturo Harvard.
Navodilo Nastavite izbiro mikrokrmilnika
Nabor ukazov je nabor osnovnih navodil, kot so aritmetična, pogojna, logična itd., Ki se uporabljajo za izvajanje osnovnih operacij v mikrokrmilniku. Arhitektura mikrokrmilnika deluje na podlagi nabora ukazov.
Za vse projekte, ki temeljijo na mikrokrmilniku, so na voljo mikrokrmilniki, ki temeljijo na naboru navodil RISC ali CISC.
Arhitektura, ki temelji na RISC
RISC pomeni računalnik z zmanjšanim naborom navodil. Nabor ukazov RISC izvaja vse aritmetične, logične, pogojne, logične operacije v enem ali dveh ciklih ukazov. Območje nabora ukazov RISC je<100.
Arhitektura, ki temelji na RISC
Stroj, ki temelji na RISC, hitreje izvrši navodila, ker ni plasti mikrokode. Arhitektura RISC vsebuje posebne operacije shranjevanja obremenitve, ki se uporabljajo za premikanje podatkov iz notranjih registrov in pomnilnika.
RISC čip je narejen z manjšim številom tranzistorjev, zato so stroški nizki. Za katero koli obliko vgrajenega sistema je večinoma zaželen RISC čip.
Arhitektura, ki temelji na CISC
CISC pomeni računalnik z zapletenimi navodili. Nabor ukazov CISC traja štiri ali več ciklov ukazov za izvajanje vseh aritmetičnih, logičnih, pogojnih, logičnih navodil. Območje nabora navodil CISC je> 150.
Arhitektura, ki temelji na CISC
Stroj, ki temelji na CISC, izvaja navodila počasneje v primerjavi z arhitekturo RISC, ker se tu navodila pred izvajanjem pretvorijo v majhno velikost kode.
Izbira pomnilnika mikrokrmilnika
Izbira pomnilnika je zelo pomembna pri izbiri najboljšega mikrokrmilnika, saj je zmogljivost sistema odvisna od spominov.
Vsak mikrokrmilnik lahko vsebuje katero koli vrsto spominov, ki so:
Memory Vgrajeni pomnilnik
Memory Pomnilnik brez čipa
Vgrajeni in izklopljeni pomnilnik
Vgrajeni pomnilnik
Pomnilnik na čipu se nanaša na kateri koli pomnilnik, kot je RAM, ROM, ki je vdelan v sam čip mikrokrmilnika. ROM je vrsta pomnilniške naprave, ki lahko trajno shrani podatke in aplikacije v njih.
Pomnilnik RAM je vrsta pomnilnika, ki se uporablja za začasno shranjevanje podatkov in programov. Mikrokrmilniki s pomnilnikom na čipu ponujajo visoko hitrost obdelave podatkov, vendar je pomnilnik za shranjevanje omejen. Tako se mikrokrmilniki brez čipa uporabljajo za doseganje visokih zmogljivosti shranjevanja pomnilnika.
Pomnilnik brez čipa
Pomnilnik brez čipa se nanaša na kateri koli pomnilnik, kot so ROM, RAM in EEPROM, ki so povezani zunaj. Zunanji pomnilniki so včasih imenovani sekundarni pomnilniki, ki se uporabljajo za shranjevanje velike količine podatkov.
Zaradi tega se pri pridobivanju in shranjevanju podatkov zmanjša hitrost zunanjih pomnilniških krmilnikov. Ta zunanji pomnilnik potrebuje zunanje povezave, zato se zapletenost sistema povečuje.
Izbira čipa mikrokrmilnika
Izbira čipov je zelo pomembna pri razvoju a projekt na osnovi mikrokrmilnika . IC preprosto imenujemo paket. Integrirana vezja so zaščitena, da omogočajo enostavno upravljanje in zaščitijo naprave pred poškodbami. Integrirana vezja so sestavljena iz tisoč osnovne komponente v elektroniki kot so tranzistorji, diode, upori, kondenzatorji.
Mikrokrmilniki so na voljo v različnih vrstah paketov IC, vsak pa ima svoje prednosti in slabosti. Najbolj priljubljena IC je Dvojni linijski paket (DIP), ki se večinoma uporablja pri katerem koli vgrajenem sistemu.
DIP (dvojni v vrsti) mikrokrmilnik
1. DIP (dvojni linijski paket)
2. SIP (enotni paket v vrstici)
3. SOP (paket z majhnimi obrisi)
4. QFP (štirislojni paket)
5. PGA (Pin Grid Array)
6. BGA (Ball Grid Array)
7. TQFP (Tin Quad ravno paket)
IDE izbira mikrokrmilnika
IDE pomeni integrirano razvojno okolje in je programska aplikacija, ki se uporablja v večini projektov, ki temeljijo na mikrokrmilniku. IDE je običajno sestavljen iz urejevalnika izvorne kode, prevajalnika, tolmača in razhroščevalnika. Uporablja se za razvoj vdelanih aplikacij. IDE se uporablja za programiranje mikrokrmilnika.
IDE izbor mikrokrmilnikov
IDE je sestavljen iz naslednjih komponent: -
Urejevalnik izvorne kode
Prevajalnik
Razhroščevalec
Povezave
Tolmač
Šestnajstiški pretvornik datotek
Urednik
Urejevalnik izvorne kode je urejevalnik besedil, ki je posebej zasnovan za programerje za pisanje izvorne kode aplikacij.
Prevajalnik
Prevajalnik je program, ki prevede jezik visoke ravni (C, Embedded C) v jezik strojne ravni (0 'in 1' format). Prevajalnik najprej pregleda celoten program, nato pa program prevede v strojno kodo, ki jo bo računalnik izvedel.
Obstajata dve vrsti prevajalnikov: -
Native Compiler
Ko se aplikacijski program razvije in prevede v istem sistemu, je znan kot izvorni prevajalnik. Npr: C, JAVA, Oracle.
Navzkrižni prevajalnik
Ko se aplikacijski program razvije na gostiteljskem sistemu in se prevede v ciljni sistem, se imenuje navzkrižni prevajalnik. Vse projekte, ki temeljijo na mikrokrmilniku, razvija navzkrižni prevajalnik. Ex Embedded C, sestavljanje, mikrokrmilniki.
Razhroščevalec
Razhroščevalec je program, ki se uporablja za preizkušanje in odpravljanje napak drugih programov, kot je ciljni program. Odpravljanje napak je postopek iskanja in zmanjšanja števila napak ali napak v programu.
Povezave
Povezovalnik je program, ki od prevajalnika vzame eno ali več objektivnih datotek in jih združi v en izvršljiv program.
Tolmač
Tolmač je del programske opreme, ki pretvarja jezik visoke ravni v strojno berljiv jezik na način po vrsticah. Vsako navodilo kode se razlaga in izvaja ločeno v zaporedju. Če v delu navodil odkrijemo kakršno koli napako, bo ustavljena razlaga kode.
Različni mikrokrmilnik z aplikacijami
Tu je povzetek tabele z informacijami o različnih mikrokrmilnikih in projektih, v katerih se lahko uporabljajo.
Različni mikrokrmilniki za različne aplikacije
Ste pripravljeni izbrati najboljši mikrokrmilnik za svoj projekt? Upamo, da boste do zdaj že imeli jasno sliko o tem, kateri mikrokrmilnik bo najbolj primeren za vaš vgrajeni sistem. Za vašo referenco, različne vdelani projekti najdete na spletni strani edgefxkits.
Tu je osnovno vprašanje za vas - pri večini projektov, ki temeljijo na mikrokrmilniku, ki združuje vse najboljše lastnosti, ki smo jih omenili zgoraj, katera družina mikrokrmilnikov je najbolj zaželena in zakaj?
Prosimo, da svoje odgovore skupaj s povratnimi informacijami najdete v spodnjem oddelku za komentarje.
Foto krediti:
8-bitni mikrokrmilniki rapidonline
16-bitni mikrokrmilnik avtor neposredna industrija
32-bitni mikrokrmilnik avtor rapidonline
Družina mikrokrmilnikov AVR avtor elektroline
Družina mikrokrmilnikov PIC avtorja inženirska garaža
Harvardska arhitektura avtor eecatalog.com
Arhitektura, ki temelji na RISC electronicsweekly.com
Arhitektura, ki temelji na CISC studydroid.com
DIP (dvojni v vrsti) mikrokrmilnik t2.gstatic.com
