15.5 Критерии выбора микроконтроллера.Часть первая
В последние годы при разработке систем управления объектами различного типа и уровня сложности все больше внимания уделяется микроконтроллерной технике. Это связано с ее бурным развитием и широким ассортиментом предлагаемой продукции. Использование микроконтроллеров позволяет конструировать устройства, обладающие такими качествами, как небольшие габариты, относительная дешевизна, простота и надежность, совместимость с персональным компьютером через стандартные интерфейсы.
При разработке устройства возникает необходимость в выборе микроконтроллера, удовлетворяющего требованиям по производительности, надежности, условиям применения и т.д.
Выбор микроконтроллера (МК) является одним из самых важных решений, от которых зависит успех или провал всего проекта. При выборе микроконтроллера существуют многочисленные критерии, большинство из которых представлены в этом разделе.
Основная цель – выбрать микроконтроллер с минимальной ценой (чтобы снизить общую стоимость системы), но в то же время удовлетворяющий системной спецификации, т.е. требованиям по производительности, надежности, условиям применения и т.д. Общая стоимость системы включает все: инженерное исследование и разработку, производство (комплектующие и труд), гарантийный ремонт, обновление, обслуживание, совместимость, простоту в обращении и т.д.
Второй шаг – поиск микроконтроллеров, которые удовлетворяют всем системным требованиям. Он обычно включает подбор литературы, технических описаний и технических коммерческих журналов, а также демонстрационные консультации.
Последняя стадия выбора состоит из нескольких этапов, цель которых - сузить список приемлемых микроконтроллеров до одного. Эти этапы включают в себя анализ цены, доступности, средств разработки, поддержки производителя, стабильности и наличия других производителей.
Проведение системного анализа проекта позволяет определить требования к микроконтроллеру:
· разрядность вычислительного ядра;
· набор встроенных периферийных устройств (таймеры, АЦП и т.п.);
· наличие битовых операций;
· аппаратная организация обработки данных (структура машинного цикла, соотношение тактов ГТИ и машинных циклов);
· возможность работа по прерываниям, по внешним сигналам готовности или по командам человека;
· количество управляемых портов ввода/вывода, характер передачи -
байтовая или битовая, программная настройка направления передачи;
· тип устройств ввода/вывода, которыми должен управлять выбираемый МК в проектируемой системе (терминалы, выключатели, реле, клавиши, датчики, цифровые устройства визуальной индикации, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, модуляторы и т.д.);
· поддерживаемые способы загрузки программ в микроконтроллер, возможность внутрисистемного программирования (ISP), использование при этом стандартизированных интерфейсов (SPI, I2C);
· количество и тип напряжений питаний;
· отказоустойчивость источника питания;
· массогабаритные и эстетические ограничения;
· условия окружающей среды, необходимые для эксплуатации.
Выбор прикладного языка программирования (например, С или Паскаль вместо ассемблера) может сильно повлиять на производительность системы, которая затем может диктовать выбор 8-, 16 - или 32 - разрядной архитектуры.
Тактовая частота или, более точно, скорость шины определяет, сколько вычислений может быть выполнено за единицу времени. Некоторые микроконтроллеры имеют узкий диапазон возможной тактовой частоты, в то время как другие могут работать вплоть до нулевой частоты. Иногда выбирается специальная тактовая частота, чтобы сгенерировать другую тактовую частоту, требуемую в системе, например, для задания скоростей последовательной передачи (вспомнить 11059,2 кГц).
В основном, вычислительная мощность, потребляемая мощность и стоимость системы увеличиваются с повышением тактовой частоты. Цена системы при повышении частоты увеличивается из-за стоимости не только микроконтроллера, но также и всех требующихся дополнительных микросхем, таких как ROM, RAM, PLD и контроллеры шины.
|
