새 제품의 마이크로 컨트롤러를 선택하는 방법

특정 하드웨어 제품에 적합한 마이크로 컨트롤러를 선택하는 방법은 무엇입니까? 이 문서는 당신에게 당신이 최고의 마이크로 컨트롤러를 선택할 때 저글링하는 데 필요한 모든 다른 요인을 보여줍니다.

프로젝트에 적합한 마이크로 컨트롤러를 선택할 때 비용,성능,전력 소비 및 전체 크기를 고려해야합니다. 적절한 소프트웨어 및 하드웨어 도구의 가용성 또한 주요 고려 사항입니다.

선택한 플랫폼에 대한 지원도 매우 중요합니다. 선택한 마이크로 컨트롤러가 쉽게 사용할 수있는 개발 보드가있는 경우 그것은 또한 도움이됩니다.

마지막으로,선택된 마이크로컨트롤러가 잘 문서화된 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스를 가진 광범위하고 완전히 디버깅된 소프트웨어 라이브러리를 가지고 있다면 개발 시간을 크게 줄일 수 있다.

이 기사에서는 일반적으로 위의 기준을 충족하는 마이크로컨트롤러만 제시한다.

모든 최신 마이크로 컨트롤러는 몇 가지 기본 기능을 공유합니다. 처리 장치 위에 응용 프로그램 코드,일부 스램 및 대부분의 경우 일부를 저장하는 데 사용되는 일정량의 플래시가 있습니다.

이들은 클럭 소스를 필요로하며,이는 일반적으로 내부 저항-커패시터 오실레이터에 의해 제공되거나,타이밍이 더 중요한 응용 분야를 위해 외부 크리스탈을 사용하여 제공됩니다. 일부 디지털 입출력 포트와 적어도 하나의 타이머/카운터가 있습니다.

또한,매우 저가형 마이크로컨트롤러 이외에,대부분은 시리얼 통신을 위한 적어도 하나의 유아트를 가지고 있다. 그 외에도 마이크로 컨트롤러는 가지고있는 메모리의 양,칩에 통합 된 다른 주변 장치의 수와 유형,사용자 응용 프로그램을 실행하는 속도에 의해 구별됩니다.

이것은 원시 클럭 속도에만 의존하는 것이 아니라 프로세서의 데이터 폭과 포함된 하드웨어 가속 기능에 따라 달라집니다.

임베디드 시스템 용 마이크로 컨트롤러는 주로 데이터 버스의 너비에 따라 8 비트,16 비트 및 32 비트의 세 가지 범주로 나뉩니다. 거기에 다른 사람,하지만 이들은 가장 인기 있는 것 들.

일반적으로 8 비트 마이크로 컨트롤러는 로우 엔드 어플리케이션을 대상으로하며 32 비트 마이크로 컨트롤러는 하이 엔드 용이며 16 비트는 미드 엔드 어플리케이션 용입니다.

지금까지 내가 작업 제품의 대부분은 32 비트 마이크로 컨트롤러를 통합하는 경향이 있지만,8 또는 16 비트 마이크로 컨트롤러는 저가형,저가 제품에 대한 좋은 선택이 될 수 있습니다.

8 비트 마이크로 컨트롤러

응용 프로그램이 처리 능력에 대한 요구가 매우 높고 크기가 상대적으로 작은 경우 8 비트 마이크로 컨트롤러를 고려하는 것이 합리적입니다.

참고로,대부분의 아두 이노는 8 비트 마이크로 컨트롤러를 기반으로합니다. 당신이 아두 이노를 사용하여 초기 프로토 타입을 구축 한 경우 그래서 당신은 당신의 최종 제품에 8 비트 마이크로 컨트롤러를 사용할 수 있습니다.

결정을 안내하지만 가격 만 두지 말고 많은 경우 32 비트 마이크로 컨트롤러가 8 비트 칩보다 저렴할 수 있습니다.이 경우,마이크로 컨트롤러는 아두 이노 우노에 사용되는 8 비트 마이크로 컨트롤러입니다. 그것은 조금 넘는 비용$1 약 10,000 조각의 볼륨. 그것은 20 메가 헤르츠에서 실행 및 플래시 32 킬로바이트와 램의 2 킬로바이트가 포함되어 있습니다.

반면에,당신은 단지 60 센트 비슷한 메모리와 48 메가 헤르츠에서 실행되는 32 비트 마이크로 컨트롤러를 구입할 수 있습니다. 이것은 그들의 비용을 아래로 운전 널리 32 비트 마이크로 컨트롤러의 가능성이 높습니다.

즉,비슷한 볼륨에서 25 센트 미만의 비용을 사용할 수있는 더 저렴한 8 비트 마이크로 컨트롤러가 있습니다.

8 비트 마이크로 컨트롤러는 일반적으로 제한된 사용자 인터페이스와 작은 데이터 처리로,단지 하나의 작업을 수행하는 전용 응용 프로그램에 대해 고려되어야한다.

8 비트 마이크로 컨트롤러는 작은 6 핀 장치에서 64 핀이있는 칩에 이르기까지 모든 크기로 제공됩니다. 그들은 512 바이트에서 256 킬로바이트,32 에서 8 킬로바이트 또는 그 이상,그리고 0 에서 4 킬로바이트 또는 그 이상의 플래시 크기를 가지고 있습니다. 최소 시스템은 단일 칩만큼 간단 할 수 있으며 전원 공급 장치 레일에 바이 패스 커패시터가 있습니다.

8 비트 마이크로 컨트롤러의 세 가지 가장 인기있는 라인은 8051 시리즈,마이크로 칩에서 그림 시리즈,그리고 아트멜에서 에이브 시리즈,마이크로 칩의 지금 부분입니다.

8051 시리즈

원래 인텔에서,그리고 지금 다른 사람에 의해 만들어,이 마이크로 컨트롤러는 여전히 일반적인 사용에 오늘,가전 제품의 제비에 포함.

8051 은 독립형 디바이스로 사용할 수 있지만,일부 무선 무선 송수신기와 같은 전용 애플리케이션별 칩의 실리콘에 내장된 지적 재산권 코어로 주로 사용됩니다.

8051 이 제품의 메인 마이크로컨트롤러 역할을 하는 올바른 선택은 거의 없습니다.

그림 시리즈

그림 마이크로 컨트롤러는 꽤 인기가 있으며 마이크로 칩과 제 3 자 모두에서 폭넓게 지원합니다.

마이크로칩은 통합 개발 환경을 제공합니다. 이 플러그인은 온보드 주변 장치에 대한 코드를 생성합니다.

그런 다음 응용 프로그램 코드에 통합 할 수 있습니다. 이 응용 프로그램은 사진,비디오,비디오 및 기타 인터페이스에 대한 많은 정보를 제공합니다. 마이크로 칩은 또한 다음과 같은 여러 개발 도구를 제공합니다.

더 나은 코드 최적화를 가진 더 높은 품질의 상용 컴플라이언스도 사용할 수 있습니다. 여기에 그림 마이크로 컨트롤러에 대한 빠른 참조 가이드입니다.

아두 이노:그들은 그림의 위에서 설명한 것과 같은 공간에있는,그리고 비교 성능을 가지고 있지만,그들은 명성에 하나의 큰 주장을해야합니까.

원 Arduinos 과 같은 우노 레오나르도 메가는,모든 사용 AVR microcontrollers. 아두이노스의 다양한 라이브러리로 인해,8 비트 어플리케이션에 대해 진지하게 고려해야할 점이 있습니다.이 라이브러리는 특정 실행 프로세스에서 불러오거나 실행될 수 있습니다또는 아두이노를 사용하는 경우 아두이노 아이디와 플랫폼 아이오가 모두 일반적으로 사용된다. 이것은 수학적으로 정확한 유형 계층구조인,강력한 타입을 정의합니다.

하드웨어 개발 도구로는 아트멜 아이스와 피킷 4 가 있다. 또한 다음과 같은 성숙한 도구를 사용할 수 있습니다. 2015 년 11 월 15 일에 확인함.

16 비트 마이크로 컨트롤러

16 비트 마이크로 컨트롤러는 여전히 동일한 특성을 많이 공유하면서 8 비트에서 다음 단계입니다. 더 빠르고 더 많은 주변 장치를 지원하며 일반적으로 플래시와 스램 모두 더 많은 메모리를 제공합니다.

더 많은 입출력 핀 외에도,대부분은 순수한 소프트웨어 구현에 비해 훨씬 빠르고 프로그램 메모리를 덜 사용하는 하드웨어 배율을 가지고 있습니다.

정전식 터치 센서,세그먼트형 액정 드라이버 및 이더넷을 갖춘 장치를 쉽게 찾을 수 있습니다.

내부적으로 이러한 장치에는 일반적으로 하단 장치에서 찾을 수없는 하드웨어 블록이 있습니다. 여기에는 암호화 엔진,작동 또는 프로그래밍 가능한 게인 증폭기 및 디미에이 컨트롤러가 포함됩니다.16 비트 마이크로컨트롤러는 마이크로칩,인피니언 또는 사이프러스와 같은 다양한 제조업체에서 찾을 수 있지만,이 마이크로컨트롤러 세그먼트의 전형적인 예로서 여기에 제시될 것이다.

그들은 범용에서 아주 전문화한 모형에 구역수색한다.

이러한 마이크로 컨트롤러의 특수 변형에 대한 흥미로운 점은 실제로 두 극단으로 분기한다는 것입니다.

하이 엔드 응용 프로그램의 예는 이 초음파 유량 센서입니다. 이 칩들은 매우 특정한 하드웨어 기능을 해결한다. 자세한 내용은 이 전자 문서를 참조하십시오.예를 들어,인터페이스,입력/출력 확장기 또는 브리지 간 연결을 원하십니까? 그것은 거기에 모두,이 칩 미만$0.30 에 대한 모든.

아래 표 1 은 일부 주류 버전에서 사용할 수 있는 추가 기능을 보여줍니다.

	2018 년 11 월 1 일(토)~11 월 1 일(일)~11 월 1 일(일)~11 월 1 일(일)~11 월 1 일(일)~12 월 1 일(일)~12 월 1 일(일)~12 월 1 일(일)~12 월 1 일(일)~12 월 1 일(일)~12 월 1 일(일)~12 월 1 일(일)~12 월 1 일(일)~12 월 1 일(일)~12 월 1 일(일)
프로그램 메모리	32 킬로바이트	16 킬로바이트	256 킬로바이트	128 킬로바이트
핀 수	16~64 다양한 패키지	48~64 다양한 패키지	24~100 다양한 패키지	56~100 다양한 패키지
주변 장치는 일반적으로 8 비트 컨트롤러에서 사용할 수 없습니다., 2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월
액정 세그먼트 드라이버	—	위로 256	—	최대 320

32 비트 마이크로 컨트롤러

32 비트 마이크로 컨트롤러는 마이크로 프로세서와 같은 기능을 갖춘 강력한 장치입니다. 몇몇 고급 기능들은 명령 파이프라인,분기 예측,중첩 벡터화된 인터럽트,부동 소수점 단위,메모리 보호 및 온보드 디버거를 포함합니다.참고:새 전자 하드웨어 제품을 개발하려면 15 단계를 무료로 다운로드해야 합니다.

명령어 파이프라이닝은 프로세서 코어가 후속 명령어를 미리 가져오고,분기 예측은 다른 조건의 두 결과의 다음 명령어를 미리 가져와 코드 실행 속도를 높인다는 것을 의미합니다.여기서 하나의 인터럽트가 낮은 우선 순위를 선점할 수 있습니다.부동 소수점 계산을 수행 할 수 있습니다.

메모리 보호를 사용하면 응용 프로그램 코드가 실수로 운영 체제 전용 중요 섹션을 과도하게 쓸 수 없습니다(예:).

마지막으로,온보드 디버깅을 통해 응용 프로그램 코드 디버깅을 용이하게하기 위해 시스템의 레지스터 및 기타 영역을 엿볼 수 있습니다. 이 모든 것이 함께 이러한 마이크로 컨트롤러가 크고 빠르며 강력한 응용 프로그램을 실행할 수 있습니다.

또한 원시 처리 능력은 멀티태스킹 기능을 제공하는 실시간 운영 체제를 쉽게 지원할 수 있음을 의미합니다.

시장에 많은 32 비트 마이크로 컨트롤러가 있지만,이 노트의 초점은 팔 피질에있을 것입니다.

팔 홀딩스는 실제로 프로세서 코어 지적 재산권을 설계,그들은 다음 다양한 반도체 공급 업체에 라이센스,일부 주변 장치와 함께,자신의 실리콘 칩에. 수많은 칩 제조업체는 피질 아키텍처를 기반으로 한 마이크로 컨트롤러를 제공합니다.

팔 기반 칩의 두 저명한 공급 업체는 샘 장치 라인 아트멜과 제품의 자신의 라인 마이크로 일렉트로닉스입니다.

샘 장치 인해 일부 아두 이노 호환 보드에서의 사용에 여기에 언급 가치가있다. 또한 내장형 32 비트 마이크로컨트롤러에서 설계할 때 고려해야 할 사항이 많습니다.”8858″

팔 피질 코어 와서 많은 버전. 가장 인기있는 것은 각각 점진적으로 더 높은 성능을 제공하는 미디엄 0/미디엄 0+,미디엄 1,미디엄 3,미디엄 4 및 미디엄 7 입니다. 마이크로컨트롤러에는 다음과 같은 기능이 있습니다.

그림 1 은 팔 피질 기반 마이크로 컨트롤러의 제품군 및 의도 된 응용 분야를 보여줍니다.

그림 2-마이크로컨트롤러 제품군

그림 1 에 표시된 각 범주 내에서,주어진 어플리케이션에 더 가깝게 일치하도록 선택될 수 있는 많은 제품군이 있다.

예를 들어,그림 2 는”주류”범주에서 사용할 수 있는 주요 변형과 상대적인 성능 곡선을 보여줍니다. 각 가족 자체 내에서 주변 장치 및 메모리 양이 서로 다른 조합을 가진 많은 변형이 있습니다.

사실,이 시점에서,이 카테고리에서 사용할 수있는 300 개 이상의 마이크로 컨트롤러가 있습니다.

그림 3-마이크로컨트롤러 제품군

: 2015 년 11 월 15 일-2015 년 11 월 15 일-2015 년 11 월 15 일-2015 년 11 월 15 일

저렴한 회로 내 디버거/프로그래머는 다음과 같습니다. 그것은 세인트에 의해 이루어집니다,및 디지 키와 같은 장소에서 사용할 수 있습니다;그러나,매우 저렴한 클론도 사용할 수 있습니다.

세인트 마이크로 일렉트로닉스는 또한 핵 및 디스커버리 제품군에서 개발 보드의 큰 선택을 가지고있다.

둘 다 디버깅 인터페이스를 포함합니다. 필요한 것은 선택한 마이크로 컨트롤러를 평가할 수있는 적절한 소프트웨어 도구를 실행하는 컴퓨터뿐입니다.

디스커버리 보드는 멤 센서 및 정전식 터치 플레이트와 같은 추가적인 외부 주변 장치를 포함한다. 그러나 뉴클레오스는 아두이노 방패와 호환되는 헤더를 가지고 있다.이 섹션을 떠나기 전에,그것은 또 다른 매우 저렴한 개발 보드를 언급 할 가치가있다. 일반적으로 블루 필로 알려진,이 보드는 일부 소스에서 미만$2.00 의 요금으로 제공됩니다.아두이노와 호환이 가능하여 아두이노 아이디 또는 플랫폼 아이오를 사용하여 컨셉 디자인의 빠른 증명을 위한 코드를 작성하고 다운로드할 수 있습니다.

이 아두 이노 호환 만드는 과정은 조금 관여하지만,아두 이노 준비 보드를 판매하는 여러 곳이있다. 이 작업을 수행 할 수 있습니다.

사용자 정의 마이크로 컨트롤러 보드를 설계하는 방법을 배우려면이 자습서를보고이 심층 유료 과정을 확인하십시오.이 제품군에는 다음과 같은 기능이 포함되어 있습니다.*********** 이 라이브러리는 특정 실행 프로세스에서 불러오거나 실행될 수 있습니다

다른 컴파일러를 사용하는 것을 선호하는 개발자를 위해. 이 소프트웨어는 코드 생성기 소프트웨어 초기화 코드를 생성합니다.

그와 함께,예를 들어 입출력 포트 또는 타이머와 같은 주변 장치를 설정하기 위해 여러 레지스터의 비트 설정을 완전히 통과 할 필요가 없습니다.이 문제를 해결하려면 다음 단계를 수행하십시오. 그림 3 과 같이 일반적인 32 비트 마이크로 컨트롤러의 모든 기능을 갖추고 있습니다.그러나,이 특정 마이크로컨트롤러를 다른 마이크로컨트롤러와 구별하는 것은 칩에 와이파이 및 블루투스 하드웨어가 포함되어 있다는 것이다.

여기에는 프로토콜 스택뿐만 아니라 실제 무선 송수신기도 포함됩니다. 또한 안테나가 통합된 소형 사전 인증 모듈로 사용할 수 있습니다.무선 랜 또는 블루투스 연결이 필요한 응용 프로그램의 경우,에스 32 심각한 고려 가치가있다. 특히 이 칩에 포장된 기능 및 성능의 수를 고려할 때 매우 합리적인 가격이 책정됩니다.결론

마이크로컨트롤러는 틀림없이 제품에 대해 선택해야 하는 가장 중요한 구성 요소입니다. 새로운 마이크로 컨트롤러 중반 프로젝트로 변경하는 것은 악몽이 될,그래서 당신이 바로 선행이 선택을 얻을 확신 할 수 있습니다.

디자인의 다른 구성 요소는 일반적으로 시스템 전체의 대규모 변경없이 변경할 수 있습니다. 그것은 당신의 제품의 중핵으로 봉사하는 마이크로 제어기에 사실이 아니다.

마이크로컨트롤러를 선택할 때는 일반적으로 제품이 성장할 여지를 주는 마이크로컨트롤러를 선택하려고 합니다. 예를 들어,16 기가비트 핀이 필요하다고 판단되면 16 기가비트 핀이 있는 마이크로컨트롤러를 선택하고 싶지 않습니다.

미래에 새 버튼을 추가하기로 결정하면 어떻게됩니까? 당신의 마이크로 컨트롤러가 당신에게 성장 공간을 제공하지 않는 경우,당신은 새로운 마이크로 컨트롤러가 필요하기 때문에 미래에 보이는 심플한 디자인 업그레이드가 대규모 재 설계를 필요로 찾을 수 있습니다.

반면에,당신은 당신이 이제까지 필요로 예상보다 더 많은 성능이나 기능을 선택하지 않으.

예를 들면,당신의 제품이 단순히 온도와 습도를 감시하는 경우에 당신은 이제까지 메가헤르츠의 수백에 달리는 진보된 32 비트 마이크로 제어기를 필요로 하지 않을 것입니다. 그것은 당신의 제품에 불필요한 비용 및 디자인 복합성을 추가할 과잉일 것입니다.

대신,당신은 필요한 경우 성장할 수있는 공간을 갖는 사이에 달콤한 자리를 찾을 필요가 있지만,아직 당신이 정말로 필요하지 않습니다 성능이나 기능에 대한 지불하지.

마지막으로,새로운 전자 하드웨어 제품을 개발하고 판매하기 위한 무료 문서:얼티밋 가이드를 다운로드하는 것을 잊지 마십시오. 당신은 또한 내가 내 블로그에 사용할 수없는 프리미엄 콘텐츠를 공유 내 주간 뉴스 레터를 받게됩니다.

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