ده مرحله برای انتخاب میکرو کنترلر در طراحی مدار

   انتخاب میکروکنترلر مناسب برای طراحی یک مدار الکترونیکی می تواند کاری دلهره آور باشد. نه تنها تعدادی از ویژگی های فنی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود ، بلکه موارد تجاری مانند هزینه و زمان نیز وجود دارد که می تواند پروژه طراحی و ساخت مدار را فلج کند. در آغاز یک پروژه ، وسوسه بزرگی برای شروع کار و شروع به انتخاب میکروکنترلر قبل از اینکه جزئیات سیستم مشخص شود ، وجود دارد. این البته ایده بدی است. قبل از هرگونه فکر کردن در مورد میکروکنترلر ، مهندسان سخت افزار و نرم افزار باید سطح بالای سیستم را بررسی کرده ، نمودار بلوکی و نمودار فلو را برای آنها تعیین کنند و فقط در این صورت است که اطلاعات کافی برای شروع تصمیم منطقی در مورد انتخاب میکروکنترلر وجود دارد. با رسیدن به آن نقطه ، 10 مرحله آسان وجود دارد که می توان برای اطمینان از انتخاب صحیح آنها را دنبال کرد.

   مرحله یکم : در طراحی مدار لیستی از رابط های سخت افزاری مورد نیاز را تهیه کنید

   با استفاده از نمودار بلوک سخت افزاری عمومی ، لیستی از تمام رابط های خارجی را که میکروکنترلر برای پشتیبانی نیاز دارد ، تهیه کنید. دو نوع رابط کلی وجود دارد که باید لیست شوند. اولین رابط های ارتباطی هستند. اینها لوازم جانبی مانند USB ، I2C ، SPI ، UART و غیره هستند. اگر برنامه به USB یا هر نوع اترنت نیاز دارد ، یادداشت ویژه ای بنویسید. این رابط ها تا حد زیادی بر فضای برنامه مورد نیاز میکروکنترلر تأثیر می گذارد. نوع دوم رابط ورودی ها و خروجی های دیجیتال ، ورودی های دیجیتال آنالوگ ، PWM ، و غیره است. این دو نوع رابط تعداد پین های مورد نیاز میکروکنترلر را برای طراحی مدار تعیین می کند.

   مرحله دوم : معماری نرم افزار را بررسی کنید

   معماری و الزامات نرم افزار می تواند در انتخاب میکروکنترلر تأثیر زیادی بگذارد. سنگین بودن یا سبک بودن نیازهای پردازش مدار را مشخص می کند که شما با DSP هشتاد مگاهرتزی یا 8051 هشت مگاهرتزی کار می کنید. درست مانند سخت افزار ، هر مورد مهم را یادداشت کنید. به عنوان مثال ، آیا هیچ یک از الگوریتم ها به ریاضیات اعشاری نیاز دارند؟ آیا حلقه یا سنسور کنترل با فرکانس بالا وجود دارد؟ تخمین بزنید که هر کار چه مدت و هر چند وقت یکبار انجام می شود. برای اینکه چقدر به قدرت پردازش مورد نیاز است ، یک مرتبه اندازه گیری کنید. میزان توان محاسباتی مورد نیاز یکی از بزرگترین نیازهای معماری و فرکانس میکروکنترلر خواهد بود.

   مرحله سوم : انتخاب معماری

   با استفاده از اطلاعات مراحل 1 و 2 ، یک مهندس باید بتواند ایده معماری مورد نیاز را شروع کند. آیا برنامه با هشت بیت معماری می تواند از پس آن برآید؟ 16 بیت چطور؟ آیا به هسته 32 بیتی نیاز دارد؟ بین این برنامه و الگوریتم های نرم افزار مورد نیاز ، این سوالات شروع به همگرایی در یک راه حل می کنند. فراموش نکنید که نیازهای احتمالی آینده و ویژگی محتمل را به خاطر بسپارید. فقط به این دلیل که در حال حاضر می توانید با یک میکروکنترلر 8 بیتی کنار بیایید ، به این معنی نیست که برای ویژگی های آینده یا حتی برای سهولت استفاده نباید یک میکروکنترلر 16 بیتی را در نظر بگیرید. فراموش نکنید که انتخاب میکروکنترلر می تواند یک فرایند تکراری باشد. ممکن است در این مرحله یک 16 بیتی انتخاب کنید اما در مرحله بعد متوجه شوید که یک Arm 32 بیتی بهتر عمل می کند. پس از این مرحله به سادگی شروع به ایجاد دید مهندس در جهت طراحی مدار درست کنید.

   مرحله چهارم : نیازهای حافظه را شناسایی کنید

   فلش و RAM دو جز بسیار مهم در هر میکروکنترلر هستند. اطمینان حاصل کنید که فضای برنامه یا فضای متغیر شما کم نمی شود از اولویت بالاتری برخوردار است. انتخاب قطعه ای با بیش از حد این ویژگی ها بسیار ساده است اما کافی نیست. در پایان یک طراحی و کشف اینکه شما به یک کیلوبایت حافظه بیشتر نیاز دارید یا اینکه باید ویژگی ها را حذف کنید ، حس خوبی نخواهد داشت. پس از همه ، شما همیشه می توانید با چیزهای بیشتری شروع کنید و بعداً به یک قسمت محدودتر در همان خانواده تراشه ها بروید. با استفاده از معماری نرم افزار و وسایل جانبی ارتباطی موجود در برنامه ، یک مهندس می تواند مقدار فلش و RAM مورد نیاز طراحی نرم افزار سیستمی را تخمین بزند. فراموش نکنید که جای ارتقای ویژگی و نسخه های بعدی را بگذارید! این باعث کاهش بسیاری از سردردها در آینده خواهد شد.

   مرحله پنجم : جستجوی میکروکنترلرها را شروع کنید

   اکنون که ایده بهتری از ویژگی های مورد نیاز میکروکنترلر وجود دارد می توانید جستجو را شروع کنید! یک فروشگاه که می تواند مکان خوبی برای شروع باشد ، تهیه یک میکروکنترلر از Arrow ، Avnet ، Future Electronics یا موارد دیگر است. با فروشنده ها در مورد برنامه و نیازهای خود صحبت کنید و اغلب اوقات می توانند شما را به محدوده جدیدی هدایت کنند که مطابق با نیازها باشد. فقط بخاطر داشته باشید که آنها ممکن است در آن زمان به شما فشار بیاورند تا خانواده خاصی از میکروکنترلرها را انتخاب نمایید! بهترین مکان بعدی برای شروع جستجو سایت سازنده های ای سی ها هستند که از قبل با آن آشنا هستید. به عنوان مثال ، اگر در گذشته از قطعات Microchip استفاده کرده اید و تجربه خوبی با آنها داشته اید ، از وب سایت آنها شروع کنید. اکثر ارائه سازندگان دارای یک موتور جستجو هستند که به شما اجازه می دهد مجموعه های جانبی ، ورودی و خروجی و توان مورد نیاز خود را وارد کنید و لیست قطعات منطبق با ضوابط را محدود می کند. از آن لیست مهندس می تواند به سمت انتخاب میکروکنترلر پیش رود.

   مرحله ششم : هزینه ها و محدودیت های توان مصرفی را بررسی کنید

   در این مرحله روند انتخاب از بین تعدادی از نامزدهای احتمالی فرا رسیده است. این زمان بسیار خوبی برای بررسی نیازهای توان مصرفی و هزینه قطعه است. اگر دستگاه از باتری و موبایل تأمین می شود ، اطمینان از کم مصرف بودن قطعات کاملاً بی خطر است. اگر این مورد قید توان مصرفیرا برآورده نمی کند ، لیست را حذف کنید تا زمانی که تعداد معدودی را انتخاب کنید. فراموش نکنید که قیمت قطعه پردازنده را نیز بررسی کنید. اگرچه قیمت برای بسیاری از قطعات به طور پیوسته در حال نزدیک شدن به 1 دلار است ، اما اگر بسیار تخصصی باشد یا یک ماشین پردازش سطح بالا باشد ، قیمت ممکن است بسیار مهم باشد. این عنصر کلیدی را در طراحی مدار فراموش نکنید.

   مرحله هفتم : در دسترس بودن قطعه را بررسی کنید

   با در دست داشتن لیست قطعات بالقوه ، اکنون زمان خوبی برای شروع بررسی در دسترس بودن قطعه است. برخی از مواردی که باید بخاطر بسپارید چه مقدار زمان برای رسیدن این قطعه به دست شما نیاز است؟ آیا آنها در چندین توزیع کننده در انبار نگهداری می شوند یا 6 تا 12 هفته زمان تحویل وجود دارد؟ چه شرایطی برای در دسترس بودن دارید؟ شما نمی خواهید با یک سفارش بزرگ گیر بیفتید و باید سه ماه صبر کنید تا بتوانید آن را پر کنید. سپس این سوال پیش می آید که قطعه چقدر جدید است و آیا در طول چرخه عمر محصول شما وجود دارد یا خیر. اگر محصول شما 10 سال در بازار موجود است ، باید قطعه ای را پیدا کنید که تولید کننده تضمین می کند 10 سال دیگر ساخته خواهد شد.

   مرحله هشتم : یک کیت توسعه انتخاب کنید

   یکی از بهترین قسمتهای انتخاب میکروکنترلر جدید یافتن کیت توسعه برای بازی و یادگیری عملکرد داخلی کنترلر است. هنگامی که یک مهندس IC را که می خواهد استفاده کند انتخاب کرد ، باید تحقیق کند که کیت های توسعه موجود است. اگر کیت توسعه در دسترس نباشد ، به احتمال زیاد آی سی انتخاب شده گزینه مناسبی نیست و آنها باید چند قدم به عقب برگردند و آی سی بهتر پیدا کنند. قیمت بیشتر کیت های توسعه امروز کمتر از 100 دلار است. پرداخت بیش از مقادیر(مگر اینکه برای کار با چندین ماژول پردازنده طراحی شده باشد) بسیار زیاد است و میکرو دیگر ممکن است انتخاب بهتری باشد.

   مرحله نهم : در مورد کامپایلرها و ابزارها تحقیق کنید

   انتخاب کیت توسعه تقریباً میکروکنترلر را تثبیت می کند. آخرین مورد بررسی کامپایلر و ابزارهای موجود است. بیشتر میکروکنترلرها برای کامپایلرها گزینه های مختلفی دارند ، به عنوان مثال کد و ابزارهای رفع اشکال. مهم است که اطمینان حاصل کنید که تمام ابزارهای لازم برای قطعه موجود است. بدون ابزارهای مناسب ، روند طراحی مدار و سیستم نرم افزاری می تواند خسته کننده و گران شود.

   مرحله دهم : شروع به آزمایش کنید

   حتی با انتخاب یک میکروکنترلر هیچ چیزتضمین شده نیست. با ساخت مدارهای آزمایشی و رابط آنها با میکروکنترلر ، از این مزیت کیت های اماده استفاده کنید. قطعات پر خطر را انتخاب کنید و آنها را بر روی کیت توسعه راه اندازی نمایید. ممکن است شما بخشی را که فکر می کنید عالی کار می کند کشف کنید ، دارای یک مسئله پیش بینی نشده است که می تواند میکروکنترلر دیگری را انتخاب کنید. در هر صورت ، آزمایش زودهنگام اطمینان حاصل می کند که شما انتخاب درستی داشته اید و در صورت لزوم تغییر ، تأثیر حداقل خواهد بود!