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發(fā)布日期:2022-04-22 點(diǎn)擊率:61
在過去25年里,微控制器的內(nèi)部外設(shè)發(fā)生了巨大的變化。最初許多微控制器只包含RAM、ROM,也許還有基本的定時器。隨著微控制器的發(fā)展,更多的外設(shè)被基礎(chǔ)到這種單價不超過一美元的器件中。定時器/計數(shù)器、PWM和包括UART、SPI和I2C在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)串行接口常用于這些廉價的微控制器。另一個重大變化是32位CPU正在取代同一價格范圍的8位器件。
但是即便有如此豐富的特性,對于廉價微控制器而言,隨時都存在微控制器廠商不能迅速支持的項(xiàng)目專用硬件接口或新的第三方接口。往往這要求設(shè)計人員使用外部硬件或是通過位拆裂在固件中實(shí)現(xiàn)接口。位拆裂使用固件觸發(fā)IO端口,一般可用于實(shí)現(xiàn)串行接口。如果要監(jiān)測端口以解碼串行數(shù)據(jù)的時候,也可以使用這種方法。無論是使用外部硬件還是位拆裂來實(shí)現(xiàn)接口,都會產(chǎn)生額外的設(shè)計成本。雖然增加外部硬件帶來的成本是明顯的,但使用軟件實(shí)現(xiàn)串行接口可能也會要求使用速度更快因而也更加昂貴的CPU。
大多數(shù)通用微控制器今天都支持SPI、UART和I2C接口,但仍然有很多時候,某些內(nèi)部用戶可編程邏輯會非常有用。Atmel、賽普拉斯、Microchip和NXP等多家公司已經(jīng)把部分用戶可定義邏輯添加到自己的部件上,用于修復(fù)部分此類問題。這些器件主要是帶附加邏輯的微控制器。CPU仍然是主要的處理器件,附加邏輯的作用是提高CPU的工作效率。這類器件常見于成本敏感性產(chǎn)品中,但也在低級任務(wù)中用作小型協(xié)處理器,以減輕主處理器的負(fù)擔(dān),從而提升效率。
另一方面FPGA也正在朝著類似的目標(biāo)前進(jìn),雖然是從另一個方向。賽靈思和Altera多年來一直在添加軟硬核處理器以創(chuàng)建片上系統(tǒng)。FPGA方法一般成本較高,但如果項(xiàng)目需要大量定制邏輯,這就是一種高成本效益的方法。這些器件對于構(gòu)建ASIC、小批量產(chǎn)品的原型而言極具價值。這類應(yīng)用的上市時間至關(guān)重要,而較大型產(chǎn)品需要持續(xù)的硬件靈活性。
微控制器搭配邏輯與FPGA搭配CPU,這兩種器件類型都能為現(xiàn)場提供硬件靈活性。一旦基于閃存的器件成為常規(guī),現(xiàn)場升級就會成為標(biāo)準(zhǔn)。最早設(shè)計人員只能夠升級固件,但現(xiàn)在硬件(邏輯)和固件都能夠在現(xiàn)場輕松實(shí)現(xiàn)升級。從計算機(jī)鼠標(biāo)到高速網(wǎng)絡(luò)路由器等設(shè)備均能夠重新編寫設(shè)備的固件和硬件,從而進(jìn)行現(xiàn)場升級。
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