СИСТЕМНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Выбор микроконтроллера

ВВЕДЕНИЕ

Пожалуй, именно выбор микроконтроллера является одним из самых важных решений, от которых зависит успех или провал задуманного проекта. При выборе микроконтроллера необходимо учесть и оценить большое количество факторов. За основу последовательности продуманных действий, приводящих к окончательному решению, может быть принят рассматриваемый в данной статье план. Объединив свои собственные знания и требования с информацией, представленной в данной статье, читатель должен оценить все в целом, чтобы принять правильное решение.

НАЗНАЧЕНИЕ

Основная цель выбрать наименее дорогой микроконтроллер (чтобы снизить общую стоимость системы), но в то же время удовлетворяющий спецификации системы, т.е. требованиям по производительности, надежности, условиям применения и т.д. Общая стоимость системы включает все: инженерные исследования и разработку, производство (комплектующие и труд), гарантийный ремонт, дальнейшее усовершенствование, обслуживание, совместимость, простоту в обращении и т.д.

ПРОЦЕСС ВЫБОРА

Приступая к выбору, разработчик должен вначале задаться вопросом: "Что должен делать микроконтроллер в моей системе?" Ответ на этот простой вопрос определяет требуемые для разрабатываемой системы характеристики микроконтроллера и, таким образом, является определяющим фактором в процессе выбора.
Второй шаг проведение поиска микроконтроллеров, которые удовлетворяют всем системным требованиям. Он обычно включает подбор литературы, технических описаний и технических журналов, а также консультации. В настоящее время стала вполне доступной информация о предлагаемых как традиционных, являющихся промышленным стандартом микроконтроллерах, так и новейших микроконтроллерах. Хорошо, если системным требованиям будет удовлетворять хорошо знакомый микроконтроллер, в противном случае должен быть проведен вторичный поиск, чтобы найти микроконтроллер, который наиболее полно удовлетворяет предъявляемые требования, имеет минимум внешних навесных компонентов и подходит по стоимости и габаритам. Ясно, что однокристальный микроконтроллер предпочтительней изза цены и надежности.
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 производства конкретных микроконтроллеров и наличия других производителей или поставщиков. Чтобы прийти к оптимальному решению, возможно, весь процесс придется повторить несколько раз.

КРИТЕРИИ ВЫБОРА

Основные критерии выбора микроконтроллера представлены ниже в порядке значимости. Каждый критерий детально объясняется в дальнейшем.

• Пригодность для прикладной системы. Может ли она быть сделана на однокристальном микроконтроллере или ее можно реализовать на основе какой либо специализированной микросхемы?
• Имеет ли микроконтроллер требуемое число контактов/портов ввода/ вывода, т.к. в случае их недостатка он не сможет выполнить работу, а в случае избытка цена будет слишком высокой?
• Имеет ли он все требуемые периферийные устройства, такие как последовательные порты ввода/вывода, RAM, ROM, A/D, D/A и т.д.?
• Имеет ли он другие периферийные устройства, которые не потребуются в системе?
• Обеспечивает ли ядро процессора необходимую производительность, т.е. вычислительную мощность, позволяющую обрабатывать системные запросы в течение всей жизни системы на выбранном прикладном языке? Слишком много расточительно, слишком мало не будет работать.
• Выделено ли в бюджете проекта достаточно средств, чтобы позволить себе использовать данный микроконтроллер. Для ответа на этот вопрос, обычно требуются расценки поставщика. Если данный микроконтроллер не приемлем для проекта, все остальные вопросы становятся несущественными, и вы должны начать поиски другого микроконтроллера.
• Доступность.
• Существует ли устройство в достаточных количествах?
• Производится ли оно сейчас?
• Что ожидается в будущем?
• Поддержка разработчика.
• Ассемблеры.
• Компиляторы.
• Средства отладки.
• Оценочный модуль (EVM).
• Внутрисхемные эмуляторы.
• Насадки для логических анализаторов.
• Отладочные мониторы.
• Отладчики программ в исходных текстах.
• Информационная поддержка
• Примеры применения.
• Сообщения об ошибках.
• Утилиты, в том числе "бесплатные" ассемблеры.
• Примеры исходных текстов.
• Поддержка применений у поставщика.
• Есть ли специальная группа, которая занимается только поддержкой применений?
• Есть ли инженеры, техники или продавцы?
• Насколько квалифицирован поддерживающий персонал, действительно ли он заинтересован в помощи вам при решении вашей проблемы?
• Существует ли телефонная и/ или FAXовая связь?
• Надежность фирмы производителя.
• Компетентность, подтвержденная разработками.
• Надежность производства, т.е. качество продукции.
• Время работы в этой области.

СИСТЕМНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Проведение системного анализа вашего проекта позволит определить и требования к микроконтроллеру. Какие требуются периферийные устройства? Применяются ли битовые операции или только числовые? Сколько требуется манипуляций для обработки данных? Должна ли система управляться по прерываниям, по готовности или по командам человека? Каким количеством устройств (битов ввода/вывода) необходимо управлять? Какие устройства из числа многих возможных типов I/O устройств должны контролироваться управляться: терминалы, выключатели, реле, клавиши, сенсоры (температура, свет, напряжение и т.д.), звуковые устройства, визуальные индикаторы (LCDдисплеи, LED), аналогоцифровые (A/D), цифроаналоговые (D/A) преобразователи? Одно или несколько напряжений питания требуется для системы? Насколько отказоустойчив источник питания? Будет ли работать устройство при напряжении вашей сети питания? Должны ли напряжения удерживаться в узком фиксированном диапазоне изменений, или же система может работать при большой нестабильности? Какой рабочий ток? Изделие должно работать от сети или от батарей? Если от батарей, должны ли использоваться перезаряжаемые батареи и если это так, то каково время работы без перезарядки, и какое для нее требуется время? Существуют ли ограничения по размеру, весу, эстетическим параметрам, таким как форма и/или цвет? Существуют ли какиелибо специфические требования к условиям окружающей среды, таким как военные условия, температура, влажность, атмосфера (взрывоопасная, коррозийная и т.д.), давление/ высота? Пользовательское программное обеспечение должно базироваться на дисках или ROM? Изделие работает в реальном времени, и если да, собираетесь ли вы создать или приобрести ядро программ реального времени или, возможно, будет достаточно обычной широко используемой версии? Достаточно ли персонала и времени для развития вашего собственного ядра программ? Как будут оплачиваться авторские права и программное обеспечение? Для решения задач реального времени требуется большая исследовательская работа, чтобы удовлетворить их особым требованиям.