Vi điều khiển tốt hiện nay là gì? [đóng cửa]

Tôi có kinh nghiệm về lắp ráp và lập trình C cho vi điều khiển, nhưng tôi không quen thuộc với các gia đình MCU và DSP khác nhau được cung cấp bởi các công ty ngày nay. (ví dụ: Texas Cụ, Atmel, Renesas)

Tôi muốn biết về các bộ vi điều khiển / DSP tốt, và những gì nó muốn phát triển với chúng. Vui lòng tóm tắt những hiểu biết của bạn về các gia đình MCU / DSP khác nhau, mỗi gia đình cho mỗi câu trả lời.

Sẽ rất thú vị nếu bạn nêu chi tiết (các) ứng dụng chính cho vi điều khiển (ese) này là gì.

(Đây là "wiki cộng đồng", vì vậy bất kỳ ai có> 100 danh tiếng đều có thể tinh chỉnh và cải thiện câu trả lời)

ARM là tiêu chuẩn công nghiệp cho bộ điều khiển 32 bit, mặc dù PIC32 có một số tính năng hay. Chúng khá dễ sử dụng. Tôi thích chip ARM NXP LPC2000 và LPC1000, nhưng chip Energy Micro ARM Cortex-M3 mới rất thú vị vì mức tiêu thụ năng lượng rất thấp - tốt như MSP430 [Youtube]. Hỗ trợ rất khác nhau, các chip NXP có nhóm LPC2000 mà tôi chạy, mọi người có vẻ thích - chúng tôi có hơn 8.000 thành viên!

Atmel AVR , có lẽ trong một Arduino : Tôi không đồng ý với Leon, và nói rằng dòng AVR của Atmel là một gia đình tuyệt vời để bắt đầu. Nó khá đa dạng, từ ATtiny, qua ATmega, đến Rồng (mà tôi chưa từng làm việc cùng.) Tôi nói rằng AVR32 và Xmega là những gia đình khác nhau.

AVRfreaks là một trong những diễn đàn điện tử tốt nhất trên web (sắp bị Chiphacker vượt qua :), cộng đồng Arduino cũng tồn tại, được nhắm đến những người có sở thích. Arduino rất tốt cho việc học phần cứng vi điều khiển, mặc dù nó sẽ không giúp bạn lập trình (OP tuyên bố rằng họ biết ASM và C).

Bộ WinAVR dễ như một chiếc bánh so với các bộ công cụ khác. Chỉ cần tải xuống, đẩy Next một vài lần, nhập một số mã và nhấn F5. Nó không dễ dàng hơn thế. Chắc chắn, trình soạn thảo AVR Studio không có tất cả các tính năng cần có, nhưng rất nhiều IDE của nhà cung cấp không tốt hơn, hoặc thậm chí tệ hơn (* ho * MPLAB * ho *).

Tôi không chắc chắn về việc giao hàng, nhưng tôi muốn nói SOT23 ATtiny 6 pin là một con chip thích hợp và phiên bản SO8 hoặc DIP có sẵn rất nhiều. Trên một lưu ý liên quan, họ cũng làm rất tốt việc tìm nguồn cung ứng cả hai trong DIP (để tạo mẫu) và các gói nhỏ gọn của SMT.

TI MSP430 loạt

Phần cứng

Sự đa dạng của các thiết bị ngoại vi phần cứng không linh hoạt như PIC của Microchip, nhưng phần mềm hỗ trợ gỡ lỗi phần mềm tốt hơn nhiều so với các bộ phận của Microchip. TI gần đây đã phát hành phiên bản mới của Trình soạn thảo mã cho các bộ vi điều khiển MSP430 và DSP TMS320F28xx, sử dụng Eclipse. Hỗ trợ gỡ lỗi là tuyệt vời.

Đây cũng rất dễ dàng để thiết lập các thanh ghi điều khiển, dễ dàng hơn nhiều so với DSP 28xx.

MSP430 có thể là tuyệt vời để định thời cho các ứng dụng chuyên sâu vì thông thường nó sẽ có nhiều Đăng ký chụp / so sánh có sẵn để sử dụng. Điều này có thể đơn giản hóa rất nhiều hệ thống mà bạn cần phải xử lý nhiều thiết bị ngoại vi chuyên sâu nhiều thời gian.

Phát triển

Bạn có thể mua một hệ thống phát triển với giá 150 đô la (có một biến thể thanh MSP430-on-a-USB giá rẻ hơn 20 đô la, nhưng nó khá hạn chế) và bạn có được một hệ thống tạo mẫu gỡ lỗi phần cứng + thực sự. Bạn cũng có thể nhận được launchpad TI mới đi kèm với 2 chip và có giá $ 4,30.

Vi mạch PIC 16F / 18F

Thị trường mục tiêu

Bộ vi xử lý 8 bit rẻ tiền. 16F là một trong những dòng bộ xử lý trước đây của Microchip và không đặc biệt phù hợp để lập trình trong C / C ++ do:

• hướng dẫn của nó thiết lập kiến ​​trúc lõi và bộ nhớ
• sự cần thiết của chuyển đổi ngân hàng
• thiếu hỗ trợ cho các hoạt động con trỏ phổ biến
• hiệu suất kém trong C / C ++ do kiến ​​trúc
• yêu cầu kích thước chương trình lớn hơn để thực hiện các thuật toán

Sê-ri 18F mới hơn và nên được xem xét nếu bạn có đủ khả năng cho dự án của mình. Nó tương tự trong thị trường mục tiêu, bộ ngoại vi, gói IC, công cụ phát triển và giá cho dòng 16F. Lõi 18F được thiết kế để phù hợp hơn với C và C ++, do:

• hỗ trợ cho sự quyết định
• các ngân hàng RAM cụ thể luôn có thể truy cập (không cần chuyển đổi ngân hàng)

Phần mềm

Khá dễ dàng để chương trình, bạn có thể viết bằng bộ của 30 hướng dẫn lắp ráp, hoặc sử dụng một trình biên dịch C . Đây là các MCU 8 bit, vì vậy nếu bạn muốn làm việc với các giá trị> 255, bạn sẽ phải tự tìm / ghi 2 byte cộng / trừ / nhân / chia mã. RAM của nó có 4 "ngân hàng", vì vậy nếu bạn viết lắp ráp, bạn phải tiếp tục chuyển đổi qua lại để truy cập các biến được lưu trữ trong các ngân hàng khác ngoài hiện tại.

Phần cứng

Các MCU này chạy khá chậm, với tốc độ điển hình là 4 MIPS và tốc độ tối đa là 20 MIPS. Chúng có một vài tính năng phần cứng được xây dựng hoạt động tốt nếu được cấu hình đúng, như ADC, cổng nối tiếp, cổng song song, bus CAN, bus I2C, bus SPI, so sánh điện áp, EEPROM, và tất nhiên, tất cả các cổng I / O mục đích .

Tài liệu

• Datasheets có tất cả các thông tin cần thiết (sơ đồ chân, đăng ký cấu hình, v.v.) được phân loại gọn gàng và được ghi chép đầy đủ. Một hướng dẫn cũng giải thích sâu về các tính năng.

Công cụ phát triển

• Microchip có một công cụ mới, VDI giúp dễ dàng cấu hình các tính năng phần cứng khác nhau của MCU, tạo ra mã lắp ráp hoặc mã C. Tốt hơn là đổ qua các bảng dữ liệu.

• Microchip đã cung cấp MPLAB IDE của mình trong nhiều năm và mặc dù chương trình đã dần cải thiện, so với các công cụ phát triển PC (Visual C ++, Eclipse / NetBeans cho Java / etc) giao diện người dùng rất kém và phần mềm vẫn đặc biệt có lỗi. Nó cũng không hỗ trợ C ++, mặc dù thực tế là sự khác biệt giữa C và phần lớn các tính năng của C ++ (không bao gồm cấp phát bộ nhớ động, chức năng ảo và một vài tính năng khác) rất nhẹ và C ++ khuyến khích mô đun lập trình. Có các nhà cung cấp IDE bên thứ 3, đặc biệt là IAR, nhưng chúng có giá cao. (Hi-Tech đã được Microchip mua lại gần đây.)

• Gỡ lỗi trong mạch được cung cấp ở một số phần bởi giao diện ICD của Microchip, giao diện nối tiếp 2 chân có thể được truy cập thông qua các bộ điều hợp gỡ lỗi ICD2, ICD3 , REAL ICE , PICkit2 / 3, v.v. Hãy chắc chắn kiểm tra xem phần bạn chọn có các tính năng của ICD! Các tính năng gỡ lỗi có phần hạn chế và có "trượt" trong đó bạn đặt điểm dừng trên một hướng dẫn và chương trình dừng một vài hướng dẫn sau. Tuy nhiên, ICD tốt hơn không có gì.

Ủng hộ

• Ghi chú ứng dụng mô tả mã và mạch cho các ứng dụng phổ biến khác nhau
• Cộng đồng người dùng tích cực tại Diễn đàn Microchip
• Trang web Hỗ trợ Công nghệ 24/7 miễn phí nơi bạn gửi các vấn đề của mình (vé) và nhân viên kỹ thuật sẽ trả lời miễn phí và thậm chí cho phép bạn gọi nếu bạn cần thêm trợ giúp
• Các bài thuyết trình (hội thảo web) giải thích các mô-đun và ứng dụng khác nhau

Blackfin bởi các thiết bị tương tự Gia đình Blackfin là một bộ vi điều khiển DSP / vi điều khiển lai với lõi RISC mạnh mẽ cũng như hỗ trợ các hướng dẫn xử lý tín hiệu / video. Một số hướng dẫn hỗ trợ SIMD.

Phần cứng

Nó có lõi RISC. Tốc độ dao động từ lõi đơn 200 MHz đến lõi kép 600 MHz. Nó có thể có các thiết bị ngoại vi: 10/100 Ethernet MAC, UARTS, SPI, bộ điều khiển CAN, Bộ hẹn giờ có hỗ trợ PWM, Đồng hồ bấm giờ, Đồng hồ thời gian thực và bộ điều khiển bộ nhớ không đồng bộ và không đồng bộ. Nó có quản lý năng lượng động - tự động tắt các bộ phận của bộ xử lý không được sử dụng.

Phát triển

Hai công cụ phát triển chính là VisualDSP ++ của AD và chuỗi công cụ GNU. Ngoài ra còn có một SDK với rất nhiều mã và ghi chú ứng dụng. Mã SDK phục vụ như là một khung hoặc như các ví dụ mã tốt. Có một số hệ điều hành, bao gồm uCLinux, sẽ chạy trên nó. Có một số bảng eval có sẵn. Các hướng dẫn là không thể thiếu.

Giá hiện tại từ 2 $ với số lượng 1000 đơn vị.

Các Parallax Propeller là một oddbird 8 lõi (tám "mắt xích" cộng với một hub) vi điều khiển có thể làm những điều rất thú vị / ấn tượng trong đó có thế hệ video SD / VGA.

Nó có môi trường phát triển riêng bao gồm một ngôn ngữ gọi là SPIN. Hội (PASM) là tự nhiên có sẵn.

Có sự hỗ trợ cộng đồng đáng kể và các dự án có thể nhìn thấy bằng cách sử dụng chip.

Không có nhiều mô hình, nhưng con chip dường như là kết quả của thiết kế rất cẩn thận và sự phát triển lâu dài được thực hiện bởi một số người cực kỳ tài năng và có năng lực. Nó có thể có sẵn cho khoảng $ 8.

Phần cứng lập trình (trong hệ thống) rõ ràng bao gồm cổng nối tiếp cấp độ TTL và đường đặt lại. Có một khóa gọi là Prop Plug có sẵn.

http://parallax.com

http://en.wikipedia.org/wiki/Parallax_Propeller

Làm thế nào về STM32 , một gia đình mcu dựa trên Cortex-M3 khác?

Bắt đầu từ khi tôi tìm thấy một số thứ tốt từ Olimex.

• http://www.olimex.com/dev/stm32-h103.html
• http://www.olimex.com/dev/arm-usb-ocd.html

Sau đó, tôi sử dụng gcc làm trình biên dịch và OpenOCD để kiểm soát jtag.

DSPIC33F và PIC24 : Microchip có một bộ vi điều khiển 16 bit, 40 MIPS được gọi là DSPIC33F kết hợp tập lệnh và thiết bị ngoại vi PIC24F của chúng với các tính năng DSP như hai bộ tích lũy 40 bit với các tùy chọn làm tròn và bão hòa; đơn chu kỳ nhân lên và tích lũy; và thay đổi tối đa ± 16 bit cho dữ liệu lên tới 40 bit. Giá thấp (thấp như $ 2 về khối lượng). Một điều tôi thích về vi điều khiển Microchip là nhiều thiết bị của họ có sẵn trong các gói DIP rất lý tưởng cho việc xếp bánh. Tôi đã sử dụng một trong những thứ này trong một dự án mà tôi cần giải mã tín hiệu DTMF; nó hiệu quả hơn so với giải pháp phần cứng giải mã DTMF chuyên dụng. PIC24 được sử dụng trong uWatch tuyệt vời, "Đồng hồ tính toán khoa học RPN / Đại số mạnh nhất (và duy nhất!) Trên thế giới".

Cypress PSoC1 (CY8C29466) có lõi CPU 8 bit đơn giản được bao quanh bởi các khối kỹ thuật số và analog giống như đồ họa.

Nó có cả đầu vào tương tự và đầu ra tương tự. Nhiều dự án sẽ yêu cầu một loạt các bộ phận bên ngoài với bất kỳ vi điều khiển nào khác - op-amps, PGA, v.v. - có thể được thực hiện với một chip PSoC. Rất nhiều chuột máy tính sử dụng PSoC1. Ví dụ, nó có thể giải mã các âm DTMF đến trong một chân đầu vào và trực tiếp tạo tín hiệu DTMF tương tự độc lập trên hai chân đầu ra - tương tự thật, không phải là PWM.

Các khối kỹ thuật số và analog có thể được thiết lập để thực hiện mọi thứ hoàn toàn độc lập với lõi - và do đó với thời gian đáp ứng cố định được đảm bảo, ngay cả khi CPU đang bận xử lý một số ngắt trong thời gian đó.

Công suất khá thấp. Đi kèm trong cả hai gói DIP và SMT.

Lõi 8 bit, 24 MHz tương đương với lõi PIC16F, chuyển đổi ngân hàng kỳ quặc và tất cả. Trình biên dịch C độc quyền có sẵn, nhưng GCC dường như chưa được chuyển sang một trong hai.

Dự án "Gainer.cc" lập trình các hệ thống dựa trên PSoC1 sử dụng Xử lý qua cáp USB, rất giống với dự án "Arduino" sau này.

Các http://www.psocdeveloper.com/ diễn đàn là thân thiện. Có một số tiện ích có sẵn để thực hiện phát triển trên Linux: http://m8cutils.sourceforge.net/ .

Freescale HCS08 micros là đối thủ cạnh tranh trực tiếp với PIC10-18 và AVR, thường có chi phí thấp hơn nhưng vẫn có bộ ngoại vi khá phong phú. Thư viện ghi chú ứng dụng và tài liệu tham khảo của họ là khá tốt.

IDE CodeWar Warrior của họ (trình biên dịch miễn phí với mã lên tới 32k) bao gồm một số thư viện "Khởi tạo thiết bị" hữu ích cho cách tiếp cận dựa trên GUI để lật bit và "Chuyên gia xử lý" tiên tiến hơn có thể tạo trình điều khiển cấp cao hơn cho các thiết bị ngoại vi. Bạn không bắt buộc phải sử dụng một trong hai, và có thể chỉ cần làm mọi thứ trong mã C thẳng nếu muốn.

Sê- ri TI TMS320F28xx của DSP.

Thị trường mục tiêu

Điều khiển động cơ và bộ chuyển đổi năng lượng được điều khiển bằng kỹ thuật số: chúng có các thiết bị ngoại vi PWM rất linh hoạt và ADC nhanh.

Phần cứng

Các DSP này có hai nhược điểm chính:

• Việc cài đặt phức tạp hơn - các tệp liên kết và tất cả các thanh ghi (trạng thái chờ bộ nhớ, v.v.) có quá nhiều tùy chọn và bạn thực sự phải biết bạn đang làm gì để đảm bảo rằng bạn đang làm đúng
• Cần hai điện áp nguồn, 3,3V cho I / O và các thiết bị ngoại vi và 1,8-1,9V cho lõi DSP.

Công cụ phát triển

Gỡ lỗi thời gian thực thông qua cổng JTAG, sử dụng Code Composer v4 (dựa trên Eclipse !!!).

Được hỗ trợ bởi simulink MatLAB để tạo mã tự động (không yêu cầu kinh nghiệm lập trình)

DSP của TI từng rất đắt đối với nguyên mẫu vì bạn cần một bộ gỡ lỗi thời gian thực $ 1500 (bộ chuyển đổi JTAG), nhưng giá của nó đã giảm (có một cái rẻ tiền với giá 150-200 đô la) và họ bán các bảng eval với bộ điều hợp JTAG tích hợp.

XMOS tạo ra một loạt chip xử lý song song 32 bit rất mạnh (1600 MIPS từ bốn lõi với 32 luồng phần cứng). Chúng đủ nhanh để làm USB và Ethernet tốc độ cao trong phần mềm. Công cụ của họ rất tốt, chip rất tuyệt vời, chúng có giá hợp lý (chúng bắt đầu từ $ 7,50), và những người ở đó rất hữu ích. Họ có hai diễn đàn hỗ trợ rất tốt; một được điều hành bởi công ty, một là độc lập.

Tôi sẽ phải bỏ phiếu cho Cypress PSoC3. Tôi đã sử dụng PIC được khoảng 10 năm (PIC16, PIC18, DSPIC và PIC32). Họ làm tôi phát điên với cấu hình ngoại vi khó chịu của họ, và liên tục tìm kiếm thông qua bảng dữ liệu để tìm ra rằng một bit cần được xóa để làm cho một số pin hoạt động.

Mặt khác, trải nghiệm mà tôi đã có từ trước đến nay với PSoC3 là một điều thú vị. Quan trọng nhất, cấu hình các thiết bị ngoại vi kỹ thuật số và tương tự là một niềm vui tổng thể. Các cổng nối tiếp, đồng hồ, ngắt, trình điều khiển, bộ so sánh ADC và DAC đều có thể được nối dây trên một sơ đồ và chúng hoạt động hoàn hảo.

Ví dụ, bạn có thể nối dây PWM của mình để kích hoạt ADC để lấy mẫu ở giữa một xung, làm cho phép đo dòng điện của động cơ chính xác hơn. Hãy thử làm điều đó trên PIC.

Muốn có 5 PWM, 5 bộ giải mã bậc hai, một cổng ADC, SPI và một bộ tạo CRC trên cùng một chip? Bạn đã nhận nó. Bạn muốn cấu hình ADC để lấy mẫu tuần tự dòng điện trong mỗi động cơ ở trung tâm của xung? Bạn đã nhận nó. Ngoài ra, bạn có thể kết nối tất cả các đầu vào và đầu ra này với hầu hết mọi mã pin bạn muốn.

Ồ vâng, VÀ, nếu không có thiết bị ngoại vi có sẵn trong thư viện, bạn có thể tự viết trong verilog!

Cypress PSoC5 có ARM Cortex M3 32 bit được bao quanh bởi các khối kỹ thuật số và analog giống như đồ họa.

ADC và DAC tương tự độ phân giải 20 bit.

Các khối kỹ thuật số và analog có thể được thiết lập để thực hiện mọi thứ hoàn toàn độc lập với lõi - và do đó với thời gian đáp ứng cố định được đảm bảo, ngay cả khi CPU đang bận xử lý một số ngắt trong thời gian đó.

Công suất khá thấp.

Lõi ARM Cortex-M3 32 bit, 80 MHz tương đương với ...

Các http://www.psocdeveloper.com/ diễn đàn là thân thiện.

Sự hỗ trợ riêng của Atmel dành cho AVR không tốt lắm và các công cụ phần cứng của họ hơi bị lỗi. Mặc dù vậy, các chip rất tốt và diễn đàn AVR Freaks rất tốt. Họ gặp vấn đề nghiêm trọng trong việc giao hàng với các chip mới hơn như XMega và chip Tiny 6 pin.

Zilog cũng có một số vi điều khiển. Cá nhân tôi chưa thử lập trình dòng chip Z8 Encore , nhưng họ có gửi mẫu. Chúng có rất nhiều chip khác nhau, từ 1 KB đến 16 KB (có thể nhiều hơn) với các thiết bị ngoại vi bao gồm UART, ADC, I2C , SPI, v.v.

Theo tôi, đây không phải là một vi điều khiển sở thích rất tốt.

Tôi đã sử dụng một vài họ bộ xử lý, Vấn đề chính khi học một bộ xử lý mới là học cách mã hóa hàng trăm thanh ghi cấu hình của các thanh ghi ngoại vi, đây sẽ là quá trình tiêu tốn thời gian chính khi bạn chuyển từ gia đình này sang gia đình khác. mã ứng dụng chính được viết bằng c, không quan trọng chúng ta sử dụng loại nào, tôi muốn có một tiêu chuẩn cho các thanh ghi ngoại vi. Nếu bất cứ ai biết về bất kỳ sự phát triển theo hướng này xin vui lòng chia sẻ nó.

Tôi sử dụng PIC, ARM, MSP430, AVR và một vài thứ khác.

Microchip có hỗ trợ tuyệt vời và các công cụ phần cứng và phần mềm tốt, việc gỡ lỗi đặc biệt dễ dàng và nhanh chóng. Kiến trúc 8 bit có một chút ngày. Chip 16 bit mới hơn của họ là tuyệt vời. Họ là công ty dẫn đầu thị trường trong MCU 8 bit.