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编程和可装备东西开端决议微控制器的挑选

今天半导体工艺几何尺寸的不断减小正在改变微控制器的经济学。新的嵌入式设计开发工具成本快速增长,但微控制器上的数字逻辑线路成本正不断

今日半导体工艺几许尺度的不断减小正在改动微控制器的经济学。新的嵌入式规划开发东西本钱快速增长,但微控制器上的数字逻辑线路本钱正不断下降。这使得供给具有更多外围的微控制器更具经济性,尤其是假如这些外围归于数字类电路、UART、CAN控制器和以太网MAC等。现在市场上带有更杂乱外围的微控制器正不断出现。假如咱们将闪存和RAM也看作是外围,那么今日许多微控制器的结构中90%以上的部分都是外围。

这儿以现在出售的8051和许多衍生器材为例进行阐明。10年前,8051简直要被弃用,可是现在有许多新产品还在选用8051内核,为进步功用,其外围的数量和品种都有了显着添加。许多了解8051的工程师都在重视这些新产品。他们以为自己了解8051内核,所以选用根据8051的器材比选用根据其它内核的器材会更简略。但只是了解微控制器内核就满意了吗?

用C编译器编写控制器软件

在答复这个问题之前,先了解一下新微控制器开展的进程。大多数微控制器制作商都有许多不同的变种产品,某个厂商乃至具有500多个不同的变种。这些变种关于规划者为特定运用充沛挑选外围供给了条件。

图1:CyanIDE集成开发环境。

一种更好的办法便是挑选现已具有许多项目所需的一切外围和灵敏输入输出摆放的微控制器。因而,用户能够挑选和装备每个项目要求的详细外围组合,显着下降了PCB从头规划所需的作业量。挑选这类微控制器能够使硬件修正愈加简略。这可运用户愈加灵敏地选取恰当的外围组合来满意规划要求。

此外,工程师经过下降不同零部件购买和库存的数量,将取得公司内的物料供给人员认同,由于在曩昔很长的一段时刻内,咱们看到制作商都以能供给各式各样的微控制器为荣,实践上,这关于客户和制作商自身来说都无异于一场物流供给方面的噩梦。事实上,供货商应更好有利地势用不断下降的硅本钱制作更少变种、但功用更强壮的微控制器。

大多数工程师会争辩论软件功用是他们不能抛弃现有微控制器系列的原因之一,所以咱们来谈谈软件问题。

考虑一款新的微控制器时,需求处理2个首要软件问题:1. 编写彻底运转在内核中的算法,包含数学算法(如滤波算法)或主循环;2. 外围初始化和接口的软件。

首先来谈谈在微控制器内核中运转的软件。曩昔几年里,C编译器的运用不断遍及,而且功率也有所进步。这意味着,C编译器可节约的编程作业比一切运用程序中功用丢失的程度更重要。仍有一些与时刻精确性相关的软件功用需求用汇编程序编写,可是这些程序也或许打包在C编译器编写的主程序中。

除了编译器的功率外,微控制器整体功用也有了显着的进步。许多工程师都运用比曾经功用强10倍的现代控制器并转变成用C编译器编写软件,而规划出的产品比前几代产品运转起来要快得多。

选用C编译器的别的一个驱动要素便是许多产品遍及都需求添加代码数量。在汇编程序中编写8K代码或许相当于100张A4纸的软件。编写和保护这种数量的代码需求消耗很多的作业量。一旦你开端着眼于需求32K或64K代码的运用程序,那么运用编译器自然而然就成了99%运用程序的仅有实践挑选。

假如咱们决议下一个要开发项目运用C编译器,那么就能够做出一个斗胆得定论。包含C言语在内的高档言语能够使工程师避开微控制器内核的冗杂作业。假如咱们编写:

Counter=Counter+1; (or Counter++;),

咱们能够意识到其实咱们不用在乎它在运用程序中终究怎么履行。这便是编译器的首要意图地点,所以也就不足为怪。只需变量Counter添加,咱们并不需求知道是否运用累加器或寄存器架构取得成果。

应对杂乱外围电路编程应战

现在来评论外围电路编程的问题。在市场上许多新款微控制器中,外围数量迅速增长。越来越多的芯片面积都被外围电路占用,它们的杂乱性和功率好像也在不断添加。今日市场上的一些8051微控制器具有300″400页的数据手册。其间,你会发现只要25页内容是介绍内核作业原理的,剩余的都是关于外围的,从复位控制器、杂乱的ADC到更杂乱的通讯控制器(如CAN、USB、以太网)。

这让咱们得出一个定论,触及外围的软件比彻底在内核中运转的软件要花费更多得多的作业量。

进一步说便是,专门针对外围的datasheet越多,对了解这种控制器内核来说就越无益。

图2:赛恩的16位微控制器μCOG1m集成了密布的外围电路

作为面临杂乱外围的工程师,为了防止吞没在那些外围完结一切预期用处的深重使命时,你会怎样做呢?有些微控制器制作商供给能够生成源代码的东西。在图1中,你能够到这种东西的一个比如,赛恩科技公司供给的CyanIDE集成开发环境,显现了只需点击鼠标就能够轻松设定UART波特率的快捷办法。

有了这些东西,开发者无需阅览长篇大论的数据手册就能算出每个寄存器中应该编程的数值。此外,CyanIDE还具有全面的上下文相关的协助。这种东西能够大幅削减新款微控制器所触及的工程量。

本文小结

本文开篇就对一项假定提出了质疑,即挑选带有了解内核的微控制器一定会下降新项目规划作业触及的学习使命量吗?对所触及的作业进行简略剖析后,能够清楚的发现这种假定是不正确的。假如运用C编译器和即便带有为数不多外围的器材,那么对内核的了解程度比起协助完结外围电路编程的东西来说其重要性要小得多。

实践上,假如新制作商具有功用杰出且集成的东西协助进行外围的编程,那么挑选新制作商的微控制器或许不比挑选来自传统系列和制作商但具有重要新式外围的微控制器更简略。东西和可装备性的强有力结合比具有内核方面的丰厚经历要重要得多。

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