Mikrodenetleyici tabanlı projeler için en iyi mikro denetleyiciyi nasıl seçeceğinizi biliyor musunuz? Belirli bir uygulama için uygun mikro denetleyiciyi seçmek, görevin başarısını veya başarısızlığını kontrol eden en kritik kararlardan biridir.
Farklı var mikrodenetleyici türleri mevcut ve hangi serinin kullanılacağına karar verdiyseniz, kendi gömülü sistem tasarımınızı kolayca başlatabilirsiniz. Doğru seçimi yapabilmek için mühendislerin kendi kriterlerine sahip olması gerekir.
İşte bu makalede, bir mikro denetleyici seçiminde temel hususları tartışacağız.
Gömülü sistem tasarımı için mikrodenetleyiciler
Çoğu durumda, proje için uygun bir mikro denetleyici hakkında ayrıntılı bilgi sahibi olmak yerine, insanlar genellikle rastgele bir mikro denetleyici seçerler. Ancak bu kötü bir fikir.
Bir mikro denetleyiciyi seçmenin en önemli önceliği, blok diyagramı, akış şeması ve giriş / çıkış çevre birimleri gibi sistem bilgilerine sahip olmaktır.
Doğru mikrodenetleyicinin seçildiğinden emin olmak için izlenmesi gereken en iyi 7 yol.
Mikrodenetleyicinin bit seçimi
Mikrodenetleyiciler, 8-bit, 16-bit ve 32-bit hızları gibi farklı bit hızlarında mevcuttur. Bit sayısı, veriyi sınırlayan veri hatlarının boyutunu ifade eder. Bit seçimi açısından önemli olan gömülü sistem tasarımı için en iyi mikrodenetleyiciyi seçmek. Mikrodenetleyicinin performansı bit boyutu ile artar.
8-Bit mikrodenetleyiciler :
8 bit mikro denetleyiciler
8 bit mikro denetleyiciler, bir seferde 8 bitlik veri gönderip alabilen 8 veri hattına sahiptir. Okuma / yazma seri iletişim vb. Gibi ek işlevleri yoktur. Bunlar daha az yonga üzerinde belleklerle oluşturulmuştur ve bu nedenle daha küçük uygulamalar için kullanılır. Daha ucuza temin edilebilirler. Bununla birlikte, projenizin karmaşıklığı artarsa, daha yüksek bitli başka bir mikro denetleyiciye gidin.
16-Bit mikro denetleyici:
16 bit mikro denetleyici
16 bit denetleyiciler, bir seferde 16 bit veri gönderip alabilen 16 veri hattına sahiptir. 32 bit denetleyicilere kıyasla herhangi bir ek işlevi yoktur. 8 bitlik mikrodenetleyici ile aynıdır ancak birkaç ek özellikle eklenmiştir.
16 bitlik bir mikro denetleyicinin performansı, 8 bit denetleyicilere göre daha hızlıdır ve uygun maliyetlidir. Daha küçük uygulamalar için geçerlidir. 8 bitlik mikro denetleyicilerin gelişmiş bir sürümüdür.
32-Bit Mikrodenetleyici :
32 bit mikro denetleyici
32 bitlik mikro denetleyiciler, bir seferde 32 bitlik veri gönderip almak için kullanılan 32 veri hatlarına sahiptir. 32 mikrodenetleyicinin SPI, I2C, kayan nokta birimleri ve süreçle ilgili işlevler gibi bazı ek futures'ları vardır.
32 bitlik mikro denetleyiciler, maksimum yonga üstü bellek aralığı ile oluşturulmuştur ve bu nedenle daha büyük uygulamalar için kullanılır. Performans çok hızlı ve uygun maliyetli. 16 bitlik mikro denetleyicilerin gelişmiş bir sürümüdür.
Mikrodenetleyici Ailesi Seçimi
Mikrodenetleyicinin farklı mimarilerini üreten birkaç satıcı vardır. Bu nedenle, her mikro denetleyicinin benzersiz bir talimat ve kayıt kümesi vardır ve iki mikro denetleyici birbirine benzemez.
Bir mikro denetleyici için yazılmış bir program veya kod, diğer mikro denetleyicide çalışmayacaktır. Farklı mikro denetleyici tabanlı projeler, farklı mikro denetleyici aileleri gerektirir.
Farklı mikrodenetleyici aileleri 8051 ailesi, AVR ailesi, ARM ailesi, PIC ailesi ve çok daha fazlasıdır.
AVR Mikrodenetleyici Ailesi
AVR mikrodenetleyici ailesi
Bir AVR mikro denetleyicisi, 16 bit veya 2 baytlık komut boyutunu kabul eder. 16 bit adresi içeren flash bellekten oluşur. Burada talimatlar doğrudan saklanır.
AVR mikro denetleyiciler-ATMega8, ATMega32 yaygın olarak kullanılmaktadır.
PIC mikrodenetleyici ailesi
PIC mikrodenetleyici ailesi
Bir PIC mikro denetleyicisi, her komut 14 bitlik talimatı kabul eder. Flash bellek 16 bitlik adres saklayabilir. Flash belleğe ilk 7 bit geçilirse, kalan bitler daha sonra saklanabilir.
Ancak 8 bit geçilirse kalan 6 bit israf edilir. Hafif bir not olarak, bu aslında imalatçılara bağlıdır.
Bu nedenle, gömülü sistem tasarımı için uygun bir mikro denetleyici ailesinin seçilmesi bu süreçte çok önemlidir.
Mikrodenetleyicinin Mimari Seçimi
'Mimari' terimi, görevleri gerçekleştirmek için kullanılan çevre birimlerinin bir kombinasyonunu tanımlar. Mikrodenetleyici tabanlı projeler için iki tür mikro denetleyici mimarisi vardır.
Neumann Mimarlık'tan
Von Neumann Mimarisi, Princeton Mimarisi olarak da bilinir. Bu mimaride CPU, tek bir veri ve adres yolu ile RAM ve ROM ile iletişim kurar. CPU, talimatları RAM ve ROM'dan aynı anda alır.
Von-Neumann Mimarisi
Bu komutlar sıralı olarak tek bir veriyolu üzerinden yürütülür ve bu nedenle her bir komutu yürütmek daha fazla zaman alır. Dolayısıyla Von Newman mimarisinin işleminin çok yavaş olduğunu söyleyebiliriz.
Harvard Mimarlık
Harvard mimarisinde, CPU'nun RAM ve ROM ile iletişim kurmak için adres yolu ve veri yolu olan iki ayrı veri yolu vardır. CPU, komutları RAM ve ROM belleklerinden ayrı bir veri yolu ve adres yolu aracılığıyla alır ve yürütür, bu nedenle her komutu yürütmek daha az zaman alır ve bu mimariyi oldukça popüler kılar.
Harvard Mimarlık
Dolayısıyla, herhangi bir gömülü sistem tasarımı için en iyi mikro denetleyici çoğunlukla Harvard mimarisine sahip olandır.
Mikrodenetleyicinin Komut Seti seçimi
Komut seti, mikrodenetleyicide temel işlemleri gerçekleştirmek için kullanılan aritmetik, koşullu, mantıksal vb. Gibi temel talimatlar kümesidir. Mikrodenetleyici mimarisi komut seti temelinde çalışır.
Mikrodenetleyici tabanlı tüm projeler için, RISC veya CISC komut setine dayalı mikro denetleyiciler mevcuttur.
RISC tabanlı mimari
RISC, azaltılmış komut seti bilgisayarı anlamına gelir. Bir RISC komut seti, bir veya iki komut döngüsünde tüm aritmetik, mantıksal, koşullu, Boole işlemlerini gerçekleştirir. RISC komut setinin aralığı<100.
RISC tabanlı mimari
RISC tabanlı bir makine, mikro kod katmanı olmadığından talimatları daha hızlı yürütür. RISC mimarisi, verileri dahili kayıtlardan ve bellekten taşımak için kullanılan özel yük depolama işlemleri içerir.
Bir RISC yongası daha az sayıda transistör ile yapılır, bu nedenle maliyeti düşüktür. Herhangi bir gömülü sistem tasarımı için, çoğunlukla bir RISC yongası tercih edilir.
CISC tabanlı mimari
CISC, karmaşık komut seti bilgisayarı anlamına gelir. CISC komut seti, tüm aritmetik, mantıksal, koşullu, Boole komutlarını yürütmek için dört veya daha fazla komut döngüsü alır. Bir CISC komut setinin aralığı> 150'dir.
CISC tabanlı mimari
CISC tabanlı bir makine, talimatları RISC mimarisine kıyasla daha yavaş bir hızda yürütür, çünkü burada komutlar yürütülmeden önce küçük kod boyutuna dönüştürülür.
Mikrodenetleyicinin bellek seçimi
Bellek seçimi, en iyi mikro denetleyicinin seçilmesinde çok önemlidir, çünkü sistem performansı belleklere bağlıdır.
Her bir mikro denetleyici, herhangi bir tür bellek içerebilir, bunlar:
Çipte bellek
Çip dışı bellek
Çip üstü ve Çip dışı bellek
Çipte bellek
Çip üstü bellek, mikro denetleyici yongasının kendisine gömülü RAM, ROM gibi herhangi bir belleği ifade eder. ROM, içindeki verileri ve uygulamayı kalıcı olarak depolayabilen bir tür depolama aygıtıdır.
RAM belleği, verileri ve programları geçici olarak depolamak için kullanılan bir bellek türüdür. Çip üzerinde belleğe sahip mikro denetleyiciler, yüksek hızlı veri işleme sunar, ancak depolama belleği sınırlıdır. Bu nedenle, yüksek bellek depolama yeteneklerini elde etmek için çip dışı mikro denetleyiciler kullanılır.
Çip dışı bellek
Çip dışı bellek, harici olarak bağlanan ROM, RAM ve EEPROM gibi herhangi bir belleği ifade eder. Harici bellekler, bazı zamanlar büyük miktarda veriyi depolamak için kullanılan ikincil bellekler olarak adlandırılır.
Bu harici bellek denetleyicileri sayesinde, verilerin alınması ve depolanması sırasında hız azaltılır. Bu harici belleğin harici bağlantılara ihtiyacı vardır, bu nedenle sistem karmaşıklığı artar.
Mikrodenetleyicinin çip seçimi
Talaş seçimi, bir mikrodenetleyici tabanlı proje . IC'ye basitçe paket denir. Entegre devreler, kolay kullanım sağlamak ve cihazları hasarlardan korumak için korumalıdır. Entegre devreler binlerce elektronikte temel bileşenler transistörler, diyotlar, dirençler, kapasitörler gibi.
Mikrodenetleyiciler, birçok farklı IC paketinde mevcuttur ve her birinin kendi avantajı ve dezavantajı vardır. En popüler IC, Çift Sıralı Paket (DIP), çoğunlukla herhangi bir gömülü sistem tasarımında kullanılır.
DIP (Çift sıralı) Mikrodenetleyici
1. DIP (Çift Sıralı Paket)
2. SIP (Tek Sıralı Paket)
3. SOP (Küçük Anahat paketi)
4. QFP (dörtlü düz Paket)
5. PGA (Pin Grid Array)
6. BGA (Ball Grid Array)
7. TQFP (Kalay Dörtlü Düz Paket)
Mikrodenetleyicinin IDE seçimi
IDE, entegre geliştirme ortamı anlamına gelir ve mikrodenetleyici tabanlı projelerin çoğunda kullanılan bir yazılım uygulamasıdır. IDE normalde bir kaynak kodu düzenleyici, derleyici, yorumlayıcı ve hata ayıklayıcıdan oluşur. Gömülü uygulamaları geliştirmek için kullanılır. IDE, bir mikro denetleyiciyi programlamak için kullanılır.
Mikrodenetleyicilerin IDE seçimi
Bir IDE aşağıdaki bileşenlerden oluşur: -
Kaynak kodu Düzenleyicisi
Derleyici
Hata ayıklayıcı
Bağlantılar
Çevirmen
Hex dosya dönüştürücü
Editör
Kaynak kodu editörü, programcıların uygulamaların kaynak kodunu yazması için özel olarak tasarlanmış bir metin editörüdür.
Derleyici
Derleyici, yüksek seviyeli dili (C, Gömülü C) makine seviyesi diline (0 ’ve 1’in biçimi) çeviren programdır. Derleyici önce tüm programı tarar ve ardından programı bilgisayar tarafından yürütülecek makine koduna çevirir.
İki tür derleyici vardır: -
Yerel Derleyici
Uygulama programı aynı sistem üzerinde geliştirilip derlendiğinde, yerel derleyici olarak bilinir. ÖR: C, JAVA, Oracle.
Çapraz derleyici
Uygulama programı bir ana sistem üzerinde geliştirilip hedef sistemde derlendiğinde, buna çapraz derleyici adı verilir. Tüm mikrodenetleyici tabanlı projeler çapraz derleyici tarafından geliştirilir. Ex Embedded C, birleştirin, mikro denetleyiciler.
Hata ayıklayıcı
Hata ayıklayıcı, hedef program gibi diğer programları test etmek ve hata ayıklamak için kullanılan bir programdır. Hata ayıklama, programdaki hataların veya kusurların sayısını bulma ve azaltma işlemidir.
Bağlantılar
Bağlayıcı, derleyiciden bir veya daha fazla nesnel dosyayı alan ve bunları tek bir yürütülebilir programda birleştiren bir programdır.
Çevirmen
Bir yorumlayıcı, yüksek seviyeli dili satır satır makine tarafından okunabilir dile dönüştüren bir yazılım parçasıdır. Kodun her talimatı ayrı ayrı yorumlanır ve sıralı bir şekilde yürütülür. Talimatın bir bölümünde herhangi bir hata bulunursa, kodun yorumlanmasını durduracaktır.
Uygulamalar ile farklı mikrodenetleyici
İşte farklı mikro denetleyiciler ve kullanılabilecekleri projeler hakkında bilgi veren bir tablonun özeti.
Farklı uygulamalar için farklı mikro denetleyiciler
Projeniz için en iyi mikrodenetleyiciyi seçmek için her şey hazır mı? Şimdiye kadar, gömülü sisteminiz için hangi mikrodenetleyicinin en uygun olacağına dair zihninizde net bir resim görmeniz gerektiğini umuyoruz. Referansınız için çeşitli gömülü projeler edgefxkits web sitesinde bulunabilir.
İşte size temel bir soru - Mikrodenetleyici tabanlı projelerin çoğunda, yukarıda bahsettiğimiz en iyi özelliklerin tümünü birleştirerek, en çok hangi mikrodenetleyici ailesi tercih edilir ve neden?
Lütfen aşağıda verilen yorum bölümünde geri bildiriminizle birlikte cevaplarınızı veriniz.
Fotoğrafa katkı verenler:
8 bit mikro denetleyiciler Rapidonline
16 Bit Mikroişlemci, Doğrudan sanayi
32 Bit Mikroişlemci, Rapidonline
AVR mikrodenetleyici ailesi elektroliz
PIC mikrodenetleyici ailesi Mühendis garajı
Harvard Mimarlık eecatalog.com
RISC tabanlı mimari, elektronikweekly.com
CISC tabanlı mimari studydroid.com
DIP (Dual in line) Mikroişlemci tarafından t2.gstatic.com
