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Choisir un microcontrôleur
Traduction
«Les systèmes modulaires Tornado» Société,
Russie, Novossibirsk, 1995
- Présentation
- Nomination
- Le processus de sélection
- Critères de sélection
- Exigences du système
- Les principales caractéristiques du microcontrôleur
- Capacités du microcontrôleur
- Le jeu de commandes du microcontrôleur
- Interruptions du microcontrôleur
- Caractéristiques de votre entreprise
- Caractéristiques du fournisseur
- Fabricant Hharakteristika
- Fabricant Potderzhka
- Littéraire potderzhka
- Choix de finition
- Travail d'équipe
- Conclusion
INTRODUCTION
Peut-être, la sélection du microcontrôleur est l'une des décisions les plus importantes qui affectent la réussite ou l'échec du projet souhaité. Lors de la sélection d'un microcontrôleur est nécessaire d'examiner et d'évaluer un grand nombre de facteurs. La base de la séquence d'actions délibérées menant à une décision finale puisse être prise en considération dans ce plan papier. En combinant leurs connaissances et leurs exigences à l'information fournie dans cet article, le lecteur doit tout évaluer en général, à prendre la bonne décision.
NOMINATION
L'objectif principal de choisir le microcontrôleur moins chère (pour réduire le coût total du système), mais en même temps satisfaire les spécifications du système, c'est à dire exigences de performance, la fiabilité des conditions d'application, etc Le coût total du système comprend tout: la recherche en ingénierie et développement, la réparation sous garantie de production (pièces et main d'œuvre), une nouvelle amélioration, l'entretien, la compatibilité, la facilité d'utilisation, etc
PROCESSUS DE SÉLECTION
Venir à la sélection, le développeur doit d'abord se poser la question: «Quel devrait être le microcontrôleur dans mon système?" La réponse à cette simple question définit les caractéristiques requises du système en cours de développement pour le microcontrôleur et, donc, est un facteur déterminant dans le processus de sélection.
La deuxième étape est un des microcontrôleurs de recherche qui répondent à toutes les exigences du système. Il comprend habituellement la sélection de la littérature, les données des feuilles et des revues techniques, ainsi que des conseils. A l'heure actuelle est devenue tout à fait abordable d'informations sur la traditionnelle proposée comme les microcontrôleurs standards de l'industrie et les derniers microcontrôleurs. Eh bien, si vous répondez aux exigences du système sera microcontrôleur familiers, sinon doit être effectué une recherche secondaire de trouver un microcontrôleur qui répond le mieux aux exigences, un minimum de composants externes montées et est adapté pour le coût et la taille. De toute évidence, la puce unique est préférable à cause du prix et de fiabilité.
La dernière étape de sélection se compose de plusieurs étapes visant à réduire la liste des microcontrôleurs adaptés à un. Ces mesures comprennent l'analyse des prix, la disponibilité, les outils de développement, le soutien au producteur, à la stabilité de production et la disponibilité des microcontrôleurs spécifiques provenant d'autres fabricants ou vendeurs. Pour en arriver à une solution optimale, peut-être, l'ensemble du processus doit être répété plusieurs fois.
CRITÈRES DE SÉLECTION
Les principaux critères de sélection du microcontrôleur sont présentés ci-dessous par ordre d'importance. Chaque critère est expliqué en détail plus loin.
- Aptitude pour le système d'application. Peut-il être fait sur une seule puce microcontrôleur, ou il peut être réalisé sur la base de ce ou ASIC?
- Le nombre requis de broches du microcontrôleur / ports I / O, comme en cas de pénurie, il ne fera pas le travail, et si le prix en excès sera trop élevé?
- At-il tous les périphériques nécessaires, tels que série ports I / O, RAM, ROM, A / D, D / A, etc?
- At-il d'autres périphériques qui ne sont pas nécessaires dans le système?
- Est-ce que les performances du processeur de base requises, à savoir puissance de calcul, permettant de traiter les demandes du système pendant toute la durée de la langue application sélectionnée? Consommer trop de temps, trop peu ne fonctionnera pas.
- Que ce soit alloué dans le budget du projet de l'argent suffisant pour se permettre d'utiliser cette puce. Pour répondre à cette question, exige habituellement des frais fournisseur. Si le microcontrôleur n'est pas acceptable pour le projet, d'autres questions devenue sans objet, et vous devriez commencer à chercher un autre microcontrôleur.
- Abordabilité.
- Yat-il un dispositif en quantité suffisante?
- Est-il maintenant?
- Ce qui est attendu dans l'avenir?
- Soutien pour le développeur.
- Monteurs.
- Les compilateurs.
- Outils de débogage.
- Module d'évaluation (EVM).
- En émulateurs.
- Buses pour analyseurs logiques.
- Debug moniteur.
- Débogage de logiciels en code source.
- Soutien de l'information
- Exemples d'applications.
- Messages d'erreur.
- Utilitaires, y compris "libre" monteurs.
- Exemple de code source.
- Demandes de soutien auprès du vendeur.
- Yat-il un groupe spécial qui traite uniquement avec le soutien d'applications?
- Y at-il des ingénieurs, des techniciens ou des vendeurs?
- En ce qui concerne le personnel de soutien qualifié, si oui ou non il est intéressé pour vous aider à résoudre votre problème?
- Yat-il un téléphone et / ou le lien FAXovaya?
- La fiabilité du constructeur.
- Compétence confirmée par l'évolution.
- Fiabilité de la production, c'est à dire qualité du produit.
- Tout en travaillant dans ce domaine.
EXIGENCES DU SYSTÈME
Mener une analyse systématique de votre projet permettra d'identifier et les exigences pour le microcontrôleur. Quels périphériques sont nécessaires? Les opérateurs bit à bit, ou seulement numérique? Combien vous voulez pour manipuler les données? Si le système est régi par une interruption, la volonté ou les commandes de l'homme? Combien d'appareils (bit I / O) pour être gérés? Quels appareils sont parmi les nombreux types de périphériques possible d'E / S doit être contrôlée à gérer: des terminaux, des commutateurs, des relais, des boutons, des capteurs (température, lumière, tension, etc), des dispositifs sonores, des indicateurs visuels (LCDdisplei, LED), analogotsifrovye ( A / D), le numérique à l'analogique (convertisseurs N / A)? Un ou plusieurs tensions d'alimentation nécessaire pour le système? Comment l'alimentation otkazoustoychiv? Est-ce que l'appareil à une tension de votre alimentation? Si la tension a tenu dans une fourchette étroite fixe de changements, ou le système peut fonctionner à une forte volatilité? Quel est le courant de fonctionnement? Le produit doit fonctionner sur secteur ou sur batterie? Si la batterie, devrait être utilisé dans les batteries rechargeables, et si oui, à quelle heure sans recharge, et il faut un certain temps? Y at-il des restrictions sur la taille, le poids, les paramètres esthétiques, tels que la forme et / ou la couleur? Y at-il des exigences particulières pour les conditions environnementales, telles que les conditions militaires, température, humidité, atmosphère (explosifs, corrosifs, etc), la pression / hauteur? Logiciel de l'utilisateur devrait être fondée sur le disque ou ROM? Le produit fonctionne en temps réel, et si oui, allez-vous pour créer ou acquérir le noyau temps réel des programmes, ou il peut être une version assez commune de l'largement utilisé? Est-il suffisamment de personnel et de temps pour développer vos propres programmes de base? Comme il sera versé au droit d'auteur et des logiciels? Pour répondre aux défis du temps réel nécessite beaucoup de travaux de recherche pour répondre à leurs besoins spécifiques.
Microcontrôleur a
Microcontrôleurs peuvent généralement être divisés en groupes de 8, 16 et la taille de leur 32razryadnyh arithmétique et registres d'index, bien que certains développeurs pensent que l'architecture définit la largeur du bus 8/16/32razryadnuyu. Est-ce qu'un microcontrôleur pas cher pour satisfaire aux exigences du système ou d'exiger une coûteuse ou 16 32razryadny? Peut logiciels d'émulation 8razryadnaya caractéristiques 16/32razryadnogo microcontrôleur permettant l'utilisation de 8razryadnogo pas cher, sacrifier la taille du code exécutable et de la vitesse? Par exemple, peut être utilisé microcontrôleur 8razryadny pour programmer une macro pour simuler une batterie et 16razryadny opération d'indexation? Sélection d'une langue de l'application (au lieu de haut niveau assembleur) peut grandement affecter la performance du système, qui peut alors dicter l'architecture 8/16/32razryadnoy, mais le prix limite peut rejeter cette option.
Fréquence d'horloge, ou plus précisément la vitesse du bus détermine combien de calcul peut être effectué par unité de temps. Certains microcontrôleurs, principalement dans le développement précoce ont une gamme étroite de fréquence d'horloge autorisé, tandis que d'autres peut fonctionner à la fréquence zéro. Parfois, une fréquence d'horloge spécifique est sélectionné pour générer une autre fréquence d'horloge nécessaires dans le système, par exemple, pour définir la vitesse de transmission série. En général, la puissance de calcul de coûts, la consommation d'énergie et le système augmente avec la fréquence d'horloge augmente. Le prix du système lorsque la fréquence augmente en raison du coût, non seulement du microcontrôleur, mais aussi tous les circuits nécessaires supplémentaires tels que RAM, ROM, PLD et les contrôleurs de bus.
Considérons une technologie, qui est faite en utilisant un microprocesseur: Nkanalnuyu metallokiselpoluprovodnik (NMOS), qui a été utilisé dans les microcontrôleurs développement précoce, comparable à la technologie CMOS modernes avec un haut niveau d'intégration (HCMOS). Contrairement à NMOSprotsessorov plus tôt dans les niveaux de signal HCMOS varient dans la fourchette de 0 au niveau de la tension d'alimentation. En liaison avec cette circonstance est préféré processeurs HCMOS. En outre, HCMOS consomme moins d'énergie et de chaleur donc moins. Les dimensions géométriques des éléments de HCMOS moins, permettant des circuits denses et donc fonctionner à des vitesses plus élevées. Une conception plus compacte réduit également le coût d'un microcontrôleur séparé comme sur une plaquette de silicium de la même taille que vous pouvez obtenir plus de jetons. Pour ces raisons, aujourd'hui, la grande majorité des microcontrôleurs fabriqués à l'aide HCMOStehnologii.
Microcontrôleur a
Au détriment d'atteindre des niveaux plus élevés d'intégration et de fiabilité, tout en maintenant des coûts bas, tous les microcontrôleurs ont intégré dans les appareils en option. Ces appareils sont sous le contrôle du microcontrôleur coeur microprocesseur exécute certaines fonctions. Dispositifs embarqués ont une grande fiabilité, car ils ne nécessitent pas de circuits électriques extérieurs. Le plus connu des dispositifs comprennent une mémoire intégrée et des ports I / O (I / O), temporisateur, horloge système / oscillateur. Dispositifs de mémoire comprennent la mémoire vive (RAM), mémoires mortes (ROM), ROM reprogrammable (EPROM), ROM modifiable électriquement (EEPROM). Timers et comprennent une horloge temps réel et les interruptions d'horloge. Devrait tenir compte de l'éventail et la résolution de la minuterie, ainsi que d'autres sous-fonctions, comme une fonction de comparaison et / ou de capturer les lignes d'entrée pour mesurer la durée du signal. Outils d'E / S inclut les ports de communication série, ports parallèles (lignes I / O), analogotsifrovye convertisseurs (A / D), convertisseur numérique-analogique (N / A), les conducteurs, écran LCD (cristaux liquides) conducteur ou un affichage fluorescent sous vide (VFD).
D'autres, moins fréquemment utilisé, intégré dans les ressources sont de bus interne / externe, la minuterie de suivi du fonctionnement normal de l'organisme de surveillance du système, l'horloge système de détection de panne, les configurations de mémoire sélectionnable et le module d'intégration de systèmes (SIM). SIM est remplace habituellement l'extérieur "collage" de la logique nécessaire pour l'interaction avec les périphériques du microcontrôleur à des contacts spécifiques de la puce.
Dans la plupart des microcontrôleurs en circuit commuté de configuration unité de ressources trouvées pour la gestion de ces ressources. Parfois l'unité de ce qui peut être reflété dans les différents domaines de la carte mémoire. Parfois, un utilisateur et / ou cas de test en usine, indiquant l'importance attachée à la qualité du fabricant. La présence du registre de configuration provoque le problème des changements aléatoires dans la configuration souhaitée, «l'errance» du code. Pour éviter la possibilité d'un tel mécanisme aléatoire est utilisé de "blocage", c'est à dire avant que le registre de configuration peut être modifiée dans les bits autre registre devrait être modifié dans une certaine séquence. Bien que les registres de configuration sont d'abord effrayé par sa complexité, ils sont extrêmement utiles car elles fournissent une plus grande flexibilité dans la configuration, à faible coût, de sorte que l'on microcontrôleur peut trouver des applications diverses.
Le microcontrôleur jeu d'instructions
Vous devriez soigneusement étudier le jeu d'instructions et de registres chaque microcontrôleur, car ils jouent un rôle crucial dans la détermination de la capacité du système dans son ensemble. Examiné si votre indice de programmeurs modes d'adressage en liaison avec les besoins présumés de votre système? Yat-il des commandes kakielibo spécial qui sera utilisé dans votre système, telles que multiplication, division et l'interpolation de la table? Est-il kakielibo d'économie d'énergie des modes pour économiser la batterie, telles que l'arrêt, arrêtez-vous avec une faible consommation et / ou avec l'espoir? Yat-il une manipulation de bits de commande kakielibo (réglage bits, les bits de compensation, le bit de test, en changeant l'équipe de transition de mettre en bits / clear bit) afin de faciliter l'utilisation d'un microcontrôleur ou commandes de manipulation avec des champs de bits?
Soyez prudent avec la merveilleuse équipe qui font beaucoup de travail en équipe. La vraie mesure de la productivité est le nombre de cycles d'horloge nécessaires pour accomplir la tâche, plutôt que le nombre d'instructions exécutées. Pour une comparaison équitable est préférable d'encoder le même programme et de comparer le nombre total de cycles d'horloge exécuté et utilisé octets. Yat-il une carte des opcodes des instructions latentes et ce qui arrive si elles accidentellement rencontrer? Le système de gérer correctement cette situation gestionnaire «exceptionnelle» des événements, ou cela conduira à un système corrompu?
Interruptions microcontrôleur
Vérifiez la structure d'interruption est toujours nécessaire lors de la création en temps réel du système. Combien de lignes ou le niveau d'interruption est et combien vous voulez pour votre système? Yat-il un niveau d'interruption masque? Lorsque le niveau d'interruption est confirmée, si les vecteurs d'interruption pour chaque programmyobrabotchika, ou avoir sondé toutes les sources possibles d'interruptions de déterminer la source? A la vitesse critique d'applications comme le contrôle de l'imprimante, le critère de sélection d'un microcontrôleur adapté peut être un temps de réponse d'interruption, à savoir le temps du début de l'interruption (dans le pire des cas, progressive par rapport à l'horloge du microcontrôleur) pour exécuter la première commande correspond à la routine d'interruption.
DESCRIPTION DE VOTRE ENTREPRISE
Analyser de façon critique le statut de propriété de votre entreprise. Votre entreprise at-fonds suffisants pour la formation des subtilités des systèmes de production basés sur des microcontrôleurs et l'application des fonds pour leur développement? Votre entreprise at-développement des ressources adéquates, ou allez-vous acheter ou les louer? Si nous considérons un nouveau microcontrôleur, sont là les outils de développement disponibles, tels que compilateurs de langages de haut niveau, monteurs / linkers, des débogueurs, des modules de prototypes et / émulateurs? Il suffit d'étendre aisément vos outils de développement existants pour les nouveaux microcontrôleurs? Dois-je embaucher et former du personnel supplémentaire pour ce projet? Pouvez-vous apporter une expertise à apprendre au reste de votre équipe? Votre budget de recrutement du personnel permanent supplémentaire et / ou les travailleurs à contrat? Votre entreprise est satisfaite avec le microcontrôleur, disponible dès maintenant le marché vremyana, ainsi que le service?
Description du fournisseur
La troisième étape dans la réduction de la liste des fabricants de microcontrôleurs techniquement acceptable de test et les fournisseurs de microcontrôleurs, c'est à dire sociétés avec lesquelles vous envisagez d'entrer en relations à long terme pour un bénéfice mutuel. Поставщик может быть производителем микроконтроллеров, или он может быть дилером, который является полномочным представителем нескольких производителей. Наилучшим образом удовлетворит ваши запросы поставщик с более широким ассортиментом продуктов и репутацией высокого качества, надежности, обслуживания и своевременной поставки при справедливой цене. Кроме того, чем больше продуктов вы покупаете у одного поставщика, тем большие преимущества вы получаете в отношении цены, услуг и поддержки. Всегда имейте в виду, что, хотя долларовый объем вашей покупки может казаться вам высоким, это всегда относительная величина к общему объему продаж поставщика. Поставщики, которые снабжают не только микроконтроллерами, но и памятью (RAM, ROM), дискретными устройствами (транзисторами, диодами и т.д.), стандартными цифровыми логическими устройствами (7400, 74HC00 и т.д.), специальными микросхемами, заказными приборами (CSIC), специализированными микросхемами (ASIC) и программируемыми логическими устройствами (PLD), смогут лучше удовлетворить ваши растущие запросы. Имеет ли производитель и/или поставщик какиелибо награды за качество, надежность, сервис и/ или поставку? Не следует слишком доверять самоприсуждаемым наградам.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДИТЕЛЯ
Другими критериями в выборе производителя/поставщика микроконтроллера являются стабильность, его монопольное положение, сведения из литературы и поддержка. Стабильность может быть надежно проверена путем установления стажа работы производителя в этой области и его достижений. Отдел снабжения и кредитный отдел вашей компании могут помочь вам в этих вопросах. Монопольное положение поставщика, к сожалению, обычно норма, т.к. большинство производителей микроконтроллеров редко пересекаются в производстве с другими производителями. Если производитель имеет хорошие показатели в снабжении, доставке и цене, то его монопольное положение не должно являться препятствием.
ПОДДЕРЖКА ПРОИЗВОДИТЕЛЯ
Прямая поддерка производителя включает маркетинг/продажи и прикладную инженерную поддержку. Когда вы звоните, обращаясь за помощью, можете ли вы прямо связаться с тем, кто вам нужен, или вам приходится играть в "глухой телефон"? Передаются ли звонки немедленно? Есть ли номер факса? Сколько доступно телефонных линий? Телефонные линии всегда заняты? Есть ли у них система коммутации или секретарь передает ваши сообщения ответственному за поддержку? В какие часы работает персонал поддержки? Имеют ли они другие обязанности кроме поддержки? Каков количественный состав обслуживающего персонала? С готовностью ли ему поможет заводской персонал, а именно, специалисты по готовой продукции, по производству, по качеству, электронщики, программисты? Дружат ли заводские инженеры с персоналом поддержки? Знающий ли персонал поддержки, имеет ли нужные навыки, и выполняют ли они своевременно то, что обещали, например, решить вашу проблему или выслать вам чтонибудь? Приходит ли это обычной почтой, платите ли вы за быструю доставку? Есть ли у производителя электронная доска объявлений (BBS) или страничка в Internet, на которых можно получить такую информацию, как прикладные программы, новости о продуктах, свежие программы, исходные тексты, сообщения об ошибках, электронную почту, конференции? Какие поддерживаются скорости передачи? Сколько телефонных линий доступно? Какие часы работы? Нужна ли вам особая марка компьютера и/или модема для доступа? Есть ли системный оператор (sysop)?
ЛИТЕРАТУРНАЯ ПОДДЕРЖКА
Литература охватывает широкий набор печатных материалов, которые могут помочь вам сделать правильный выбор. Она включает выпуски производителя, такие как технические описания и рекомендации по применению, также издания, доступные в местном книжном магазине и/или библиотеке. Издания из местного магазина и/или библиотеки не только указывают на популярность производителя/микроконтроллера, но и предлагают беспристрастные мнения, если они высказаны независимыми от производителя авторами.
ЗАКАНЧИВАЯ ВЫБОР
Для окончательного шага в процессе выбора постройте таблицу, содержащую рассматриваемые микроконтроллеры в одной графе, а их важные характеристики в другой. Затем приложите бланки технических описаний производителей, чтобы получить справедливое наглядное сравнение. Некоторые производители имеют предварительно сделанные сравнительные описания их микроконтроллеров, которые упростят вашу задачу, но проверьте по техническим описаниям, все ли новейшие продукты представлены. Среди возможных характеристик цена (на ожидаемый объем продукции, включая предсказание будущей цены, т.е. уменьшится ли цена, если вы вольетесь в производство?), RAM, ROM, EPROM, EEPROM, таймер(ы), A/D, D/A, последовательные порты, параллельные порты, скорость шины (минимальная/максимальная), специальные команды (умножение, деление и т.д.), число доступных прерываний, время отклика прерывания (время от начала прерывания до выполнения первой команды, управляемой прерыванием), размер корпуса/тип (керамический DIP или LCC, пластиковый 0.3" DIP или 0.6" DIP, сжатый DIP (расстояние между контактами .071"), PLCC, PQFP, EIAJQFP, SOIC; некоторые из них используют технологию поверхностного монтажа), требования по питанию и другие детали, важные для устройства вашей системы.
Если после всего этого у вас в списке все еще больше одного микроконтроллера, рассмотрите возможности расширения системы и стоимость. Какое расширения, по вашему мнению, может понадобиться в будущих версиях этого продукта? И наконец, рассмотрите цену, т.к. если два микроконтроллера стоят одинаково, но один предлагает немного больше возможностей, которые не требуются сегодня, но сделали бы будущие расширения доступными без добавочных затрат, выбирайте этот микроконтроллер.
РАБОТА КОМАНДЫ
Как лидер проекта вы можете делать всю исследовательскую работу один, или же можете начать привлекать вашу команду, ставя перед ее членами исследовательские задачи, такие как оценка программистами набора команд каждого рассматриваемого микроконтроллера. Вовлекая свою команду в процесс выбора на ранних этапах, вы не только создадите дух команды, но и получите индивидуальные обязательства по отношению к проекту через активное участие в нем. Этот подход, без сомнения, приводит к некоторым конфликтам, т.к. каждый имеет свое собственное мнение, но ваша задача как лидера проекта быть посредником. Выслушав все мнения, выбираете все же вы. Как в политических выборах, как только появляется победитель в предварительных выборах, все члены партии готовы к полной поддержке лидера, так и команда проекта должна поддерживать решения лидера для достижения успеха в выполнении проекта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
La sélection finale d'un microcontrôleur adapté à votre projet, pas une décision facile. Microcontrôleurs sont devenus des dispositifs plus sophistiqués depuis ont été ajoutés en circuit ressources. Et depuis lors, que le processus d'évolution vers de plus en plus en circuit intégration des ressources extérieures afin de réduire le coût du système, la décision devient plus complexe. Cet article ne force pas au développeur de choisir kakoylibo, son but est de spécifier tous les critères de sélection possibles qui doivent être prises en compte dans le processus décisionnel.
-Nouveau jeu! 
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