Є безліч платформ MCU, і коли хтось звик до однієї, вони, як правило, неохоче переходять на іншу платформу.

Моє запитання: Якщо хтось почав використовувати MCU для завдань загального призначення, як би ви вирішили вибрати його? Які унікальні точки продажу різних платформ?

Пройшов рік, я говорив на тему вибору мікроконтролерів (на це пішло близько 1,5 годин). Аудиторію представляли програмісти та виробники програмного забезпечення високого рівня. Більшість глядачів не мали досвіду попереднього μC, решта грала лише з Arduino. Кількість керівників в аудиторії становила близько 30. Отже, це було багатоадресне, на відміну від клініки один на один.

Ключовим слайдом у розмові було таке:

Розміри

для порівняння мікроконтролерів. Список складається у порядку зменшення.

• Середовище розробки (ланцюжок інструментів)
  • Середовище розвитку
  • Я згадав середовище розвитку?
• Підтримка
  • Примітки до програми
  • Підтримка однолітків: племінні знання, друзі, форуми, коди [sic]
• Особливості
  • Пам'ять
  • Периферія
  • Досвід обчислень
• Споживання енергії
• Вартість

пс

Я мушу визначити сферу, до якої ця моя відповідь обмежена. Я бачу це питання вибору платформи через два типи об'єктивів. Перший - прототип. Другий - це розробник професійного обладнання з цінами на вулиці близько 3 тис. Доларів і кількість у сотні. Об'єктив для любителів теж не за горами. У цих випадках додаткова вартість мікроконтролера невелика, порівняно з витратами на розробку або з витратами на професійне обладнання, в яке йде мікроконтролер.

Звичайно, існує зовсім інша перспектива масового виробництва. Коли хтось обере мікроконтролер для дешевого пристрою, який буде вироблятися у великих кількостях (іграшки в основному - хороший приклад), він буде залежати від витрат на обладнання. Скромна економія витрат на обладнання, помножена на великий обсяг виробництва (у сотні тисяч і більше), може виправдати біль використання невмілого середовища розробки та вигідного мікроконтролера з підтримкою медіохри.

Оскільки це запитання не дуже спричинило порівняння платформи, на яке я сподівався, я спробував створити один, вивчаючи літературу, а також інші відповіді. Можливо, це може допомогти комусь іншому в майбутньому.

Будь ласка, дайте мені знати, чи є якісь помилки чи є інформація, яку я можу додати.

Порівняння платформи

Примітки щодо порівняння:

• IDE: коментарі стосуються безкоштовної версії

PIC:

• набагато найдешевші фішки початкового рівня
• у багатьох є внутрішні регулятори напруги
• за даної ціни, як правило, мають більше та кращі периферійні пристрої
• квазі галузевий стандарт: дуже хороші бібліотеки та підтримка розробників
• IDE: видатний на основі NetBeans, що включає повне офлайн-моделювання та налагодження
• сторонні налагоджувачі: близько 25 доларів
• дуже широкий асортимент пакетів
• унікальні точки продажу: 1. XLP = доступні пристрої надмірної потужності; 2. У багатьох сучасних мікросхемах є ємний модуль зондування для сенсорних кнопок тощо.

AVR:

• Взагалі AVR відстає від шифрування периферійних пристроїв і трохи дорожче. Однак в цілому AVR за функціональністю та ціною дуже схожий на PIC.
• 8-бітні мікросхеми AVR швидші, ніж 8-бітні мікросхеми PIC
• сторонні емулятори: близько 20 доларів
• дуже широкий асортимент пакетів

Рука Cortex-M:

• сучасна архітектура процесорів: відсутність банківської пам'яті, хороша багатозадачність
• на сьогоднішній день найдешевші 32-бітні пристрої
• досить легко пересуватися між різними чіпами та різними виробниками
• пристрої зазвичай вимагають більше зовнішніх компонентів, ніж PIC
• дуже дешеві USB-пристрої з завантажувачем ROM: NXP LPC1342 / LPC1343
• розумна підтримка бібліотеки
• IDE: розумне, без моделювання в режимі офлайн
• SWD-інтерфейс дозволяє вбудувати системне програмування, налагодження та відстеження за допомогою простого вбудованого обладнання (
• недорогі NXP-мікросхеми поставляються лише в упаковках невеликого розміру або без штифтів
• точки продажу: 1. найдешевша 32-бітна платформа; 2. найдешевша платформа з завантажувачем USB ROM

PSoc: (з відповіді Rocketmagnet)

• король, коли мова йде про аналогових периферійних пристроях: даний мікросхем може бути переконфігурований внутрішньо для надання різних аналогових та цифрових периферійних пристроїв
• значно дорожче, ніж ПІК
• IDE: відмінна
• $ 88 програміст (чи дозволяє це налагодження?)
• лише пакети SMD

Пропелер: (з відповіді Rocketmagnet)

• багатоядерний MCU: різні ядра можуть симулювати роботу над різними завданнями
• виключає / зменшує (?) потребу в традиційних перериваннях
• кілька апаратних периферійних пристроїв, повинні бути чітко кодовані для роботи на одному з ядер, забезпечує неймовірну гнучкість
• слабкий, коли мова йде про аналогову периферію
• IDE: відмінна
• Доступний пакет DIP

Порівняння по застосуванню

USB:

"Легенда" для списку нижче:

• bootloader = попередньо запрограмований завантажувач USB
• регулятор напруги = може живитись від шини без зовнішнього регулятора
• підтягування = немає необхідності у зовнішньому підтягуванні
• імпедансний збіг = відсутність необхідності у зовнішніх резисторах
• прецизійний осцилятор = відсутність необхідності у зовнішньому кристалі

Властивості найменш дорогого пристрою: (приблизно в ціні)

• PIC: 8-бітний, низько- та повношвидкісний регулятор напруги, підтягувачі, відповідність імпедансу, захист від ОУР
• NXP: 32-бітний, завантажувач, тільки на повній швидкості, захист від ОУР
• Freescale: 8-бітний, низькошвидкісний, регулятор напруги, імпеданс, захист ESD
• Atmel: 8-бітний, завантажувач, тільки швидкісний, регулятор напруги, підтяжка, захист від ОУР
• STM: 32-бітний, завантажувач, тільки на повній швидкості, підтягування, відповідність імпедансу, захист від ОУР
• Кремнієві лабораторії: 8-бітний, низько- та повношвидкісний, регулятор напруги, підтягувачі, відповідність імпедансу, прецизійний генератор
• TI: 32-бітний, завантажувач, низько- та повношвидкісний, інші властивості невідомі
• PSoc: настроюється як модуль, інші властивості невідомі
• Пропелер: 32 біт, лише бітбанг

Ethernet:

• PIC: найдешевший пристрій із вбудованою PHY

Ваш вибір MCU багато в чому залежить від типу проектів, над якими ви будете працювати. Ви робите високооб'ємні, наддешеві та прості пристрої, такі як миготливі вогні велосипеда? Ви розробляєте складні прототипи-роботів, які мають справу з численними химерними пристроями вводу-виводу та датчиками?

Я здебільшого працюю над останнім. Основна проблема для мене - це пошук мікроконтролерів, які мають необхідний периферійний набір. Це дуже складно, оскільки наші вимоги не здаються основними. Ми хочемо, щоб такі речі, як 5 ШІМ-каналів, 5 квадратурних декодерів, 2 нестандартні порти SPI та UART з заперечним IO.

Єдині MCU, які я бачив, які можуть з легкістю впоратися з такими вимогами, це PSoC і Propeller.

Пропелер - це в основному вісім 32-бітних MCU в одному чіпі. Якщо ви хочете певного типу периферійних пристроїв, ви просто запрограмуєте один з MCU для виконання цієї роботи. Таким чином, ви можете мати все, що завгодно.

PSoC мають два аромати, 3 і 5. 3 - це серцевина 8051, а 5 - кора АРМ М3. На мікросхемі також включені повторно налаштовані цифрові та аналогові блоки, які можна перетворити на широкий спектр периферійних пристроїв: АЦП, фільтри, підсилювачі, ЦАП, SPI, UART, квадратурний декодер, генератор CRC тощо.

Середовище розвитку - фантастичне. У вас є звичайне редагування вихідного коду типового IDE, але у вас є також схематичний редактор. Ви можете буквально підключити будь-яку цифрову схему, яка вам подобається, з'єднавши периферійні пристрої з воротами, крилами і т. Д. Потрібно 5 ШІМ? Легко, просто покладіть їх на схему, з'єднайте їх, і ви їдете далі. Ви навіть можете написати власні периферійні пристрої у Verilog, якщо вам потрібно щось, що не передбачено. Велика частина вашої програми може бути просто реалізована в цьому апараті.

Справжня вигода полягає в тому, що ви можете дотримуватися однієї мікросхеми, знаючи, що вона може вирішити велику кількість проектів, які ви хочете робити в майбутньому. Те, що мені дратувало PIC, постійно перебирало десятки пристроїв, шукаючи той, який мав певний периферійний набір, який мені потрібен. Зараз у мене немає такої проблеми.

Для мене найважливішою вимогою було те, якщо пристрій / IDE добре підтримується на моєму ПК, який не є Windows (Linux). Виявилось, що для мене Atmel AVR мав кращу підтримку (з відкритим кодом), ніж PIC.

• AVR @ wikipedia
• Ардуїно @ wikipedia
• 8 та 32-бітний посібник з вибору у постачальника (Atmel)

Гаразд використовувати більше однієї платформи. Вибір найкращого для кожної роботи, а також наявність коду та прикладів, пов’язаних із завданням.

Більшість з них мають хороші інструменти для розробки, arduino має візуальну студію, pic має чудовий інструмент, а також інші. Отже, для мене це те, наскільки швидко і легко я можу добре виконати роботу, + скільки людей з відкритим кодом працюють на одній справі?

Мікроконтролери - це швидко мінливий світ, є багато переваг навчання на поточних мікросхемах "in", а найпопулярніший IDE - найпомітніший - отримання допомоги від громади. Як людина з PIC, я б сказав, що Aduino, мабуть, має найкращі плати IDE та розробку для новачків на даний момент, і ви можете багато додати до базової дошки aduino, не торкаючись паяльника.

Кожен, хто використовує адуїно для реального життя, може незабаром продовжити, але до цього часу ви дізнаєтесь багато основної цифрової електроніки та хороший підмножина С, щоб легко використовувати щось більш підходяще.

Оскільки хтось згадав, що ви вибираєте чіп для свого проекту, я бачив декілька проектів, що використовують чіпи ARM як прості датчики температури або AD-перетворювачі, так само, як я бачив aduinos та PIC 16, підштовхують їх до межі, щоб генерувати гру загарбників, FPGA Ви перебуваєте в прямому ефірі і добре розуміти HDL, якщо ви серйозно займаєтесь дизайном електроніки. Але, на жаль, в реальному світі не так багато проектів, де вам потрібно буде використовувати одну більшість робочих місць - це низький обсяг, швидкий дизайн та обмежена ціна. саме тут панує 8-бітний uC

Оскільки багато опублікованих відповідей орієнтовано на використання хобістів, тут подаються різні рекомендації, спрямовані лише на професійних розробників.

Мінімальні вимоги
Якщо MCU не відповідає усім цим, його не слід використовувати.

• Був у виробництві не менше 1 року.
• Кремнієві еррати доступні і були переглянуті хоча б один раз.
• Внутрішня сторожова собака.
• Внутрішнє низьковольтне / коричневе виявлення.
• Вбудована флеш-пам'ять.
• Захист ОУР.
• JTAG / SWD або якийсь одножильний інтерфейс налагодження.
• Ядро використовує 8 бітових байтів та 2 підписи доповнення.
• Зразки та дошки для оцінювання легко доступні.
• Має чуйну технічну підтримку безпосередньо від виробника.

Попереджувальні знаки - обладнання MCU
Це речі, на які не варто витрачати час у 2019 році.

• Неясні режими адресації, якими повинен керувати програміст. У тому числі використання неясних, нестандартних ключових слів для доступу до даних ROM.
• Суворі обмеження пам'яті стека або глибина стека.
• 16 біт int, що в свою чергу поставляється з усіма прихованими небезпеками цілочисельних акцій мови C.
• Не вдається виконати 16 або 32 бітну арифметику, не починаючи кипіти.
• Не потрапляє в пастку, якщо ви виконуєте код у розділах даних.
• Немає буфера сліду інструкцій
• Поставляється з екзотичними апаратними пристроями, якими ви не користуєтесь.

Попереджувальні знаки - ланцюг інструментів

• Покладається на програмні тренажери в ПК або якийсь спосіб завантажувача, замість того, щоб миготіти всім MCU і використовувати на мікросхемі виконання / налагодження.
• Не постачається з попередньо виготовленими драйверами / прикладами / бібліотеками, написаними професіоналами. Покладається на розробників, які переосмислили колесо, або на Інтернет-форумах / з відкритим кодом.
• CRT для компілятора C не відповідає переліченим тут вимогам .
• Компілятор C постачається з довгим списком стандартних функцій C, які не підтримуються.
• Компілятор C все ще не підтримує C11 (незалежно від того, чи плануєте ви його використовувати чи ні).
• IDE вказує на вас декілька дивних помилок лінкера під час першої спроби програми "привіт світ".
• Зустрічаючи багато помилок IDE або компілятора протягом перших тижнів використання.

Якщо ви збираєтеся виконати завдання загального призначення, які можуть мати аналогову та цифрову обробку, то я б віддав перевагу PSoC для його IDE, налагоджувача та великої кількості речей, які ви можете зробити з ними.

Я використовував PSoC3 в коледжі для своїх проектів, і освоїти його досить просто. Єдине, якщо вам потрібні чіпи для продуктивності, вам все одно доведеться діставати їх окремо. Він має досить хороші порти. Тож якщо ви шукаєте якісь чіпи для продуктивності разом із комплектом для розробки, краще знайдіть окремі компоненти.