Làm thế nào để bạn xác định bao nhiêu flash / RAM bạn cần cho một vi điều khiển?

Giả sử bạn đang bắt đầu một dự án nhúng với một số chức năng đã biết. Khi bạn chọn một vi điều khiển, làm thế nào để bạn chọn bao nhiêu RAM bạn cần?

Bạn có sử dụng bảng nhà phát triển và mã hóa dự án của bạn trước rồi xem bạn đã sử dụng bao nhiêu bộ nhớ và sau đó chọn một vi điều khiển phù hợp phù hợp với bộ nhớ đó không?

Bạn chỉ cần chọn một vi điều khiển mạnh mẽ cho một nguyên mẫu và sau đó thu nhỏ lại sau khi bạn có một sản phẩm làm việc?

Bạn chỉ cần chọn một cái gì đó mà bạn chắc chắn sẽ đủ và nếu bạn hết dung lượng, chỉ cần nâng cấp lên mật độ bộ nhớ cao hơn nếu không, bạn chỉ cần giữ bộ vi điều khiển hiện có?

Điều gì được coi là thực hành tốt?

Cá nhân cho các dự án sở thích tôi có xu hướng sử dụng vi điều khiển mạnh nhất trong gia đình với dấu chân phù hợp. Sau đó tôi phát triển PCB, viết một số mã và sản xuất một nguyên mẫu.

Điều này có lợi thế là tôi biết số lượng vi điều khiển khá tốt, vì vậy tôi có thể nhanh chóng tạo nguyên mẫu mà không cần phải đọc toàn bộ biểu dữ liệu. Tôi cũng có bảng đột phá và mẫu mã cho họ.

Nếu nó hoạt động và tôi kiếm được nhiều hơn một chút thì tôi sẽ mua bộ vi điều khiển rẻ nhất có các thiết bị ngoại vi phù hợp và đủ bộ nhớ cho bất cứ thứ gì tôi đã mã hóa trước đó. Điều này có thể gây khó chịu nếu các thanh ghi bên trong thay đổi (xảy ra trên PIC) hoặc nếu một trong hai vi điều khiển có thêm các thiết bị ngoại vi cần được vô hiệu hóa để làm cho mã hoạt động.

Tuy nhiên, với mục đích sản xuất, điều này sẽ cho phép bạn loại bỏ một số tiền kha khá từ mỗi đơn vị.

Tất nhiên, đối với một nguyên mẫu tự chế duy nhất, có thể là một đề xuất tốt để bắt đầu với mạnh nhất trong tất cả các kính hiển vi tương thích và giảm quy mô sau đó.

Tuy nhiên nếu bạn muốn giành được một báo giá, bạn phải nói với khách hàng của mình một mức giá trước khi bạn có tiền để thực hiện bất cứ điều gì.

Do đó, thực hành tốt là viết ra một số loại đặc tả trước khi bạn bắt đầu lập trình. Bạn biết những gì bạn muốn làm, và bạn nên viết ra cách bạn sẽ làm nó.

"Cách" này cũng bao gồm suy nghĩ về thiết kế phần mềm, trả lời các câu hỏi như:

• Bạn có cần một hệ điều hành? Cái nào? Nó cần những tài nguyên gì?
• Bạn có muốn có một kiến ​​trúc lớp? Điều này đòi hỏi các giao diện, có thể tiêu thụ RAM
• Những thư viện nào đã có sẵn và hữu ích / cần thiết cho mục đích của bạn và chúng cần bao nhiêu bộ nhớ (một tài liệu thư viện tốt trả lời điều này dựa trên ít nhất một bản dựng tham chiếu)?
• Những cấu trúc và biến nào bạn phải thực hiện cho trình điều khiển của riêng bạn và ứng dụng của bạn?

Tổng hợp tất cả các giá trị đó cung cấp cho bạn một ước tính sơ bộ. Bạn có thể tin tưởng bao xa tùy thuộc vào mức độ phân tích của bạn và nó phụ thuộc vào kinh nghiệm của bạn :-)
Thêm một biên độ ít nhất 30,50% ước tính của bạn chắc chắn là một ý tưởng tốt.

Khi sản phẩm của bạn kết thúc và bạn có khoảng 80,90% RAM đang sử dụng, bạn có thể khá chắc chắn rằng lựa chọn của mình là đúng - ít nhất là liên quan đến RAM.

Nếu chỉ có thể mã hóa hệ thống nhúng của bạn trước rồi mới xây dựng phần cứng. Điều đó sẽ làm cho cuộc sống của mọi người dễ dàng hơn. Thật không may, điều đó cũng có nghĩa là thời hạn của bạn đang ở ngoài cửa sổ. Thông thường, phần cứng phải được thiết kế từ lâu trước khi phần mềm được hoàn thành vì các bộ phận phần cứng thường có thời gian sử dụng dài.

Do đó, các nhà phát triển sw nhúng thường sẽ cần ước tính nhu cầu bộ nhớ và CPU của chương trình của họ. Bước đầu tiên của bạn là cố gắng thuyết phục những người làm phần cứng cung cấp cho bạn bộ vi điều khiển / CPU mạnh nhất với nhiều RAM nhất có thể. Điều đó hiếm khi hoạt động bởi vì họ có những mục tiêu yêu cầu của riêng họ, nhưng thỉnh thoảng bạn lại gặp may mắn.

Nếu điều đó không hiệu quả, thì điều tiếp theo bạn sẽ làm là thiết kế phần mềm cấp cao và chia các mô-đun thành chức năng. Sau đó, bạn ước tính các dòng mã cho từng chức năng cho từng mô-đun trong hệ thống. Sau đó, bạn có thể sử dụng một công thức để chuyển đổi các dòng mã thành ước tính bộ nhớ mã của ballpark. Bạn cũng sẽ điều tra bất kỳ yêu cầu bộ nhớ bất thường nào (như mảng lớn) và thêm một số ước tính để phù hợp với điều đó. Sau đó thêm một số phần trăm trên tổng số đó để trang trải mọi thứ bạn bỏ lỡ. Sau đó tăng gấp đôi để đáp ứng yêu cầu sử dụng 50% điển hình.

Vâng, nó cần có thời gian. Vâng, cần phải vượt qua tất cả các vòng vì việc thay đổi phần cứng thực sự khó khăn sau khi nó được xây dựng.

Nói chung, các nhà cung cấp vi điều khiển đặt một loạt bộ nhớ trong các thiết bị của họ phù hợp với các ứng dụng thông thường. Vì vậy, nếu bạn chỉ cần một vài chân I / O và một SPI trong một thiết bị dấu chân nhỏ, bạn sẽ không thể tìm thấy bất cứ thứ gì xuất hiện với 500 kBytes Flash và 64 kBytes RAM. Với các thiết bị lớn hơn, gần với các gói SoC hơn, thậm chí nhỏ nhất gần như chắc chắn đủ lớn trừ khi bạn dự định thực hiện một số thao tác số nghiêm trọng như xử lý hình ảnh.

Trong một môi trường chuyên nghiệp, chìa khóa để chọn vi điều khiển phù hợp là sử dụng dữ liệu lịch sử. Bạn sẽ có một bản ghi về các dự án khác mà bạn đã phát triển và biết bộ nhớ và các tài nguyên silicon khác được yêu cầu để thực hiện từng tính năng. Bạn sẽ biết sản phẩm dự kiến ​​sẽ làm gì và do đó có một danh sách tính năng tốt và có thể tính toán nhanh chóng và chính xác các tài nguyên mà vi điều khiển sẽ cần cung cấp. Cố gắng đoán các yêu cầu tài nguyên từ một đặc tả thiết kế phía trước (được phát triển khi bắt đầu dự án khi có ít thông tin nhất về hệ thống) là không đáng tin cậy vào thời điểm tốt nhất và chỉ những kỹ sư rất có kinh nghiệm, đã xây dựng một cách toàn diện cơ sở dữ liệu của dữ liệu lịch sử trong đầu của họ, sẽ có bất kỳ loại thành công nào trong việc sử dụng phương pháp này.

Nhiều công ty đã áp dụng cách tiếp cận 'Agile' cho cả phần mềm và thiết kế điện tử, bao gồm xây dựng một 'thư viện' các bảng tính năng nhỏ (ví dụ: bảng RS-485, bảng ADC, v.v.) cùng với các bảng nền tảng chung chứa máy vi điều khiển , theo cách tương tự với việc sử dụng bộ phát triển và trình cắm. Một sản phẩm sau đó có thể được tạo mẫu nhanh chóng (trong vài giờ) bằng cách chọn và kết nối bộ bảng cần thiết cho các tính năng. Phần mềm được lắp ráp tương tự từ các mô-đun thư viện và có thể được chuyển và kiểm tra nhanh chóng. Một khi kích thước của phần cụ thể của phần cứng của mã được biết, thường là đủ để chọn phần nhỏ nhất sẽ chứa phần đó. Ngoại lệ là một đề cập ở trên, nơi chức năng của thiết bị liên quan đến dữ liệu lớn hoặc các thuật toán rất phức tạp. Phương pháp này cung cấp chính xác,

(Một ưu điểm khác của cách tiếp cận Agile là nó cho phép phát triển phần mềm và điện tử song song, với thiết kế điện tử là một bài tập trong việc tích hợp bộ bảng tính năng và thực hiện EMC liên quan và các công cụ khó khăn khác cùng lúc với phần mềm ứng dụng đang được phát triển trên các hội đồng protoype. Một số phần chuyển và tích hợp vẫn cần thiết, nhưng nó được thực hiện khi cả phần mềm và thiết bị điện tử đều khả dụng.)