Fórum ElektroLab.eu

Prečo 32-bitové MCU nie sú vždy tou najlepšou voľbou?

Porovnávanie 8-bitových, 16-bitových a 32-bitových mikrokontrolérov
Prečo 32-bitové MCU nie sú vždy tou najlepšou voľbou?
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  285 zobrazení
1
 0
Komponenty

Typický dizajn elektronického obvodu pozostáva z pasívnych zariadení, ako sú rezistory, kondenzátory, tlmivky a aktívne zariadenia, ako sú integrované obvody (IC), diódy, tranzistory atď. Najdôležitejšou súčasťou, ktorá funguje ako mozog vášho návrhu, je však medzi nimi mikrokontrolér alebo procesor. Teraz je na trhu veľa druhov mikrokontrolérov a výber správneho mikrokontroléra pre vašu aplikáciu je často dôležitý. V tomto článku sa zameriame na rôzne veľkosti bitov dostupné v mikrokontroléri a rozoberieme rozdiel medzi 8-bitovými, 16-bitovými a 32-bitovými mikrokontrolérmi a o tom, ako zvoliť ten pravý pre váš projekt, aby ste dosiahli optimálnu cenu k výkonu. Takže bez ďalších okolkov poďme priamo do toho.

Čo je to bitová veľkosť v mikrokontroléri?

Ako všetci vieme, mikrokontrolér je špeciálny druh integrovaného obvodu, ktorý predstavuje jediný integrovaný obvod s procesorom, pamäťou a programovateľnými I / O perifériami. Môžeme naprogramovať akýkoľvek mikrokontrolér tak, aby vykonával rôzne úlohy v závislosti od našich účelov. Na výber je ale veľa rôznych zariadení, preto sme tento čip alebo integrované obvody rozdelili do rôznych kategórií na základe rýchlosti prevádzky, veľkosti bitov (8-bitová, 16-bitová a 32-bitová), pamäte (mikrokontrolér externej pamäte) , Mikrokontrolér vnútornej / vstavanej pamäte) a architektúra (RISC, CISC).

Kompromis pri výbere medzi 8-bitovými, 16-bitovými a 32-bitovými mikrokontrolérmi

Po pochopení toho, čo je mikrokontrolér, je teraz potrebné zvoliť zariadenie podľa požiadaviek vašich aplikácií. Pokúsme sa teraz pochopiť, aké vlastnosti mikrokontrolérov musíme vidieť. 8-bitové, 16-bitové a 32-bitové mikrokontroléry sa z hľadiska nákladov veľmi nelíšia, ale je možné ich odložiť na základe ich spotreby energie, času vykonania, počtu periférií, počtu I / O atď.

Základné rozdiely medzi 8-bitovými, 16-bitovými a 32-bitovými mikrokontrolérmi

V dnešnej dobe, keď hovoríme o mikrokontroléroch, prvá vec, ktorá mi napadne, je pojem 8-bitový mikrokontrolér. Spracováva s 8 bitmi dátovej zbernice, čo znamená, že tento mikrokontrolér môže presúvať 8 bitov údajov v konkrétnom časovom rámci. Potom je tu 16-bitový mikrokontrolér a ako už z názvu vyplýva, teoreticky je to dvakrát rýchlejšie ako 8-bitový radič a nakoniec sú to 32-bitové mikrokontroléry. 32-bitové mikrokontroléry môžu presunúť viac údajov v konkrétnom časovom rámci v porovnaní s 8-bitovým a 16-bitovým procesorom, pretože 32K je väčší ako 8 aj 16. Z tohto dôvodu dokáže 32-bitový mikrokontrolér zvládnuť štvornásobné množstvo údaje v porovnaní s 8-bitovými a 16-bitovými procesormi, vďaka ktorým je 32-bitový mikrokontrolér efektívnejší z hľadiska dát. Ale vďaka tomu je procesor energeticky náročnejší.

Aritmetické operácie:

Pokiaľ ide o aritmetické operácie, tieto mikrokontroléry sa navzájom líšia. Každý typ mikrokontroléra má svoj vlastný rozsah údajov. Pre 8-bitový mikrokontrolér dokáže spracovať iba 0 až 255 bitov a 16-bitový zvládne 0 až 65 535 a 32-bitový mikrokontrolér dokáže spracovať až 0 až 4,29,49,67,295. Keď sa šírka dát zväčší, aritmetické jadro mikrokontroléra umožňuje radiču vypočítať veľké množstvo údajov za okamih.

Rýchlosť časovania:

Keď hovoríme o rozdieloch medzi mikrokontrolérmi, rýchlosť spracovania údajov je veľkým faktorom, ktorý treba brať do úvahy. V mikrokontroléri sa údaje spracúvajú v konkrétnom časovom rámci a čas potrebný na spracovanie týchto údajov závisí od kryštálového oscilátora a v závislosti od typu mikrokontroléra to môžu byť interné alebo externé hodiny. 1Mhz kryštál sa rovná 10 000 000 cyklov za sekundu. Takže 1 cyklus je vykonaním 1 inštrukcie alebo spracovania údajov. 8-bitové a 16-bitové mikrokontroléry sú podporované až do 40-64Mhz kryštálu, kde 32-bitový mikrokontrolér podporuje> 100Mhz kryštál. Vďaka čomu je 32-bitový mikrokontrolér časovo efektívnejším mikrokontrolérom. Existuje však aj nevýhoda, to znamená, že vyšší taktovací čas sa rovná väčšej spotrebe energie.

Pamäť:

Rovnako ako rýchlosť časovania, aj 32-bitový mikrokontrolér je na vrchu zoznamu. Pretože všeobecne má pamäťová kapacita 32-bitového mikrokontroléra osemkrát viac pamäte ako 8-bitová a 4-krát viac ako 16-bitový mikrokontrolér.

Form Factor:

Podľa hardvérovej štrukturálnej podoby mikrokontroléra nie je pravda, že 32-bitový mikrokontrolér vždy prichádza vo väčšom púzdre (napríklad TQFP, QFP, VTLA, TFBGA). Niektoré 8-bitové alebo 16-bitové mikrokontroléry sa tiež nachádzajú v rovnakom púzdre s rovnakým počtom pinov (v takom prípade niektoré piny nie sú pripojené k mikrokontroléru).

Periférie:

Ak porovnáme 8-bitový a 16-bitový mikrokontrolér s 32-bitovým mikrokontrolérom, môžeme jasne pozorovať rozdiel. V určitom scenári, ak je potrebný ethernet, CAN, USB, Modbus a ďalšie, musíme zvoliť 32-bitový mikrokontrolér, pretože je dodávaný s týmito funkciami a vo všeobecnosti má tiež potrebnú softvérovú podporu, pretože 8-bitové alebo 16-bitové mikrokontroléry nie sú dostatočné z tohto dôvodu je potrebné pridať externe periférne integrované obvody na vyriešenie týchto problémov, ale to má vplyv na dodatočné  náklady.

Na záver môžeme povedať, že po diskusii o výhodách a nevýhodách rôznych mikrokontrolérov je teraz vaše rozhodnutie zvoliť ten správny mikrokontrolér pre váš projekt. Pri navrhu a vývoji aplikácie buďte vždy opatrní, pokiaľ ide o čas a celkové náklady. Zvážením rýchlosti dátového procesu, pamäte, využitia periférií a zložitosti návrhu DPS minimalizujete svoje rozhodnutie zvoliť pre svoj projekt správny mikrokontrolér.



Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár. Pridáte prvý? Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

Webwiki ButtonSeo servis