我正在与一个小组一起从事一个项目,我负责该项目的数字部分,因此我将编写代码。从模拟到数字,我必须选择一个微控制器。
我看着TI微控制器,发现它们有很多。他们有:
斯特拉里斯
大力神
MSP430系列
清单还在继续..
我的问题:
一个使用哪个微控制器,为什么?
在什么情况下应该使用微控制器X而不是Y?
为什么会有这么多不同的微控制器?
我正在与一个小组一起从事一个项目,我负责该项目的数字部分,因此我将编写代码。从模拟到数字,我必须选择一个微控制器。
我看着TI微控制器,发现它们有很多。他们有:
斯特拉里斯
大力神
MSP430系列
清单还在继续..
我的问题:
一个使用哪个微控制器,为什么?
在什么情况下应该使用微控制器X而不是Y?
为什么会有这么多不同的微控制器?
Answers:
我是TI员工,在MCU开发小组工作,但这不是TI的正式声明。特别是,这不是有关路线图或优先事项的官方声明。另外,我也不从事市场营销,因此,如果我与我们的任何营销材料相抵触,那么它们是对的,我是错的。:-)
MD的答案是正确的,但我认为更多细节会有所帮助。TI针对具有不同要求的不同应用程序。当您在争夺MCU插槽时(这个行业有很多竞争),功能和价格都至关重要。成本差异百分之十可以赢得或失去套接字。成本的主要驱动因素之一是芯片尺寸-芯片上有多少东西。因此,有意义的是拥有不同的产品线,以及这些产品线中的不同系列。产品线的主要区别在于外围设备的类型和体系结构,而产品线中的系列产品的主要区别在于成本和功能集。
以下是有关产品线的一些详细信息:
如您所见,这些产品线针对的是非常不同的应用程序,它们的需求也非常不同。将300 MHz Hercules芯片放入电池供电的设备将是一场灾难,但是将MSP430放入安全气囊也是如此。身体大小也很重要。337针的BGA封装很难安装在一个微小的传感器中,但是对于一件工业设备而言却毫无用处。
在产品线中,有多个系列。C2000 Delfino设备速度更快,具有更多外围设备并且其封装上具有更多引脚。它们的价格也(至少)是Piccolo设备的两倍。您需要哪一个?这取决于您的应用程序。MSP430的某些产品可以平衡功耗和性能,而另一些产品则仅专注于低功耗。(该单电池MCU在4 MHz和2 kB RAM时达到最大值。)
每个家庭中都有许多产品,因为新产品一直在开发。晶体管变得更小/更便宜,所以更多的东西可以放在芯片上。今天的中档MCU会在十年前成为超高端产品。通常,每种产品都针对一些特定的应用程序,并在可能的情况下支持其他应用程序。
最后,每种产品都有多种变体(也就是零件号中的最后一位)。这些通常具有不同的内存量,并且(可能)在可用的外围设备方面存在较小的差异。同样,这都是关于提供价格范围的。
简短的版本是每种产品在价格,性能和功能上都提供了不同的平衡。这是普通的旧市场细分。我们的客户是制造商,谁在乎很多更多的不是终端用户小的价格差异。人们购买我们拥有的所有零件号,因此很明显那里有需求。:-)
更新:杰里米(Jeremy)询问大客户的需求如何影响设计过程,以及我们是否制造定制MCU。我已经看到了几个为单个大型汽车客户生产的TMS470 / 570 MCU。该小组还拥有几个MCU,这些MCU的架构是由一个客户设计并为一个客户设计的。在至少其中之一中,客户编写了大部分RTL。这些受到NDA的严格限制,因此我无法提供详细信息。
一般市场产品通常至少要考虑一个大客户。有时,大客户会得到特殊的零件号。有时我们会添加一个外围设备只是为了赢得一个大插座。但总的来说,我认为大客户在功能方面更多的是地板而不是天花板。
定制零件的一个极端例子是我们的高可靠性团队。我只听过有关这些家伙的故事,但显然他们会使用现有产品,并使其在极端条件下工作,例如高温,辐射,有人向您开枪等。我知道有人购买HiRel TMS470s进行井下钻孔,温度可达200摄氏度。(也许这个 -Arrow的现货价格仅为$ 400 /芯片!)他们在网站上列出了一堆标准产品,但是据我所知,即使少量也可以订购。如果您愿意为每个芯片花费50,000美元以上,则可以购买十几个想要的芯片的HiRel版本。:-)
根据经验,如果您花足够的钱,生意上的一切都是可以商量的。
MSP430是TI开发的内核。它是一个16位内核,已被推向极低功耗的市场。由于16位MCU市场随着Arm Cortex-M0的激增而迅速消失,因此出现了许多新的基于Cortex内核的MSP430。较旧的MPS430现在通常会争夺8位插槽。
Stellaris,更名为Tiva,是以前的Luminary Micro MCU。该公司可能是6或7年前被TI收购的。这些是基于Cortex-M3 / M4的设备。在大多数情况下,比MSP430更强大/更强大。
C2000(Piccolo / Delfino / etc。)的目标是实时控制(电机控制,功率转换/调节等)。该系列还具有低端DSP功能。不仅针对工业,甚至针对某些汽车(少数汽车合格的TI MCU之一)。
大力士专注于安全。冗余,运行时错误检查,BIST,许多看门狗功能。安全关键应用。
还有其他一些部分则具有一些功能和/或细分功能(例如集成无线,双核,FRAM等)。然后,还有更强大的DSP和微处理器。
您的应用是什么?体积?开发时间表?您需要哪些外围设备/资源?需要多少处理能力?您是否可以使用性能较低的MCU模拟外设,还是要在外部/离散地进行所有信号路径处理?在为特定系统/应用选择处理器/控制器时,有许多因素。
Microchip是另一家拥有完整微控制器产品线的公司-Digi-Key有4000多种存货,包括所有封装版本。像TI一样,它们的范围从8位扩展到32位:
~2700 8-bitters: from 384 bytes Flash and 16 bytes RAM to 128 KB Flash and 4 KB RAM
~1000 16-bitters: from 4 KB Flash and 256 bytes RAM to 1 MB Flash and 96 KB RAM
~500 32-bitters: from 16 KB Flash and 4 KB bytes RAM to 2 MB Flash and 512 KB RAM
请注意,最小字节是以字节为单位指定的,而不是KB。
单价范围从35美分到13.36美元不等。我想最低价的产品可能会批量购买不到20美分。对于未经测试的产品甚至可能是10美分(客户进行验收测试而不是制造商进行测试)。最便宜的32位ARM的单价为76美分,是其两倍。对于大批量产品,这是一个很大的差异。该PIC10F200是最便宜的μC 所有的近15000即与Digi-Key库存。
Microchip还拥有维护较旧µC的库存(在下面的产品选择器中以“ Mature”列出)的良好声誉,这是需要考虑的另一件事。
如何理解所有这些?使用产品选择器。Digi-Key,Mouser和其他分销商的产品都不错,但是它们并不包含所有参数(Digi-Key的µC产品选择器的数量少于20,下表的数量超过50)。Microchip(以及我想象的其他制造商)拥有更多的产品,例如下面的产品。请注意,您可以为几乎所有参数提供范围:
现在,随着Microchip收购Atmel,看看发生了什么会很有趣。似乎某些行中有很多重叠。
在不详细介绍TI提供的产品(此处已回答)的情况下,我想强调您需要规格。如果您没有它们,那么确定它们是您的工作。如果您是新手,这可能会有些不知所措,但是让我们列举一些项目中可能出现的规格:
MCU会做什么?是否受CPU时间限制?您是否要进行一些“特殊处理”,如浮点运算?这将确定所需的CPU内核和时钟速度。
还是受电池寿命的限制?如果是这样的话; 您需要研究微控制器必须提供的待机模式,唤醒延迟,唤醒源,数字和模拟电压轨(例如,如果直接由电池供电),等等。此外,请注意所有I / O在系统中也是如此。您可以拥有一个出色的微控制器,该微控制器在睡眠期间消耗50nA的电流-但是,例如LDO或EEPROM消耗的静态电流为10uA的微不足道。
您可以/需要使用什么包装?多少针和什么技术?您有多少空间,可以组装什么?
您要为此编写多少代码?您知道需要多少RAM / FLASH吗?在devboard上有一些动手经验可以帮助实现这一目标。
您需要在系统设计中使用哪些接口,以及如何使用它们?基本起点:
1)速度限制(例如,我需要以3MBaud运行的USART)
2)端口数限制(例如,我需要5个USART)
3)吞吐量限制(例如,我需要DMA来往/从USART传输2Mbps的数据)
4)观察系统中可能发生的任何“事件”以及必须满足的延迟时间。例如,您可以轮询设备的警报引脚,还是需要外部中断引脚?
无论您是设计“自下而上”还是“自上而下”,这都是一个棘手的问题。如果您是“自上而下”设计的,那么您可能会发现系统设计中没有带有16个USART的微控制器。
OTOH如果您是“自下而上”设计的,则可能会选择一个您熟悉并熟悉的微控制器,但会发现它没有合适的I / O量,并且需要“胶合芯片”才能工作。
如果有什么; 使自己熟悉供应商的报价。当您将所有愿望打入参数搜索并获得0个结果时,很高兴知道约束在哪里。
确定设计中的瓶颈并尝试解决它们总是一个好主意。开发板可能是良好的“动手”经验,可以根据CPU时间,内存要求以及微控制器可能具有的“怪癖”来测试您的代码。