इलेक्ट्रॉनिक्स विकास। उंगलियों पर माइक्रोकंट्रोलर के बारे में

जब एक प्रौद्योगिकी स्टार्टअप के बारे में सोचते हैं, तो आपको इलेक्ट्रॉनिक्स में बिल्कुल भी ऐस नहीं होना चाहिए, मार्केटिंग के मूल ज्ञान के साथ एक संकीर्ण विशेषज्ञ के पास एक अच्छा विचार होने की अधिक संभावना है, लेकिन यहां तक ​​कि किसी को इसे विकसित करने का आदेश देने के लिए, आपको आधुनिक मौलिक आधार की क्षमताओं को नेविगेट करने और समाधान की कीमत पेश करने की आवश्यकता है। अन्यथा, आप असंभव की मांग कर सकते हैं, या एक पुराने तत्व आधार पर अत्यधिक लागत के साथ एक उपकरण प्राप्त कर सकते हैं।
कटौती के तहत, आधुनिक माइक्रोकंट्रोलर की क्षमताओं के बारे में संक्षेप में बताने की कोशिश की जाती है और उनसे दूर रहने वाले लोगों को। उन लोगों के लिए जिनके पास एक नए इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का विचार है, लेकिन यह पता नहीं है कि एक माइक्रोकंट्रोलर क्या है। जो लोग अपने उपकरणों को डिजाइन करने के लिए Arduino प्लेटफॉर्म के साथ मनोरंजक प्रयोगों से पहला कदम उठाना चाहते हैं, वे इसमें सरल लेकिन उपयोगी टिप्स भी पा सकते हैं। मैंने कोशिश की, तकनीकी विवरणों पर आवास नहीं, इस उद्देश्य के लिए यह पुस्तक को सार बताने के लिए पर्याप्त नहीं है और शुरुआती पर त्रुटियों को रोकने के लिए सर्किट्री पर कुछ सरल लेकिन उपयोगी सुझाव दें।

लेख का सारांश:

माइक्रोकंट्रोलर्स ने दुनिया को कैसे जीत लिया
एआरएम वास्तुकला - आज का माइक्रोकंट्रोलर मार्केट लीडर
छोटे भाइयों के साथ प्रतियोगिता
डामर बिछाने के बारे में, नींद और इसकी किस्मों के लाभ
विनिर्माण प्रौद्योगिकी के बारे में कुछ समय और कैसे माइक्रोकंट्रोलर श्रृंखला दिखाई देती है
आधा हिरन के लिए सबसे सरल एआरएम माइक्रोकंट्रोलर की परिधि
अतिरिक्त सुविधाओं को प्राप्त करने का सबसे सस्ता तरीका
और क्या कॉर्टेक्स-एम 4 में संक्रमण को जोड़ देगा, कीमत के अलावा एक-दो गुना बढ़ गया?
कोर्टेक्स-एम 7 - जब आप अधिक चाहते हैं ...

कोड सुरक्षा, उन्नयनशीलता और विविधता ने माइक्रोकंट्रोलर्स को दुनिया को जीतने में मदद की है

किसी भी स्मार्ट डिवाइस को नियंत्रण की आवश्यकता होती है। ज्यादातर मामलों में, माइक्रोकंट्रोलर आज यह कर रहे हैं - चिप्स जो एक माइक्रोप्रोसेसर कोर, मेमोरी और परिधीय मॉड्यूल को जोड़ते हैं जो डिवाइस के बाहरी घटकों और बाहरी दुनिया के साथ संचार के लिए जिम्मेदार हैं।

माइक्रोकंट्रोलर सभी ट्रेडों के जैक हैं। एक माइक्रोकंट्रोलर दर्जनों विशेष माइक्रोकिरेट्स की जगह लेने में सक्षम है जो आवश्यक कार्य करने के लिए आवश्यक होगा यदि माइक्रोप्रोसेसर कैलकुलेटर की भूमिका निभाएगा।

माइक्रोकंट्रोलर के निर्विवाद फायदे में से एक यह है कि जिस कार्यक्रम के तहत वह चलता है वह उसके मामले के अंदर छिपा हुआ है (जिसे "प्रोग्राम मेमोरी" कहा जाता है) और हैकिंग से बहुत अच्छी तरह से सुरक्षित है, निश्चित रूप से, अगर माइक्रोकोड डेवलपर ने अंतर्निहित तंत्र को सक्रिय करके इस पर ध्यान दिया है सुरक्षा। इस प्रकार, आपको आज यथासंभव बौद्धिक संपदा का संरक्षण प्राप्त है।

जिसे हैक नहीं किया जा सकता उसकी नकल की जा सकती है। महंगे, सरल उपकरणों का उपयोग करके कार्यक्रम के माइक्रोकंट्रोलर में एम्बेडेड कोड को पढ़ने की कोशिश क्यों करें, अगर यह एक पेशेवर खोजने के लिए आसान और सस्ता है जो इसे फिर से लिख सकता है? शायद परिणाम भी बेहतर होगा, और कार्यक्षमता प्रोटोटाइप की तुलना में समृद्ध है। हां, इसमें पैसा खर्च होता है, लेकिन आज के माइक्रोकंट्रोलर की फ्लैश मेमोरी की सामग्री इतनी अच्छी तरह से संरक्षित है कि "हैकिंग" को असभ्य करने का प्रयास और भी अधिक खर्च होगा। इसके अलावा, बौद्धिक संपदा की समस्या हल हो रही है, और आप कार्यक्रम के स्रोत कोड के साथ, इस उपकरण को विकसित करने और सुधारने का अवसर प्राप्त करते हैं।

प्रोग्राम मेमोरी, आधुनिक यूनिवर्सल माइक्रोकंट्रोलर में, फिर से लिखने योग्य है, और पुनर्लेखन प्रक्रिया को दस हजार से अधिक बार दोहराया जा सकता है। यह इस तथ्य का उपयोग करता है कि सॉफ़्टवेयर को अपडेट करने के लिए इसमें मिली त्रुटियों को समाप्त करने या पहले से काम कर रहे डिवाइस के कार्यों का विस्तार करने के लिए। यह लागू करने के लिए काफी सरल है - प्रोग्राम में "बूटलोडर" नामक एक विशेष खंड को जोड़कर, आपको अपने डिवाइस के सॉफ़्टवेयर को विभिन्न तरीकों से अपडेट करने का अवसर मिलता है: सेवा बिंदु पर (यदि डिवाइस में विशेष कनेक्टर छिपा है), तो इसे कनेक्ट करना USB के माध्यम से कंप्यूटर, एक नेटवर्क या एक वायरलेस इंटरफ़ेस के माध्यम से। मुख्य बात यह है कि इसके लिए आवश्यक बाह्य उपकरणों के साथ डिवाइस प्रदान करना है। सॉफ़्टवेयर को अपडेट करने की क्षमता प्रदान करते हुए, आपको हमेशा सुरक्षा के बारे में सोचना चाहिए, यदि यह प्रक्रिया पर्याप्त रूप से संरक्षित नहीं है, तो न केवल हमलावर आपके कोड को चुरा सकते हैं, वे इसे संशोधित कर सकते हैं और इसे अपने स्वयं के प्रयोजनों के लिए उपयोग कर सकते हैं , जो कपटी है । उदाहरण के लिए, अपने "स्मार्ट होम" की चीजों पर नियंत्रण रखें या घर पर आपके द्वारा स्थापित WEB कैमरे की मदद से जासूसी करें।

एआरएम वास्तुकला - आज का माइक्रोकंट्रोलर मार्केट लीडर

राजा मटर के समय से, माइक्रोकंट्रोलर आमतौर पर उस डेटा की क्षमता के अनुसार विभाजित होते हैं जिस पर वे संचालन करते हैं। अधिकांश मामलों में, आज, नए विकास में, एआरएम कोर के साथ 32-बिट माइक्रोकंट्रोलर चुनने के लायक है। भारी संख्या में संशोधन हुए हैं और आप हमेशा उस उदाहरण को चुन सकते हैं जो आपकी समस्या को हल करने के लिए सबसे उपयुक्त है। कार्यों और प्रदर्शन के सेट के आधार पर, एक चिप की कीमत दसियों सेंट से लेकर दसियों डॉलर तक हो सकती है।
माइक्रोकंट्रोलर (MCU), कंप्यूटिंग कोर की वास्तुकला के आधार पर, आमतौर पर बड़े परिवारों में विभाजित होते हैं। आज, छोटे और मध्यम जटिलता के उपकरणों के विकास के लिए, कॉर्टेक्स-एम 0 से कॉर्टेक्स-एम 7 तक कोर के साथ सबसे लोकप्रिय माइक्रोकंट्रोलर हैं। बड़ी संख्या, कंप्यूटिंग (और न केवल) क्षमताओं, कीमत और अधिकतम बिजली की खपत। वास्तुकला की उत्तराधिकार ने एआरएम की लोकप्रियता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। एक डेवलपर न्यूनतम लागत के साथ अपने पिछले विकास के कार्यक्रम कोड को संशोधित कर सकता है, एक निर्माता के माइक्रोकंट्रोलर से दूसरे के चिप्स पर जा रहा है और विभिन्न प्रदर्शन के साथ कोर के बीच पलायन कर रहा है।

छोटे भाइयों के साथ प्रतियोगिता

हालाँकि, ARMs को चलाने की जरूरत नहीं थी। मुझे अच्छी तरह से उस समय की याद है जब 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर पूर्ण बाजार के नेता थे और उनके पदों से, 16-बिट सहयोगियों ने उन्हें असफल रूप से धकेलने की कोशिश की, लेकिन, विडंबना यह है कि केवल 32-बिट बड़े भाई ऐसा करने में कामयाब रहे। ऐसा हुआ कि उनकी उपस्थिति के समय तक, चिप निर्माण प्रौद्योगिकियों ने बड़ी मात्रा में फ्लैश मेमोरी को एकीकृत करने की लागत को बहुत कम कर दिया। इस अवसर को लेते हुए, प्रोग्रामर असेंबलर से उच्च स्तर की भाषा - C पर स्विच करने लगे, जिसकी संरचना पूरी तरह से 32-बिट आर्किटेक्चर पर रखी गई थी। नतीजतन, 32-बिट माइक्रोकंट्रोलर्स ने अपने 8 और 16 बिट सहयोगियों की तुलना में बहुत तेजी से गणना की, लेकिन एक समस्या थी - उनके पास वर्तमान खपत अधिक थी।

इसलिए, सबसे पहले, वे उन मामलों में उपयोग किए गए थे जहां अधिक कम्प्यूटेशनल प्रदर्शन की आवश्यकता थी।

यह ज्ञात है कि माइक्रोकंट्रोलर के कंप्यूटिंग कोर की औसत वर्तमान खपत इसकी घड़ी आवृत्ति में वृद्धि के साथ काफी बढ़ जाती है। सबसे पहले, माइक्रोकंट्रोलर्स के 8-बिट मॉडल में समान आवृत्ति पर काफी कम खपत होती थी, और इसके अलावा, कम क्लॉक आवृत्ति से 32 kHz तक काम करने में सक्षम थे।

माइक्रोकंट्रोलर्स की बिजली की खपत कोर और बाह्य उपकरणों की घड़ी आवृत्ति पर निर्भर करती है, इसे विनियमित करने के लिए, वे PLL- आधारित घड़ी आवृत्ति उत्पादक इकाई का उपयोग करना शुरू कर दिया, व्यापक रूप से रेडियो प्रसारण उपकरणों में उपयोग किया जाता है। यह मास्टर क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र को बदलने के बिना घड़ी की आवृत्ति को व्यापक रूप से भिन्न करना संभव बनाता है। परिधीय मॉड्यूल में कंप्यूटिंग कोर के समान घड़ी की आवृत्ति नहीं होती है। उनकी बिजली की खपत को कम करने के लिए, आवृत्ति को प्रोग्राम-नियंत्रित विभाजन अनुपात वाले डिवाइडर के माध्यम से उन्हें खिलाया जाना शुरू हुआ। अप्रयुक्त मॉड्यूल को निष्क्रिय करने की क्षमता का परिचय दिया। इन उपायों ने बिजली की खपत को बहुत कम कर दिया, लेकिन यह अभी भी 8 बिट्स की तुलना में काफी अधिक है।

थोड़े समय के लिए, समता विकसित हुई - 32-बिट MCUs ने टॉप-एंड अनुप्रयोगों के शीर्ष पर कब्जा कर लिया, और 8-बिट वालों ने आत्मविश्वास से उपकरणों में पदों को रखा, जिसके लिए कम बिजली की खपत महत्वपूर्ण थी। यह तब तक कायम रहा जब तक 32 बिट MCU ऑपरेशन के "पल्स" मोड में पूरी तरह से महारत हासिल नहीं कर लेता।

8-बिटर्स, तब तक, यह भी सीखा कि यह कैसे करना है, लेकिन, खराब प्रदर्शन के कारण, उन्हें अधिक जागृत रहना पड़ा और, परिणामस्वरूप, वे ऊर्जा की खपत में खोने लगे, विशेष रूप से गणना की आवश्यकता वाले कार्यों में, नीचे चित्र के रूप में।

डामर बिछाने के बारे में, नींद और इसकी किस्मों के लाभ

इसलिए, माइक्रोकंट्रोलर्स ने इतनी अच्छी तरह से विश्वास करना सीखा कि वे अपना काम बहुत तेज़ी से करने लगे और ज्यादातर समय उन्हें "हिरन को पीटने" के लिए मजबूर किया गया, जिससे बेकार चक्रों को करने के लिए ऊर्जा भस्म हो गई। स्व-चालित उपकरणों पर, यह एक चार्ज पर बैटरी जीवन या बैटरी जीवन को बहुत कम कर देता है।

निर्माण श्रमिकों को डामर बिछाते हुए देखें। जब एक ट्रक डामर के एक नए हिस्से के साथ आता है, और बिछाने के बाद धीमा हो जाता है, तो वे अपने काम को तेज करते हैं। इसलिए माइक्रोकंट्रोलर कोर घड़ी की आवृत्ति को बढ़ा और घटा सकते हैं। हालांकि, श्रमिकों के लिए यह उनके लिए इतना आसान नहीं है - संपूर्ण आंतरिक परिधि के संचालन की आवृत्ति भी एक ही समय में बदल जाएगी, इसलिए, इसके संवेदनशील हिस्सों को फिर से संगठित करना होगा।
यह आसान नहीं है, कुछ नींद पाने के लिए सभी काम जल्दी से कर रहे हैं। अक्सर, हाँ। इसके अलावा, माइक्रोकंट्रोलर की नींद के प्रकार मनुष्यों की तुलना में बहुत अधिक नाटकीय रूप से भिन्न होते हैं।

आप बस एक झपकी ले सकते हैं। इस मामले में, हमारी चिप हमेशा तैयार रहती है और जैसे ही टाइमर अलार्म बजता है या बाहरी बाधा से परेशान होता है, यह लगभग तुरंत उठता है। झपकी के दौरान एक व्यक्ति तनाव को दूर कर सकता है, लेकिन वास्तव में पर्याप्त नींद नहीं आती है जब आप लगातार खींचे जाते हैं, इसलिए माइक्रोकंट्रोलर इस ऊर्जा की खपत को इस मोड में "केवल" हर 10 बार कम कर सकता है, इस मोड को स्लीप कहा जाता है।

अच्छी तरह से सोने का सबसे अच्छा तरीका है कि आप अनड्रेस करें, बिस्तर पर जाएं, खिड़की के पर्दे बंद करें और अलार्म चालू करें। हालांकि, इस तरह के सपने के बाद, आप तुरंत काम में नहीं आएंगे। आपको कम से कम ठंडे पानी से कुल्ला करना होगा और कपड़े पहनना होगा। माइक्रोकंट्रोलर में यह मोड भी होता है, जब यह बाहरी उत्तेजनाओं की संख्या को सीमित करता है और मुख्य घड़ी जनरेटर को बंद कर देता है। यह STOP मोड है। यह खपत को 1000 गुना कम कर सकता है, लेकिन इससे बाहर निकलने में महत्वपूर्ण समय लगेगा।

अब, कल्पना कीजिए कि सोने से पहले आपने नींद की गोलियों की एक उचित खुराक पी ली, अलार्म और टेलीफोन बंद कर दिया, और सभी खिड़कियां और दरवाजे बंद कर दिए। यह STAND BY मोड होगा। माइक्रोकंट्रोलर को केवल विशेष निष्कर्षों की मदद से इस मोड से हटाया जा सकता है, और इस तरह के एक सपने से पहले उसने जो कुछ भी किया था, उसकी अधिकांश स्मृति हमेशा के लिए खो जाएगी, आपको फिर से काम शुरू करना होगा। लेकिन इस विधा में होने के नाते, MCU एक और आधा खपत करता है।

उत्तरार्द्ध, एक बहुत ही विदेशी मोड, पहले से ही किसी को याद दिलाता है जिसे विशेष उपकरण के बिना नहीं छोड़ा जा सकता है। इस मामले में, केवल एक विशेष जनरेटर काम करता है , हालांकि, जो एक अलग घड़ी क्वार्ट्ज पर माइक्रोकंट्रोलर का हिस्सा है , जो अपने स्वयं के बिजली स्रोत से काम कर सकता है और शाब्दिक रूप से रैम के कुछ बाइट्स है, जिसका उद्देश्य यह है कि यह किस राज्य से माइक्रोकंट्रोलर को याद दिलाना है। यदि एक ही समय में, माइक्रोकंट्रोलर के शेष हिस्सों को बिजली की आपूर्ति से काट दिया जाता है, तो बिजली की खपत पहले से ही सक्रिय मोड का एक दस हजारवां हिस्सा हो सकती है।

पावर सेविंग मोड चुनते समय, आपको एप्लिकेशन के परिणामों को याद रखना होगा :

• सपना जितना गहरा होगा, उतना ही लंबा जागरण
• सपने को गहरा करने के लिए, माइक्रोकंट्रोलर को बाहर निकालने के कम तरीके
• गहरी नींद, कम जानकारी माइक्रोकंट्रोलर की पिछली स्थिति के बारे में बनी हुई है
• न्यूनतम घोषित मूल्यों को प्राप्त करने के लिए, कई तरीकों में अतिरिक्त उपाय करना आवश्यक है, उदाहरण के लिए - बाह्य उपकरणों को डिस्कनेक्ट करना
• एक पूरे के रूप में डिवाइस की बिजली की खपत को कम करने के लिए, पूरे डिवाइस के सर्किट्री को सही ढंग से डिजाइन करना आवश्यक है
• एक पूरे के रूप में डिवाइस की बिजली की खपत को कम करने के लिए, आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि अन्य घटकों और सर्किटों में भी निष्क्रिय मोड में माइक्रोप्रोवर है। एक माइक्रोएम्पियर के नीचे माइक्रोकंट्रोलर खपत को कम करने के लिए भारी प्रयास करना मूर्खतापूर्ण है और एक ही समय में, डिवाइस में 100 माइक्रोएम्पर्स के स्वयं-उपभोग वर्तमान के साथ एक सस्ते स्टेबलाइजर का उपयोग करें, लेकिन यह बहुत आम है
• गहरी नींद मोड के सफल उपयोग के लिए, न केवल कार्यक्रम, बल्कि सर्किटरी को भी सावधानी से सोचा जाना चाहिए, अन्यथा, बचत के बजाय, आप बहुत गंभीर समस्याएं प्राप्त कर सकते हैं - शायद ही कभी हो रहा है, लेकिन "मृत" डिवाइस एक अकथनीय कारण के लिए जमा देता है, या बहुत बार जागता है और जैसे, परिणाम, खपत अपेक्षा से अधिक परिमाण के आदेश हैं

यदि आपके प्रोग्रामर ने सर्किट इंजीनियर के साथ पहली बार वक्रता के लिए एक-दूसरे को दोषी ठहराया है और, साथ में, माइक्रोकंट्रोलर पर डेटाशीट्स में अवास्तविक संख्याओं को प्रकाशित करने के लिए निर्माता है, और आपका डिवाइस बैटरी को आपकी अपेक्षा के अनुसार परिमाण का क्रम लगा रहा है, तो यह कम से कम स्वतंत्र होने का एक कारण है उच्च योग्य विशेषज्ञ।

विनिर्माण प्रौद्योगिकी के बारे में कुछ समय और कैसे माइक्रोकंट्रोलर श्रृंखला दिखाई देती है

माइक्रोकंट्रोलर का शारीरिक रूप से सक्रिय हिस्सा, अन्य माइक्रोक्रिस्केट्स के विशाल बहुमत की तरह, आमतौर पर एक मोनोसिलिकॉन वेफर पर बनाया जाता है (चलो इसे इस संदर्भ में, एक चिप कहते हैं)। चिप्स एक बहुत छोटे क्षेत्र पर कब्जा कर लेते हैं, लेकिन बड़े व्यास के प्लेटों का उत्पादन करने के लिए यह तकनीकी रूप से लाभदायक है, इसलिए, आमतौर पर छत्ते की तरह बड़ी संख्या में चिप्स एक बड़ी प्लेट पर रखे जाते हैं और एक तकनीकी प्रक्रिया के दौरान बनते हैं। बाद में, प्लेटों को टुकड़ों में काट दिया जाता है, व्यक्तिगत चिप्स प्राप्त करते हैं, जो मामले में रखे जाते हैं। एक नई चिप की तकनीकी प्रक्रियाओं का टोपोलॉजी विकास और डिबगिंग बहुत महंगा है, और एक प्लेट पर एक चिप द्वारा कब्जा कर लिया गया स्थान आमतौर पर बड़ा होता है। निर्माताओं के लिए बड़े बैचों में चिप्स का उत्पादन करना लाभदायक है, लेकिन उपयोगकर्ताओं को अलग-अलग मामलों में माइक्रोकंट्रोलर्स की आवश्यकता होती है - किसी के लिए एक छोटा और सस्ता मामला प्राप्त करना महत्वपूर्ण है, दूसरी ओर, समानांतर इंटरफ़ेस के साथ एलसीडी या बाहरी मेमोरी को नियंत्रित करने के लिए अधिक आउटपुट की आवश्यकता होती है। यह निर्माताओं के लिए सभी निशानों को कवर करने के लिए लाभदायक है, ताकि ग्राहक उस मॉडल को खोजने के बिना प्रतियोगियों पर न चलें जो अपने लिए इष्टतम है।

एक सार्वभौमिक चिप के एक बड़े बैच को जारी करना और एक दर्जन अलग-अलग लॉन्च करने की तुलना में इसे अलग-अलग मामलों में रखना अधिक लाभदायक है। छोटी संख्या में पिन के साथ मामलों में रखे गए चिप्स के लिए, कुछ बंदरगाहों (इस संदर्भ में, बंदरगाहों से हमारा मतलब है कि चिप की सतह पर संपर्क पैड जो बाहरी दुनिया के साथ संवाद करने की सेवा करते हैं) बस असंबद्ध रहते हैं। अक्सर निर्माता आगे बढ़ते हैं - बड़ी संख्या में पैरों के साथ माइक्रोकंट्रोलर्स की मांग और कीमत बढ़ाने के लिए, वे कृत्रिम रूप से उन लोगों की कार्यक्षमता में कटौती करते हैं - कुछ कार्यों को अक्षम करते हैं, उपलब्ध स्मृति की मात्रा को सीमित करते हैं, आदि।

इसलिए एक चिप के आधार पर वे माइक्रोकंट्रोलर्स की एक श्रृंखला बनाते हैं जो कि मेमोरी के आकार और परिधीय मॉड्यूल के एक सेट में कभी-कभी अलग-अलग होते हैं, कभी-कभी कीमत में। इसी समय, उनमें स्थापित चिप्स को एक ही प्लेट से काटा जा सकता है। चूंकि जिस क्षेत्र पर एक चिप स्थित है वह छोटा है, अंतिम उत्पाद की लागत में इसका योगदान भी छोटा है और इसकी बलि दी जा सकती है। यह अतिरिक्त स्मृति और अन्य कार्यों को अक्षम करने के लिए फायदेमंद हो जाता है, उदाहरण के लिए, परीक्षण चरण में - या तो एक बार प्रोग्राम योग्य कॉन्फ़िगरेशन बिट्स की मदद से, या लेजर के साथ जंपर्स को जलाने से। केवल सबसे बड़े उत्पादों के लिए इसके लिए थोड़ा संशोधित फोटो टेम्पलेट बनाने के लिए समझ में आता है। इसके अलावा, यह आवश्यक नहीं है कि शारीरिक रूप से अनुपस्थित अप्रयुक्त मेमोरी होगी, यह, फिर से, टेम्पलेट में जंपर्स को हटाकर बस बंद किया जा सकता है।


तो एक मानक चिप डिजाइन से माइक्रोकिरिस्क की एक पूरी श्रृंखला बनती है।

आधा हिरन के लिए सबसे सरल एआरएम माइक्रोकंट्रोलर की परिधि

प्रोसेसर कोर मस्तिष्क है, लेकिन इसके लिए "वैक्यूम में गोलाकार घोड़े" की तरह नहीं होना चाहिए, इंद्रियों और अंगों के एनालॉग्स की आवश्यकता होती है।

माइक्रोकंट्रोलर में, उनकी भूमिका मामले पर निष्कर्ष द्वारा निभाई जाती है, जिससे चिप के पोर्ट (पैड) को केस के अंदर जोड़ा जा सकता है। बदले में, आंतरिक स्विच के माध्यम से, विभिन्न परिधीय मॉड्यूल एक ही बंदरगाह से जुड़े हो सकते हैं।
शुरू करने के लिए, Cortex-M0 कोर - stm32F03 पर आधारित ST से सबसे सरल श्रृंखला में से एक की परिधि पर विचार करें।



इस श्रृंखला के लिए, हमारे पास बुनियादी कार्यों के निम्नलिखित सेट हैं:
रियल-टाइम क्लॉक (रियल टाइम क्लॉक या आरटीसी) , जिसे एक अलग आउटपुट द्वारा संचालित किया जा सकता है और एक अलग लो-फ्रीक्वेंसी रेज़ोनेटर से संचालित किया जा सकता है। यह मॉड्यूल बहुत कम ऊर्जा की खपत करता है, बिजली की विफलता की स्थिति में, यह चार्ज किए गए संधारित्र पर घंटों तक काम कर सकता है, या डिवाइस में निर्मित एक छोटी बैटरी पर वर्षों तक काम कर सकता है। इसके अलावा, यह एक अलार्म घड़ी के रूप में काम कर सकता है, पूर्व निर्धारित समय पर भी गहरी नींद की स्थिति से माइक्रोकंट्रोलर को हटा सकता है।

वॉचडॉग एक गार्ड डॉग है जो माइक्रोकंट्रोलर को हमेशा के लिए सो जाने से रोकता है, उदाहरण के लिए, एक अंतहीन चक्र में गिरता है या एक बिना पते के पते पर जाता है। इसका कार्य सिद्धांत सरल है। “” , , . , , , . , WatchDog , - . , WatchDog .

- (General Purpose Input-Output GPIO) — , . , .

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3 12 3/4096=0.00073 — .

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डीएपी या डीएमए मेमोरी के लिए एक सीधी पहुंच प्रणाली एक और महत्वपूर्ण बात है। यह मॉड्यूल आपको परिधि से मेमोरी या इसके विपरीत डेटा भेजने की अनुमति देता है।

उदाहरण के लिए, इसकी मदद से आप एडीसी से आने वाले डेटा को स्टोर करने के लिए मेमोरी का एक टुकड़ा आवंटित कर सकते हैं और इससे एक परिपत्र बफर बना सकते हैं। अगला, एडीसी नियमित अंतराल पर डेटा रीडिंग मोड में शुरू होता है। डीएमए तंत्र का उपयोग करते हुए, कर्नेल की भागीदारी के बिना, स्वतंत्र रूप से बाइट, बाइट द्वारा पढ़े गए डेटा को एक समर्पित बफर में रखा जाएगा। जब बफर पूरी तरह से भर जाता है, तो कर्नेल को एक संकेत प्राप्त होगा और उन्हें प्रोग्रामेटिक रूप से संसाधित करना शुरू कर देगा, और डीएमए सिस्टम शुरुआत से बूट प्रक्रिया शुरू कर देगा। चूंकि डीएमए में कई चैनल हैं, कोई भी बफर से डेटा के USART में हमारे मामले के स्वचालित उत्पादन के लिए लागू करने के लिए परेशान नहीं करता है। नतीजतन, हमें एडीसी से यूएसएआरटी तक रीड को स्थानांतरित करने की प्रक्रिया मिलती है जो कर्नेल का उपयोग किए बिना काम करती है, और डीएमए कॉन्फ़िगरेशन पर प्रोग्रामर के साधारण काम को हैंडसम रूप से भुगतान नहीं करेगा।

पीडब्लूएम या पीडब्लूएम पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेशन मॉड्यूल , लेख की सीमाओं के कारण, हम इस पर विस्तार से ध्यान नहीं देंगे, मैं केवल यह ध्यान देता हूं कि यह एक अत्यंत उपयोगी और व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला फ़ंक्शन है जिसके साथ एल ई डी, इंजन की गति, स्टीयरिंग मशीन, डिज़ाइन इंटेलिजेंट डीसी की चमक को नियंत्रित करना संभव है -डीसी कन्वर्टर्स और यहां तक ​​कि ध्वनि संश्लेषण।

30 सेंट जोड़कर मुझे क्या मिल सकता है?

Cortex-M0 + पर स्विच करना। अतिरिक्त सुविधाओं को प्राप्त करने का सबसे सस्ता तरीका

और क्या अतिरिक्त बन्स नवीनतम श्रृंखला के माइक्रोकंट्रोलर कोर के साथ कॉर्टेक्स-एम0 + की तुलना में थोड़ा अधिक आधुनिक पेशकश करते हैं, शरीर और आउटपुट की संख्या के संदर्भ में उपरोक्त श्रृंखला के एनालॉग्स की तुलना में 20-50 सेंट की लागत से अधिक महंगा है?

श्रृंखला के बीच अंतर की तालिका

• अधिकतम घड़ी आवृत्ति दोगुनी
• 2 से 1.7 वोल्ट की न्यूनतम आपूर्ति वोल्टेज ड्रॉप
• एडीसी ढाई गुना तेजी से काम करने में सक्षम है
• 12-बिट डिजिटल-टू-एनालॉग कनवर्टर के दो चैनल दिखाई दिए। यह एक अत्यंत उपयोगी कार्य है, जिसकी सहायता से टर्मिनलों पर दिए गए वोल्टेज का संकेत 1 mV से बेहतर सटीकता के साथ बनाना संभव है, उदाहरण के लिए, ऑडियो फ़्रीक्वेंसी रेंज में मनमाना तरंग
• तुलनित्र दिखाई दिए - दो एनालॉग संकेतों के मूल्यों की तुलना करने के लिए उपकरण, यह कहना उपयोगी हो सकता है जब अतिवृष्टि के क्षण का निर्धारण करना
• USB इंटरफ़ेस जोड़ा गया जिसके माध्यम से आप उपकरणों को कंप्यूटर से जोड़ सकते हैं। विशेष रूप से रुचि यूएसबी टाइप 3-सी संगत इंटरफेस को लागू करने के लिए बिजली प्रबंधन विकल्पों की उपलब्धता है। मैंने उसके बारे में Habré के अपने एक लेख में बात की थी
• 256-बिट एन्क्रिप्शन / डिक्रिप्शन प्रक्रियाओं के लिए एईएस त्वरक दिखाई दिया
• UART को नींद प्रोटोकॉल और हार्डवेयर प्रोटोकॉल के लिए लिन प्रोटोकॉल (एक साधारण नेटवर्क, व्यापक रूप से मोटर वाहन उद्योग में उपयोग किया जाता है), IRDA (इंफ्रारेड एलइडी के माध्यम से डेटा ट्रांसफर प्रोटोकॉल, टेलिविज़न रिमूव्स याद है), सिमकार्ड के लिए काम करने का अवसर मिला।
• विस्तारित टाइमर और PWM मॉड्यूल
• ऑपरेशन की तापमान सीमा की ऊपरी सीमा 125 डिग्री तक पहुंच गई
• बिजली की समस्याओं के मामले में पुनरारंभ मोड के विस्तार के कारण विश्वसनीयता बढ़ी
• एक "ईमानदार" हार्डवेयर यादृच्छिक मूल्य जनरेटर जोड़ा गया - क्रिप्टोग्राफी में एक उपयोगी विशेषता

खैर, कई अनुप्रयोगों के लिए, कीमत का एक महत्वहीन जोड़ पूरी तरह से खुद के लिए भुगतान करता है, क्योंकि आप उच्च मॉडल श्रृंखला के अधिक महंगी माइक्रोकंट्रोलर पर स्विच करने से इनकार कर सकते हैं।

और क्या कॉर्टेक्स-एम 4 में संक्रमण को जोड़ देगा, कीमत के अलावा एक-दो गुना बढ़ गया?

• अधिकतम घड़ी आवृत्ति 80 मेगाहर्ट्ज तक बढ़ जाती है
• एक ब्लॉक फ्लोटिंग पॉइंट गणनाओं को गति देने के लिए दिखाई दिया
• बेशक, अधिकतम आंतरिक मेमोरी बढ़ गई है
• बाहरी स्थिर मेमोरी के साथ काम करने वाले 100 पैर या अधिक समर्थन वाले मॉडल
• USB ने HOST मोड में काम करना सीखा
• कर सकते हैं इंटरफ़ेस नियंत्रक दिखाई दिया। यह अत्यधिक विश्वसनीय अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया एक बहुत आशाजनक इंटरफ़ेस है। उन्होंने मोटर वाहन उद्योग के साथ अपना विजयी मार्च शुरू किया और लगभग 20 वर्षों से अत्यंत रूढ़िवादी औद्योगिक स्वचालन उद्योग में लंबे समय से अप्रचलित RS-485 के साथ एक लंबी लड़ाई लड़ रहे हैं।
• एसडीकार्ड को जोड़ने के लिए एक इंटरफ़ेस दिखाई दिया है। एक बहुत ही उपयोगी सुविधा - अपने डिवाइस में 50 सेंट के लिए एक धारक जोड़ें और आकार में दस गीगाबाइट का एक हटाने योग्य भंडारण माध्यम प्राप्त करें! अधिकांश कार्ड सामान्य SPI पर काम करने का प्रबंधन करते हैं, लेकिन बहुत धीमा
• उन्होंने कई प्रकार के ऑपरेटिंग मोड के साथ एक अंतर्निहित ऑपरेशनल एम्पलीफायर को जोड़ा। इस और पिछले कार्यों के लिए धन्यवाद, एक वायरलेस स्टेथोस्कोप की मेरी आखिरी परियोजना के लिए, मुझे M0 + के बजाय M4 पर पसंद को रोकना पड़ा। नतीजतन, एमईएमएस माइक्रोफोन से सिग्नल प्रवर्धन को नियंत्रित करना और एसडी कार्ड पर दिल के काम की ऑडियो रिकॉर्डिंग के दसियों घंटे बचाना संभव हो गया।
• क्रिप्टो मॉड्यूल ने हार्डवेयर में एचएएसएच कार्यों को पढ़ने का तरीका सीखा।
• स्पर्श अनुप्रयोगों के नियंत्रक में सुधार हुआ है और अब न केवल बटन का समर्थन करता है, बल्कि तत्वों को भी स्क्रॉल करता है

कोर्टेक्स-एम 7 - जब आप अधिक चाहते हैं ...

परियोजनाओं की भारी संख्या में, उपरोक्त गुठली द्वारा प्रदान की गई क्षमताएं पर्याप्त हैं, लेकिन अपवाद भी होते हैं। व्यक्तिगत रूप से, यह मेरे लिए केवल दो बार हुआ, और केवल एक बार वास्तव में अच्छे कारण के लिए - इसमें एएसआईसी, एक ईथरनेट कंट्रोलर और एक कैन-एफडी बस के लिए बढ़ी हुई विनिमय दर के साथ डेटा तैयार करने के लिए उच्च प्रदर्शन की आवश्यकता थी।

यदि कॉर्टेक्स 4 कोर और लोअर के साथ यूनिवर्सल माइक्रोकंट्रोलर्स के स्तर पर, मेरे व्यक्तिपरक राय में, एसटी अब कीमत / कार्यक्षमता के मामले में अग्रणी है, तो उच्च-प्रदर्शन वाले चिप्स के क्षेत्र में यह एटीएमईएल, या बल्कि, माइक्रोचिप से हीन है, जिसने हाल ही में इसे अवशोषित किया है। इसलिए, मैंने $ 6 से शुरू होकर एटीएसएएमवी 71 श्रृंखला के लिए चुना।

उपरोक्त (ईथरनेट कंट्रोलर और कैन-एफडी बस) के अलावा, बड़े और, हम ऑपरेशन के त्वरक के साथ एक कर्नेल प्राप्त करते हैं जो उत्पादकता बढ़ाता है, 300 मेगाहर्ट्ज तक की घड़ी की आवृत्ति पर काम कर रहा है, एक वीडियो मैट्रिक्स को जोड़ने के लिए इंटरफेस और गतिशील मेमोरी का समर्थन करता है।

अंत में, मैं उन लोगों से पूछूंगा जिनके पास माइक्रोकंट्रोलर्स के साथ संवाद करने का अनुभव है, मैं आपसे सवाल का उचित जवाब चुनने के लिए कहूंगा।