選型須知:選擇合適微控製器的十個步驟
發布時間:2014-04-13 責任編輯:sherryyu
【導讀】選xuan擇ze適shi合he某mou個ge產chan品pin使shi用yong的de微wei處chu理li器qi是shi一yi項xiang艱jian巨ju的de任ren務wu。不bu僅jin要yao考kao慮lv許xu多duo技ji術shu因yin素su,而er且qie要yao考kao慮lv可ke能neng影ying響xiang到dao項xiang目mu成cheng敗bai的de成cheng本ben和he交jiao貨huo時shi間jian等deng商shang業ye問wen題ti。那na麼me硬ying件jian和he軟ruan件jian工gong程cheng師shi如ru何he對dui微控製器選型進行合理的決策?本從文將10個簡單步驟來確保做出正確的微控製器選擇。
選(xuan)擇(ze)適(shi)合(he)某(mou)個(ge)產(chan)品(pin)使(shi)用(yong)的(de)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)是(shi)一(yi)項(xiang)艱(jian)巨(ju)的(de)任(ren)務(wu)。不(bu)僅(jin)要(yao)考(kao)慮(lv)許(xu)多(duo)技(ji)術(shu)因(yin)素(su),而(er)且(qie)要(yao)考(kao)慮(lv)可(ke)能(neng)影(ying)響(xiang)到(dao)項(xiang)目(mu)成(cheng)敗(bai)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)交(jiao)貨(huo)時(shi)間(jian)等(deng)商(shang)業(ye)問(wen)題(ti)。
在項目剛啟動時,人們經常壓抑不住馬上動手的欲望,在係統細節出台之前就準備微控製器選型了。這當然不是個好主意。
在微控製器方麵做任何決策時,硬件和軟件工程師首先應設計出係統的高層結構、框圖和流程圖,隻有到那時才有足夠的信息開始對微控製器選型進行合理的決策。此時遵循以下10個簡單步驟可確保做出正確的選擇。
步驟1:製作一份要求的硬件接口清單
利用大致的硬件框圖製作出一份微控製器需要支持的所有外部接口清單。有兩種常見的接口類型需要列出來。第一種是通信接口。
係統中一般會使用到USB、I2C、SPI、UART等外設。如果應用要求USB或某種形式的以太網,還需要做一個專門的備注。這些接口對微控製器需要支持多大的程序空間有很大的影響。
第二種接口是數字輸入和輸出、模擬到數字輸入、PWM等。這兩種類型接口將決定微控製器需要提供的引腳數量。圖1顯示了常見的框圖例子,並列出了對I/O的要求。

圖1:硬件功能清單
步驟2:檢查軟件架構
軟件架構和要求將顯著影響微控製器的選擇。處理負擔是輕是重將決定是使用80MHz的DSP還是8MHz的8051。就像硬件一樣,記錄下所有要求非常重要。
例如,是否有算法要求浮點運算?有高頻控製環路或傳感器嗎?binggujimeigerenwuxuyaoyunxingdeshijianhepindu。ranhoutuisuanchuxuyaoduoshaoshuliangjidechulinengli。yunsuannenglidedaxiaoshiquedingweikongzhiqijiagouhepinlvdezuiguanjianyaoqiuzhiyi。
步驟3:選擇架構
利用步驟1和步驟2得到的信息,一個工程師應該能夠開始確定所需的架構想法。8位架構可以支撐這個應用嗎?需要用16位的架構嗎?或者要求32位的ARM內核?在應用和要求的軟件算法之間經常推敲這些問題將最終得出一個解決方案。
不要忘了還有未來的可能要求和功能擴展。隻是因為目前8位微控製器可以勝任當前應用並不意味著你不應為未來功能擴展甚至易用性考慮16位微控製器。
記住,微控製器選型是一個反複的過程。你可能在這個步驟中選擇了一個16位的器件,但在後麵的步驟中發現32位ARM器件會更好。這個步驟隻是讓工程師有一個正確的考慮方向。
步驟4:確定內存需求
閃存(flash)和RAM是任何微控製器的兩個非常關鍵的組件。確保程序空間或變量空間的充足無疑具有最高優先級。選擇一個遠多於足夠容量的閃存和RAM通常是很容易做到的。
不要等到設計末尾時才發現你需要110%的de空kong間jian或huo者zhe有you些xie功gong能neng需xu要yao削xue減jian,這zhe可ke不bu是shi鬧nao著zhe玩wan的de。實shi際ji上shang,你ni可ke以yi在zai開kai始shi時shi選xuan擇ze一yi個ge具ju有you較jiao大da空kong間jian的de器qi件jian,後hou麵mian再zai轉zhuan到dao同tong一yi芯xin片pian係xi統tong中zhong空kong間jian更geng小xiao些xie的de器qi件jian。
借助軟件架構和應用中包含的通信外設,工程師可以估計出該應用需要多大的閃存和RAM空間。不要忘了預留足夠空間給擴展功能和新的版本!這將解決未來可能遇到的許多頭疼問題。
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步驟5:開始尋找微控製器
既然對微控製器所需功能有了更好的想法,現在就可以開始尋找合適的微控製器了!像艾睿、安富利、富昌電子等微控製器供應商是尋找微控製器的一個很好的起點場所。
與(yu)這(zhe)些(xie)供(gong)應(ying)商(shang)的(de)現(xian)場(chang)應(ying)用(yong)工(gong)程(cheng)師(shi)討(tao)論(lun)你(ni)的(de)應(ying)用(yong)和(he)要(yao)求(qiu),通(tong)常(chang)他(ta)們(men)會(hui)向(xiang)你(ni)推(tui)薦(jian)一(yi)款(kuan)技(ji)術(shu)領(ling)先(xian)又(you)能(neng)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)的(de)新(xin)器(qi)件(jian)。不(bu)過(guo)要(yao)記(ji)住(zhu),他(ta)們(men)可(ke)能(neng)有(you)推(tui)銷(xiao)某(mou)個(ge)係(xi)列(lie)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)衝(chong)動(dong)!
第二個最佳場所是你已經熟悉的芯片供應商。例如,如果你過去用過Microchip的器件,並有豐富的使用經驗,那就開啟他們的網站吧。
大多數芯片供應商都有一個搜索引擎,允許輸入你的外設組合、I/O和(he)功(gong)耗(hao)要(yao)求(qiu),搜(sou)索(suo)引(yin)擎(qing)會(hui)逐(zhu)漸(jian)縮(suo)小(xiao)器(qi)件(jian)範(fan)圍(wei),最(zui)終(zhong)找(zhao)出(chu)匹(pi)配(pei)要(yao)求(qiu)的(de)器(qi)件(jian)清(qing)單(dan)來(lai)。工(gong)程(cheng)師(shi)隨(sui)即(ji)可(ke)以(yi)在(zai)這(zhe)個(ge)清(qing)單(dan)中(zhong)仔(zai)細(xi)選(xuan)擇(ze)出(chu)最(zui)合(he)適(shi)的(de)一(yi)款(kuan)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)。
步驟6:檢查價格和功耗約束
daozheshi,xuanxingguochengyinggaidechuxuduoqianzaidehouxuanqijianle。zheshiyingrenzhenjianzhatamendegonghaoyaoqiuhejiage。ruguoqijianxuyaocongdianchiheyidongshebeigongdian,namequebaoqijiandigonghaojueduishiyouxiankaolvdeyinsu。
如ru果guo不bu能neng滿man足zu功gong耗hao要yao求qiu,那na就jiu按an清qing單dan逐zhu一yi向xiang下xia排pai查zha,直zhi到dao你ni選xuan出chu一yi些xie合he適shi的de來lai。同tong時shi不bu要yao忘wang了le檢jian查zha處chu理li器qi的de單dan價jia。雖sui然ran許xu多duo器qi件jian在zai大da批pi量liang采cai購gou時shi會hui接jie近jin1美元,但如果它是極其專用或高端的處理機,那麼價格可能很重要。千萬不要忘了這一關鍵要素。
步驟7:檢查器件的可用性
zhicinishoutoujiuyouleyifenqianzaiqijianqingdan,jiexialaixuyaokaishijianzhagegeqijiandekeyongchengduruhe。yixiezhongyaoshixiangxuyaojizhu,biruqijiandejiaohuoqishiduoshao?是否在多個分銷商那裏都有備貨,或者需要6至12周的交貨時間?你對可用性有什麼要求?你不希望拿到一份大定單卻必須幹等3個月才能拿到貨吧。
接下來的問題是器件有多新,是否能夠滿足你的產品生命周期需要。如果你的產品生命周期是10年,那麼你需要找到一種製造商保證在10年後仍在生產的器件。
步驟8:選擇開發套件
選(xuan)擇(ze)一(yi)種(zhong)新(xin)的(de)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)步(bu)驟(zhou)是(shi)找(zhao)到(dao)一(yi)款(kuan)配(pei)套(tao)的(de)開(kai)發(fa)套(tao)件(jian),並(bing)學(xue)習(xi)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)內(nei)部(bu)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)。一(yi)旦(dan)工(gong)程(cheng)師(shi)熱(re)衷(zhong)於(yu)某(mou)種(zhong)器(qi)件(jian),他(ta)們(men)應(ying)尋(xun)找(zhao)有(you)什(shen)麼(me)可(ke)用(yong)的(de)開(kai)發(fa)套(tao)件(jian)。
如ru果guo找zhao不bu到dao能neng用yong的de開kai發fa套tao件jian,那na麼me這zhe種zhong器qi件jian很hen可ke能neng不bu是shi一yi個ge好hao選xuan擇ze,工gong程cheng師shi應ying該gai重zhong新xin退tui回hui去qu尋xun找zhao一yi款kuan更geng好hao的de器qi件jian。目mu前qian大da多duo數shu開kai發fa套tao件jian不bu到dao100美元。支付比這個價格高的費用(除非這種套件能適應多種處理器模塊)實在有些冤枉。換一種器件也許是更好的選擇。
步驟9:調查編譯器和工具
開發套件的選擇基本上限製死了微控製器的選型。最後一個需要考慮的因素是檢查可用的編譯器和工具。大多數微控製器在編譯器、例程代碼和調試工具方麵有許多選擇。
重要的是確保所有必要的工具都可用於這種器件。如果沒有得心應手的工具,開發過程將變得異常艱苦且代價高昂。
步驟10:開始試驗
即ji使shi選xuan定ding了le微wei控kong製zhi器qi,事shi情qing也ye不bu是shi說shuo一yi成cheng不bu變bian了le。通tong常chang拿na到dao開kai發fa套tao件jian的de時shi間jian遠yuan早zao於yu第di一yi個ge硬ying件jian原yuan型xing建jian立li的de時shi間jian。要yao充chong分fen利li用yong開kai發fa套tao件jian搭da建jian測ce試shi電dian路lu、並將它們連接到微控製器。
選xuan擇ze高gao風feng險xian的de器qi件jian,設she法fa讓rang它ta們men與yu開kai發fa套tao件jian一yi起qi工gong作zuo。隨sui後hou你ni可ke能neng會hui發fa現xian,你ni認ren為wei能neng很hen好hao工gong作zuo的de器qi件jian存cun在zai一yi些xie不bu可ke預yu見jian的de問wen題ti,然ran後hou被bei迫po選xuan擇ze另ling外wai一yi種zhong微wei控kong製zhi器qi。
在任何情況下,早期的試驗將確保你做出正確的選擇,如果有必要做出改變,影響將降至最小!
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