Dom > Razstava > Vsebine

Mikrokontroler Višja integracija

Mar 08, 2019

Mikro-krmilniki morda ne izvajajo zunanjega naslova ali podatkovnega vodila, saj integrirajo RAM in neobstojni pomnilnik na isti čip kot CPU. Če uporabimo manj zatikov, lahko čip postavimo v veliko manjši in cenejši paket.


Vključitev pomnilnika in drugih perifernih naprav na en sam čip in njihovo testiranje kot enota poveča stroške tega čipa, vendar pogosto povzroči zmanjšanje neto stroškov vgrajenega sistema kot celote. Tudi če je cena CPE-ja, ki ima vgrajene zunanje naprave, nekoliko večji od stroškov CPE-ja in zunanjih zunanjih naprav, ima manj čipov običajno manjšo in cenejšo vezje ter zmanjša stroške dela, ki je potreben za sestavljanje in testiranje tiskanega vezja. kot dodatek k zmanjšanju stopnje napak pri končnem sestavu.


Mikrokontroler je eno integrirano vezje, običajno z naslednjimi značilnostmi:


centralna procesna enota - od majhnih in preprostih 4-bitnih procesorjev do kompleksnih 32-bitnih ali 64-bitnih procesorjev

hranjenje podatkov (RAM) za shranjevanje podatkov

ROM, EPROM, EEPROM ali pomnilnik Flash za shranjevanje programskih in obratovalnih parametrov

diskretnih vhodnih in izhodnih bitov, ki omogočajo nadzor ali zaznavanje logičnega stanja posameznega zatiča

serijski vhod / izhod, kot so serijska vrata (UART)

drugi vmesniki serijskih komunikacij, kot so I²C, Serial Peripheral Interface in Controller Area Network za sistemsko povezavo

periferne enote, kot so merilniki časa, števci dogodkov, generatorji PWM in nadzorniki

taktni generator - pogosto oscilator za kristal s časom kremena, resonator ali vezje RC

mnogi vključujejo analogno-digitalne pretvornike, nekateri vključujejo digitalno-analogne pretvornike

programiranje znotraj vezja in podpora za odpravljanje napak v vezju

Ta integracija drastično zmanjša število čipov ter količino ožičenja in prostora na vezjih, ki bi bili potrebni za izdelavo enakovrednih sistemov z uporabo ločenih čipov. Še več, pri majhnih napravah za štetje števila pinov lahko vsak pin vmesnik poveže z več notranjimi perifernimi napravami, pri čemer je funkcija pina izbrana s programsko opremo. To omogoča, da se del uporablja v večjem številu aplikacij, kot če bi imeli nameščene funkcije.


Mikro-krmilniki so se od uvedbe v sedemdesetih letih izkazali za zelo priljubljene v vgrajenih sistemih.


Nekateri mikrokrmilniki uporabljajo Harvardsko arhitekturo: ločena pomnilniška vodila za navodila in podatke, kar omogoča hkratno izvajanje dostopov. Kadar se uporablja harvardska arhitektura, so lahko navodila za procesor različne velikosti bitov kot dolžina notranjega pomnilnika in registrov; na primer: 12-bitna navodila, uporabljena z 8-bitnimi registri podatkov.


Odločitev o tem, katero obrobno integracijo je pogosto težko. Prodajalci mikrokontrolerjev pogosto trgujejo s frekvencami delovanja in prilagodljivostjo oblikovanja sistema glede na zahteve strank do porabe na trgu in na splošno nižje stroške sistema. Proizvajalci morajo uravnotežiti potrebo po zmanjšanju velikosti čipa v primerjavi z dodatno funkcionalnostjo.


Mikrokontrolerne arhitekture se zelo razlikujejo. Nekatere izvedbe vključujejo mikroprocesorska jedra za splošno uporabo z eno ali več ROM, RAM ali I / O funkcijami, integriranimi v paket. Drugi modeli so namenjeni za nadzorne aplikacije. Niz navodil za mikro krmilnik ima običajno veliko navodil, namenjenih za manipulacijo bitov (bitne operacije), da so programi nadzora bolj kompaktni. [27] Na primer, procesor splošnega namena lahko zahteva več navodil za testiranje bitov v registru in vejo, če je bit nastavljen, kjer bi lahko mikro krmilnik imel en sam ukaz, ki bi zagotavljal to splošno zahtevano funkcijo.


Mikrokrmilniki tradicionalno nimajo matematičnega koprocesorja, zato se aritmetična operacija s plavajočo vejico izvaja s programsko opremo. Vendar pa nekateri nedavni modeli vključujejo funkcije FPU in DSP optimizirane. Primer bi lahko bila Microchipova linija PIC32 MIPS.