Mcu là gì? giải pháp hội nghị truyền hình đa điểm là gì?

Giới thiệu MCU

MCU là gì ? nó viết tắt của microcontroller unit – Sở vi tinh chỉnh MCU là một laptop nhỏ dại trên một chip bán dẫn tích đúng theo. Trong thuật ngữ hiện đại, nó tương tự như nhưng mà kỉm tinch vi rộng các hệ thống bên trên chip SoC. Một vi điều khiển cất một hoặc nhiều CPU (lõi cỗ xử lý) cùng với bộ lưu trữ và các sản phẩm công nghệ nước ngoài vi đầu vào/ Áp sạc ra được lập trình sẵn.

Bạn đang xem: Mcu là gì? giải pháp hội nghị truyền hình đa điểm là gì?

Bộ nhớ lịch trình lưu trữ nhỏng RAM, flash NOR hoặc ROM OTP cũng thường được bao gồm bên trên chip. Sở vi tinh chỉnh MCU được xây cất cho các áp dụng nhúng, trái ngược cùng với cỗ vi xử trí được áp dụng vào máy tính xách tay cá nhân hoặc những ứng dụng mục đích khác.

Vi tinh chỉnh được sử dụng trong các sản phẩm và lắp thêm tinh chỉnh trường đoản cú động, nhỏng khối hệ thống điều khiển bộ động cơ ô tô, thứ y tế ghép ghép, tinh chỉnh từ bỏ xa, thiết bị vnạp năng lượng phòng, nguyên tắc năng lượng điện, thiết bị nghịch và các hệ thống nhúng khác.

Bằng giải pháp bớt size cùng ngân sách đối với kiến tạo áp dụng bộ vi xử lý, bộ nhớ lưu trữ cùng vật dụng đầu vào/Áp sạc ra cá biệt, cỗ vi tinh chỉnh và điều khiển giúp tiết kiệm chi phí cho các thiết bị. Trong toàn cảnh mạng internet vạn trang bị (IoT), vi điều khiển MCU là một trong những chiến thuật kinh tế và thông dụng, tiếp nhận tài liệu cảm ứng cùng kích hoạt các thiết bị theo thiết kế.

Một số vi tinh chỉnh và điều khiển có thể áp dụng 4 bit cùng chuyển động sinh sống tần số phải chăng nlỗi 4 kHz, đến mức tiêu trúc điện năng rẻ (một số lượng milliwatt hoặc microwatt). Chúng thường có công dụng chờ đón một sự kiện nlỗi dấn nút ít hoặc ngắt. Nhờ tiêu thú năng lượng trong chế độ chờ thấp (đồng hồ đeo tay CPU và số đông những đồ vật nước ngoài vi tắt) khiến chúng khá phù hợp cho các ứng dụng sử dụng pin yêu cầu thời hạn hoạt động nhiều năm.

Các cỗ vi điều khiển và tinh chỉnh khác cũng hoàn toàn có thể giao hàng những vai trò đặc biệt về tính năng, trong những số đó bọn chúng rất có thể bắt buộc vận động hệt như bộ xử lý biểu thị số (DSP), cùng với tốc độ xung nhịp cao hơn và tiêu thú năng lượng điện năng nhiều hơn thế nữa.

Lịch sử cải tiến và phát triển MCU

Một cuốn sách ghi dìm các kỹ sư TI Gary Boone và Michael Cochran với vấn đề tạo thành thành công xuất sắc bộ vi tinh chỉnh và điều khiển trước tiên vào năm 1971. Kết quả các bước của họ là TMS 1000, được bán trên thị trường vào thời điểm năm 1974. Nó phối kết hợp bộ lưu trữ chỉ phát âm, bộ nhớ lưu trữ đọc/ghi, Chip xử lý với đồng hồ thời trang bên trên một chip cùng được nhắm kim chỉ nam vào những hệ thống nhúng.

Trong những năm đầu đến thân thập niên 1970, các công ty thêm vào sản phẩm điện tử Nhật Bản đã bắt đầu thêm vào bộ vi điều khiển cho ô tô, bao gồm MCU 4 bit vào xe cộ hơi, buộc phải gạt nước tự động hóa, khóa năng lượng điện tử, bảng tinh chỉnh và điều khiển và MCU 8 bit để tinh chỉnh và điều khiển hộp động cơ.

Một phần để đáp ứng với sự mãi sau của MCU TMS 1000, Hãng sản xuất Intel đang phát triển một khối hệ thống máy vi tính bên trên chip được tối ưu hóa cho các vận dụng điều khiển, Intel 8048, được thương mại lần đầu tiên vào thời điểm năm 1977. Nó phối kết hợp RAM với ROM trên và một con chip cùng với cỗ vi xử trí. Nó được ứng dụng rộng thoải mái với hơn một tỷ keyboard PC. Vào thời đặc điểm đó, Chủ tịch của Intel, Luke J. Valenter, sẽ tuyên ổn ba rằng vi tinh chỉnh (MCU) là 1 trong trong những sản phẩm thành công tuyệt nhất vào lịch sử dân tộc của doanh nghiệp với ông đang mở rộng chi phí cách tân và phát triển dành cho bộ vi điều khiển và tinh chỉnh thêm 25%.

*
Vi điều khiển ATmega

Hầu không còn những vi tinh chỉnh trên thời khắc này còn có các vươn lên là thể. Một vài nhiều loại tất cả bộ nhớ lưu trữ chương trình EPROM, với 1 cửa sổ thạch anh trong veo chất nhận được nó có thể xóa Khi xúc tiếp với tia cực tím Những bé chip có thể xóa được thường xuyên được thực hiện vào ngulặng mẫu mã.

Biến thể không giống là ROM hoặc PROM phát triển thành thể chỉ được xây dựng một lần. Về sau, nhiều lúc thuật ngữ OTPhường được thực hiện, viết tắt của “thiết kế một lần”. Trong một vi tinh chỉnh OTPhường, PROM thông thường có thuộc một số loại với EPROM, tuy nhiên chip không tồn tại hành lang cửa số thạch anh; nên nó không thể bị xóa. Các phiên phiên bản rất có thể xóa được trải nghiệm các gồm hành lang cửa số thạch anh, chúng đắt hơn đáng kể đối với những phiên bản OTP.

Công nghệ EEPROM vẫn gồm sẵn trước thời đặc điểm này, cơ mà EEPROM giá cao hơn và kém nhẹm bền hơn, khiến cho nó không cân xứng với những bộ vi điều khiển và tinh chỉnh cấp dưỡng một loạt chi phí tốt. Cùng năm kia, Atmel đã reviews cỗ vi tinh chỉnh và điều khiển thứ nhất áp dụng bộ lưu trữ Flash, một nhiều loại EEPROM đặc trưng. Các chủ thể không giống lập cập tuân theo với tất cả nhị nhiều loại bộ lưu trữ.

Ngày nay, vi điều khiển và tinh chỉnh gồm giá tốt cùng sẵn có cho tất cả những người có sở trường, cùng với các xã hội trực tuyến đường bự xung quanh những Chip xử lý nhất thiết.

Số lượng với ngân sách cấp dưỡng MCU

Năm 2002, khoảng 55% tổng số CPU được phân phối bên trên quả đât là bộ vi điều khiển và tinh chỉnh cùng cỗ vi xử trí 8 bit.

*
Một vi điều khiển 8-bit gồm một CPU chạy làm việc 12 MHz, 128 byte của RAM , 2048 byte của EPROM , với I / O vào và một chip

Hơn nhì tỷ cỗ vi tinh chỉnh và điều khiển 8 bit đã làm được bán vào năm 1997, và theo Semico, hơn tư tỷ bộ vi tinh chỉnh và điều khiển 8 bit đã làm được buôn bán trong năm 2006. Gần phía trên, Semiteo đã tuyên ổn bố thị trường MCU tăng 36,5% trong thời hạn 2010 với 12% trong những năm 2011.

Một ngôi nhà điển hình nổi bật tại 1 tổ quốc cách tân và phát triển rất có thể chỉ tất cả tứ cỗ vi giải pháp xử lý đa-zi-năng cơ mà có tầm khoảng cha chục bộ vi tinh chỉnh. Một mẫu oto tầm trung thường thì có khoảng 30 bộ vi tinh chỉnh. Chúng cũng hoàn toàn có thể được tìm thấy trong nhiều máy điện như máy giặt, lò vi sóng với điện thoại cảm ứng.

Trong lịch sử dân tộc, phân khúc 8 bit vẫn thống trị Thị trường MCU. Năm 2011 vi tinh chỉnh và điều khiển 16 bit vươn lên là một số loại MCU bao gồm cân nặng lớn số 1, lần đầu tiên quá qua những vật dụng 8 bit IC Insights tin tưởng rằng Thị phần MCU đang trải qua phần đa thay đổi đáng kể trong năm năm tới cùng với các sản phẩm 32 bit thường xuyên chiếm thị phần lớn rộng về doanh thu và cân nặng đơn vị chức năng.

Vào năm 2017, MCU 32 bit chiếm phần 55% doanh thu của vi tinh chỉnh và điều khiển Và ​​chỉ chiếm 38% trong tống số lô hàng vi điều khiển những năm 2017, trong khi những đồ vật 16 bit đang đại diện thay mặt 34% tổng thể xây dựng cùng 4/8 bit được dự đân oán là 28% số đơn vị được phân phối trong những năm đó.

thị phần MCU 32 bit dự kiến ​​đang tăng nkhô giòn vì chưng yêu cầu về độ đúng đắn cao hơn nữa trong số hệ thống cách xử trí nhúng và sự lớn mạnh vào liên kết sử dụng Internet IoT. Trong vài ba năm cho tới, MCU 32 bit phức tạp dự kiến ​​vẫn chiếm hơn 25% công suất giải pháp xử lý trong xe pháo khá.

Chi tiêu cung ứng MCU

cũng có thể dưới 0,1 đô la mỗi đơn vị. Chi phí đã giảm tốc mạnh theo thời hạn, với giá rẻ độc nhất vô nhị 8-bit vi điều khiển và tinh chỉnh là tất cả sẵn với mức giá bên dưới 0,03 USD vào khoảng thời gian 2018, với một số trong những 32-bit vi điều khiển khoảng chừng $ 1 cho con số giống như.

Vào năm 2012, sau một cuộc rủi ro khủng hoảng thế giới, một sự sụt giảm doanh số thường niên tồi tàn tốt nhất cùng giá cả vừa phải bớt 17%, bớt mạnh mẽ nhất Tính từ lúc trong những năm 1980, giá chỉ vừa đủ cho 1 vi tinh chỉnh và điều khiển là 0,88 đồng đôla (0,69 đô la đến 4 – 8 bit, 0,59 đô la mang lại 16 bit, 1,76 đô la mang đến 32 bit). Năm 2012, lợi nhuận buôn bán vi tinh chỉnh và điều khiển 8 bit trên toàn quả đât là khoảng tầm 4 tỷ USD, trong những khi đó, vi tinh chỉnh 4 bit cũng đều có doanh thu đáng kể.

Trong năm năm ngoái, các bộ vi tinh chỉnh 8 bit hoàn toàn có thể được cài đặt với giá $ 0,11 (1.000 solo vị), 16-bit với giá $ 0,385 (1.000 đối chọi vị) và 32-bit với cái giá $ 0,378 (1.000 đơn vị chức năng, tuy vậy ở tầm mức $ 0,35 cho 5.000).

Trong năm 2018, những cỗ vi tinh chỉnh và điều khiển 8 bit có thể được download với cái giá 0,03 đô la, 16 bit với cái giá 0,393 (1.000 đơn vị, nhưng lại ở mức 0,563 đô la mang lại 100 hoặc 0,349 cho một cuộn 2.000), và 32 bit với mức giá 0,503 (1.000 đơn vị chức năng, mà lại ở mức $ 0,466 mang lại 5.000). Một số bộ vi điều khiển và tinh chỉnh 32 bit có giá giảm hơn, tính theo đơn vị một, rất có thể có giá $ 0,891.

Máy tính bé dại độc nhất vô nhị gắng giới

*

Vào ngày 21 tháng 6 năm 2018, “máy tính nhỏ dại nhất cố giới” đã làm được Đại học tập Michigan ra mắt. Thiết bị này là “hệ thống cảm ứng không dây và pin có size 0,04mm3 hiệu suất 16nW với bộ xử lý Cortex-M0 + tích đúng theo và giao tiếp quang quẻ học” Nó bao gồm kích thước bé dại hơn một hạt gạo.

Thiết bị được tích vừa lòng RAM, tế bào quang quẻ điện, Chip xử lý với cỗ truyền phân phát không dây . Vì bọn chúng thừa nhỏ tuổi nhằm máy ăng ten vô tuyến đường thông thường, bọn chúng nhận cùng truyền tài liệu bằng ánh sáng. Thiết bị này còn có size bởi 1/10 đối với máy tính có size kỷ lục trái đất được IBM tuim bố trước kia vào thời điểm tháng 3 năm 2018, nó tất cả một triệu nhẵn phân phối dẫn, túi tiền sản xuất phải chăng rộng 0,1 đô la.

Thiết kế nhúng là gì

Một vi tinh chỉnh và điều khiển có thể được coi là một hệ thống khép bí mật cùng với bộ xử lý, bộ nhớ lưu trữ cùng các trang bị nước ngoài vi với rất có thể được áp dụng như một hệ thống nhúng. Phần mập các cỗ vi tinh chỉnh và điều khiển đang sử dụng thời nay được nhúng vào những đồ đạc không giống, như ô tô, điện thoại cảm ứng thông minh, đồ vật và sản phẩm công nghệ nước ngoài vi cho những hệ thống laptop.

Trong Khi một số trong những hệ thống nhúng khôn xiết tinh vi, các khối hệ thống bao gồm thử khám phá tối tgọi về bộ nhớ lưu trữ, không có hệ điều hành với độ tinh vi ứng dụng phải chăng. Các thiết bị đầu vào và đầu ra điển hình bao gồm công tắc, rơle, solenoids, đèn LED chiếu sáng, màn hình hiển thị tinc thể lỏng nhỏ dại hoặc thiết lập cấu hình, thứ tần số vô đường với cảm ứng cho dữ liệu nhỏng ánh sáng, nhiệt độ, cường độ ánh nắng, vv

Các khối hệ thống nhúng thường xuyên không tồn tại bàn phím, màn hình, ổ cứng, lắp thêm in hoặc những sản phẩm I/O dễ dàng nhận biết không giống của máy tính cá nhân.

Ngắt vi điều khiển và tinh chỉnh MCU là gì

Vi tinh chỉnh và điều khiển buộc phải cung cấp phản nghịch ứng thời gian thực (có thể dự đân oán được, mặc dù ko độc nhất vô nhị thiết bắt buộc nhanh) đối với những sự kiện trong hệ thống nhúng cơ mà bọn chúng đã điều khiển.

lúc một số sự kiện xảy ra, một hệ thống ngắt hoàn toàn có thể báo hiệu mang lại CPU tạm ngưng cách xử trí chuỗi lệnh hiện tại với ban đầu một hình thức dịch vụ ngắt (ISR hoặc “trình xử lý ngắt”) sẽ thực hiện bất kỳ xử trí làm sao được thử dùng dựa vào nguồn của ngắt, trước khi quay trở lại chuỗi lệnh ban sơ.

Các mối cung cấp ngắt rất có thể nhờ vào vào vật dụng cùng hay bao hàm các sự kiện nlỗi tràn cỗ đếm thời hạn phía bên trong, dứt biến đổi tựa như quý phái hiện đại số, biến đổi nút xúc tích và ngắn gọn trên đầu vào nhỏng nút được nhận cùng dữ liệu cảm nhận trên links truyền thông.

Trong ngôi trường hợp tiêu thú tích điện rẻ, những ngắt cũng có thể đánh thức vi tinh chỉnh và điều khiển ngoài tâm trạng ngủ hiệu suất thấp địa điểm Chip xử lý bị giới hạn cho đến Khi được từng trải có tác dụng điều nào đó vày một sự khiếu nại nước ngoài vi.

Cmùi hương trình lập trình cho MCU

thường thì các công tác được lập trình sẵn mang lại vi tinh chỉnh phải tương xứng với bộ nhớ lưu trữ bên trên chip tất cả sẵn, bởi vì đang tốn kém Lúc trang bị một khối hệ thống cùng với bộ lưu trữ bên cạnh, có thể mở rộng.

Trình biên dịch được sử dụng nhằm chuyển đổi cả mã ngôn ngữ cao cấp và mã assembly thành mã thiết bị nhỏ dại gọn gàng nhằm lưu trữ trong bộ nhớ lưu trữ của bộ vi tinh chỉnh MCU. Tùy nằm trong vào trang bị, bộ nhớ lưu trữ công tác có thể là dài lâu, bộ lưu trữ chỉ phát âm chỉ rất có thể được lập trình tại nhà đồ vật hoặc hoàn toàn có thể là bộ nhớ flash hoàn toàn có thể biến đổi hoặc bộ nhớ lưu trữ chỉ đọc có thể xóa.

Các đơn vị sản xuất hay sản xuất những phiên bản quan trọng đặc biệt của bộ điều khiển và tinh chỉnh MCU của họ sẽ giúp đỡ cách tân và phát triển Hartware và phần mềm của khối hệ thống đích. Ban đầu chúng bao hàm các phiên phiên bản EPROM bao gồm “cửa sổ” trên đỉnh thứ, qua đó bộ lưu trữ chương trình có thể bị xóa bởi vì ánh nắng rất tím , sẵn sàng chuẩn bị để lập trình sẵn lại sau một chu trình thiết kế (“ghi”) cùng kiểm soát. Từ năm 1998, những phiên bạn dạng EPROM hiếm hoi và đã được sửa chữa thay thế bởi EEPROM cùng flash, dễ dàng áp dụng hơn (rất có thể xóa bởi năng lượng điện tử) với phải chăng rộng để tiếp tế.

Các phiên bạn dạng khác của chương trình có thể bao gồm sẵn Lúc ROM được truy vấn nhỏng một sản phẩm công nghệ phía bên ngoài cố gắng do bộ nhớ lưu trữ trong, tuy vậy số đông phiên phiên bản này đã trsinh hoạt bắt buộc hãn hữu vị sự sẵn tất cả rộng thoải mái của các lập trình viên vi điều khiển và tinh chỉnh giá rẻ.

Việc thực hiện những lắp thêm xây dựng trên cỗ vi điều khiển MCU có thể được cho phép update chương trình firmware hoặc được cho phép sửa đổi đối với những thành phầm đã làm được thêm ráp cơ mà không được xuất xưởng. Sở ghi nhớ lập trình sẵn được cũng sút thời hạn dẫn cần thiết để xúc tiến một mặt hàng mới toanh.

Một bộ vi điều khiển MCU tùy chỉnh thiết lập kết hợp một kân hận lô ghích tiên tiến nhất hoàn toàn có thể được cá thể hóa cho khả năng xử lý bổ sung, những thiết bị ngoại vi với bối cảnh tương xứng cùng với thử khám phá của ứng dụng. Một ví dụ là AT91CAP.. từ Atmel .

Các tài năng khác của vi tinh chỉnh MCU

MCU thường xuyên cất từ bỏ vài đến hàng trăm chân đầu vào/đầu ra mang đến mục đích phổ biến (GPIO). Các chân GPIO rất có thể thông số kỹ thuật theo trạng thái đầu vào hoặc đầu ra output. lúc các chân GPIO được cấu hình sinh sống tâm trạng đầu vào, bọn chúng thường xuyên được thực hiện để phát âm các cảm biến hoặc biểu hiện phía bên ngoài. Được cấu hình ở tinh thần Áp sạc ra, chân GPIO rất có thể tinh chỉnh và điều khiển các sản phẩm bên ngoài nhỏng đèn LED hoặc động cơ, tuy thế hay là con gián tiếp trải qua những linh kiện hiệu suất cao phía bên ngoài.

phần lớn khối hệ thống nhúng đề xuất hiểu những cảm biến tạo nên tín hiệu tựa như. Đây là mục tiêu của bộ biến đổi giống như lịch sự số (ADC). Vì Chip xử lý được sản xuất nhằm giải thích và xử trí dữ liệu số, Có nghĩa là 1 cùng 0, buộc phải chúng thiết yếu có tác dụng bất kể điều gì cùng với những biểu hiện tương tự như có thể được gửi mang đến thiết bị.

Xem thêm: Chia Sẻ Kinh Nghiệm Du Học Thái Lan, Tư Vấn Du Học Thái Lan

Vì vậy, bộ chuyển đổi tương tự như lịch sự số được áp dụng nhằm biến đổi tài liệu đến thành một dạng nhưng bộ xử lý rất có thể nhận ra. Một tính năng ít thịnh hành rộng bên trên một số bộ vi điều khiển và tinh chỉnh là cỗ thay đổi dấu hiệu số sang trọng tương tự (DAC) cho phép Chip xử lý phân phát dấu hiệu tựa như hoặc là mức điện áp.

Ngoài những cỗ đổi khác, nhiều cỗ vi xử trí nhúng cũng bao gồm nhiều cỗ định thời không giống nhau. trong số những các loại bộ định thời thịnh hành tốt nhất là cỗ định thời PIT. Bộ PIT có thể đếm ngược tự một vài giá trị về 0 hoặc tối nhiều dung tích của thanh hao ghi đếm về 0. Lúc nó đạt mang lại 0, nó vẫn gửi một ngắt đến Chip xử lý cho rằng nó vẫn xong xuôi đếm. Điều này rất bổ ích cho những sản phẩm công nghệ auto điều chỉnh sức nóng, chu trình bình chọn ánh sáng bao bọc chúng giúp thấy bọn chúng có nên bật cân bằng, bật lắp thêm sưởi, v.v.

Khối điều chính sách rộng lớn xung chuyên được dùng (PWM) góp CPU có thể điều khiển cỗ đổi khác hiệu suất , sở hữu năng lượng điện trnghỉ ngơi , bộ động cơ , v.v. nhưng ko cần thực hiện những tài nguim CPU trong những vòng lặp hứa tiếng nghiêm ngặt.

Một khối hận thu/phân phát không đồng hóa (UART) có thể chấp nhận được nhận với truyền tài liệu qua 1 liên kết nối liền với khôn cùng không nhiều mua trên CPU. Phần cứng bên trên các vi điều khiển MCU chuyên sử dụng cũng hay bao gồm những khả năng tiếp xúc cùng với những vật dụng (chip) không giống sống những định hình tiên tiến nhất nlỗi Mạch tích đúng theo (I²C), Giao diện nước ngoài vi tiếp liền (SPI), Bus tiếp nối vạn năng (USB) và Ethernet .

MCU Tích thích hợp cao

Sở vi điều khiển MCU có thể không thực thi liên quan phía bên ngoài hoặc bus tài liệu bởi vì chúng tích thích hợp RAM và bộ nhớ lưu trữ không mất dữ liệu bên trên và một chip cùng với CPU. Sử dụng không nhiều chân rộng, chip có thể được đặt vào một gói nhỏ hơn, rẻ hơn những.

*
Vi tinh chỉnh và điều khiển CMOS dựa trên các đại lý PIC12C508 8 bit, tích vừa lòng EEPROM/EPROM/ROM vì Microchip Technology thêm vào bởi các bước 1200 nanomet

Tích hợp bộ nhớ lưu trữ với những trang bị ngoại vi khác trên một chip nhất làm cho tăng chi phí của chip kia, cơ mà hay dẫn cho sút tổng thể chi phí tổng của khối hệ thống nhúng. mặc khi Khi chi phí CPU có những vật dụng ngoại vi tích thích hợp cao hơn nữa một chút ít đối với ngân sách của CPU và các trang bị ngoại vi phía bên ngoài, câu hỏi tất cả không nhiều chip rộng hay cho phép một bảng mạch nhỏ dại hơn với tốt hơn, và sút thời hạn cần thiết để gắn thêm ráp với kiểm soát bảng mạch, bao gồm Xu thế sút Phần Trăm lỗi gắn thêm ráp hoàn thành.

Sở vi điều khiển và tinh chỉnh MCU là một mạch tích vừa lòng đối chọi, thông thường có các khả năng sau:

Đơn vị cách xử lý trung trọng điểm – tự nhỏ tuổi với đơn giản 4-bit mang đến phức hợp 32-bit hoặc 64-bitSở ghi nhớ tầm nã xuất hốt nhiên (RAM)ROM , EPROM , EEPROM hoặc bộ lưu trữ Flash để tàng trữ lịch trình vận hànhCác đầu vào và đầu ra lẻ tẻ, có thể chấp nhận được điều hành và kiểm soát hoặc phạt thực trạng thái xúc tích của một chân riêng lẻCổng tiếp nối đầu vào/cổng đầu ra nhỏng cổng tiếp liền (UARTs)Các tiếp xúc truyền thông thông suốt khác ví như I²C , Giao diện nước ngoài vi nối liền và Mạng nhằm liên kết hệ thốngCác kăn năn ngoại vi nlỗi cỗ hẹn giờ, bộ đếm sự khiếu nại, bộ sinh sản PWM và bộ giám sátBộ chế tác xung nhịp – thường là bộ sinh sản xấp xỉ tinh thể thạch anh, bộ cộng hưởng trọn hoặc mạch RCĐôi khi hay bao hàm bộ thay đổi tương tự sang số, một số trong những bao hàm bộ biến hóa hiện đại số quý phái tương tựMạch xây dựng và mạch hỗ trợ gỡ lỗi

Việc tích phù hợp này làm bớt đáng kể số lượng chip với con số không gian bảng mạch cùng dây điện cần thiết để sản xuất những hệ thống tương tự bằng cách sử dụng những chip riêng biệt. Hơn nữa, quan trọng bên trên những sản phẩm công nghệ tích điện tốt, từng chân (pin) có thể tiếp xúc cùng với một vài máy nước ngoài vi phía bên trong, cùng với tính năng pin được lập trình sẵn bằng phần mềm. Điều này chất nhận được những chân MCU được thực hiện trong tương đối nhiều vận dụng rộng so với các chân có tác dụng chuyên được sự dụng.

Bộ vi tinh chỉnh và điều khiển MCU đã có chứng minh là hết sức phổ biến trong những khối hệ thống nhúng kể từ lúc được trình làng vào trong thời điểm 1970.

Một số bộ vi điều khiển MCU thực hiện phong cách thiết kế Harvard : các bus bộ nhớ lưu trữ riêng biệt nhằm giải đáp với tài liệu, được cho phép truy cập diễn ra bên cạnh đó. lúc sử dụng con kiến ​​trúc Harvard, các hướng dẫn cho CPU hoàn toàn có thể tất cả size bit khác cùng với chiều dài của bộ nhớ lưu trữ trong và các thanh ghi; ví dụ: gợi ý 12 bit được sử dụng với các thanh khô ghi tài liệu 8 bit.

Các đơn vị phân phối vi tinh chỉnh MCU thường kiến tạo tần số chuyển động cùng khối hệ thống linc hoạt trước các trải nghiệm từ thị trường của người tiêu dùng với nên cân bằng nhu cầu giảm tgọi size chip so với chức năng bổ sung cập nhật.

Kiến trúc vi tinh chỉnh và điều khiển MCU vô cùng không giống nhau. Một số xây dựng bao hàm các lõi vi xử lý đa-zi-năng, với cùng một hoặc những tính năng ROM, RAM hoặc I/O được tích hợp. Một tập lệnh của bộ vi tinh chỉnh và điều khiển MCU thường xuyên có nhiều lý giải để gia công cho các công tác tinh chỉnh nhỏ tuổi gọn gàng rộng.

ví dụ như, cỗ MCU đa năng có thể hưởng thụ một trong những lí giải nhằm kiểm tra một bit vào thanh khô ghi nếu bit được đặt, trong những số ấy MCU có thể có một lệnh nhất để cung cấp công dụng hay được từng trải.

Theo truyền thống lịch sử, vi điều khiển và tinh chỉnh không tồn tại bộ xử lý toán học, vị vậy các phép toán vết phẩy cồn được triển khai bởi phần mềm. Tuy nhiên, một số thi công gần đây bao hàm các tính năng được tối ưu hóa của FPU và DSPhường. Một ví dụ là dòng dựa vào PIC32 MIPS của Microchip.

Môi ngôi trường lập trình MCU là gì ?

*

Các cỗ vi tinh chỉnh và điều khiển lúc đầu chỉ được thiết kế bởi ngôn từ assembly, nhưng các ngôn từ xây dựng cấp cao không giống, nhỏng C , Pynhỏ nhắn và JavaScript, hiện cũng khá được sử dụng thông dụng mang lại vi điều khiển và tinh chỉnh cùng những hệ thống nhúng.

Trình biên dịch cho các ngôn từ cao cấp thường sẽ có một vài giảm bớt tuy thế cũng đều có một vài cải tiến để cung ứng giỏi rộng những đặc tính của vi điều khiển và tinh chỉnh. Một số vi tinh chỉnh và điều khiển có môi trường thiên nhiên để cung cấp trở nên tân tiến ứng dụng. Các công ty cung cấp vi tinh chỉnh hay cung cấp các hình thức miễn giá thành để thuận lợi xây dựng với ứng dụng trên phần cứng của mình.

Các bộ vi tinh chỉnh bao gồm Hartware đặc biệt rất có thể hưởng thụ các ngôn ngữ không chuẩn chỉnh của riêng chúng ta, ví dụ như SDCC mang đến 8051. Các trình biên dịch cũng rất có thể đựng những tuấn kiệt ko tiêu chuẩn chỉnh, chẳng hạn như MicroPynhỏ bé.

Phần mượt biên dịch cũng có sẵn mang đến một trong những vi điều khiển và tinh chỉnh. Ví dụ, BASIC trên các cỗ vi điều khiển MCU Hãng Intel 8052 ; BASIC với FORTH trên Zilog Z8 cũng tương tự một vài đồ vật tân tiến. Thông thường những trình biên dịch cung ứng thiết kế thúc đẩy .

Mô rộp bao gồm sẵn cho một số vi tinh chỉnh và điều khiển. Điều này cho phép công ty cải cách và phát triển phân tích hành động của vi điều khiển cùng chương trình của họ đang ra làm sao vào thực tiễn. Một trình đưa lập vẫn hiển thị tinh thần Chip xử lý bên trong với cả tâm lý Áp sạc ra, cũng tương tự được cho phép các tín hiệu nguồn vào được tạo ra.

Mặc dù đa số các trình đưa lập sẽ bị giảm bớt vày cần yếu tế bào rộp phần nhiều cứng khác nhau trong một khối hệ thống, bọn chúng hoàn toàn có thể tiến hành các ĐK cạnh tranh rất có thể tái chế tạo theo cách thực hiện vào thực tế cùng có thể là bí quyết nhanh duy nhất nhằm gỡ lỗi cùng so sánh những sự việc.

Các bộ vi điều khiển và tinh chỉnh gần đây thường xuyên được tích hợp với mạch gỡ lỗi bên trên chip lúc được trình giả lập trong mạch (ICE) truy vấn trải qua JTAG , cho phép gỡ lỗi firmware với trình gỡ lỗi. ICE thời gian thực rất có thể được cho phép xem hoặc làm việc những tâm trạng nội cỗ trong lúc chạy. ICE truy tìm kiếm tìm rất có thể ghi lại chương trình sẽ triển khai và tinh thần MCU trước/sau điểm kích hoạt.

Các loại vi tinh chỉnh và điều khiển MCU phổ biến

Có mặt hàng tá con kiến ​​trúc và đơn vị tiếp tế vi điều khiển bao gồm:

ARM core processors (những nhà sản xuất)ARM Cortex-M cores áp dụng cho các vận dụng rõ ràng khác nhauMicrochip Technology Atmel AVR (8-bit), AVR32 (32-bit) với AT91SAM (32-bit)Cypress Semiconductor’s M8C core áp dụng bên trên những PSoC (Programmable System-on-Chip)Freescale ColdFire (32-bit) với S08 (8-bit)Freescale 68HC11 (8-bit) với các loại không giống thuộc chúng ta Motorola 6800Intel 8051 được chế tạo vì chưng NXPhường Semiconductors với các nhà phân phối khácInfineon: 8-bit XC800, 16-bit XE166, 32-bit XMC4000 (ARM dựa vào Cortex M4F), 32-bit Tribộ vi xử lý Core cùng 32-bit Aurix Tricore BitMaxim tích đúng theo MAX32600, MAX326trăng tròn, MAX32625, MAX32630, MAX32650, MAX32640MIPSMicrochip Technology PIC, (8-bit PIC16, PIC18, 16-bit dsPIC33 / PIC24), (32-bit PIC32)NXP Semiconductors LPC1000, LPC2000, LPC3000, LPC4000 (32-bit), LPC900, LPC700 (8-bit)Parallax PropellerPowerPC ISERabbit 2000 (8-bit)Renesas Electronics: RL78 16-bit MCU; RX 32-bit MCU; SuperH; V850 32-bit MCU; H8; R8C 16-bit MCUSilicon Laboratories Pipelined 8-bit 8051 cùng ARM-dựa trên 32-bit MCUSTMicroelectronics STM8 (8-bit), ST10 (16-bit), STM32 (32-bit), SPC5 (automotive sầu 32-bit)Texas Instruments TI MSP430 (16-bit), MSP432 (32-bit), C2000 (32-bit)Toshicha TLCS-870 (8-bit/16-bit)

hầu hết vi điều khiển MCU không giống trường tồn được áp dụng trong phạm vi vận dụng vô cùng thanh mảnh hoặc giống như bộ xử lý áp dụng rộng là vi điều khiển và tinh chỉnh. Thị Trường vi tinh chỉnh và điều khiển cực kỳ phân mhình ảnh, với nhiều nhà hỗ trợ, công nghệ và Thị phần. Lưu ý rằng các đơn vị cung ứng rất có thể cung cấp những loài kiến ​​trúc vi tinh chỉnh và điều khiển cho những đơn vị thêm vào khác.

Độ trễ ngắt của MCU là gì

Trái ngược với những máy tính xách tay đa-zi-năng, những bộ vi điều khiển và tinh chỉnh được sử dụng trong số hệ thống nhúng thường xuyên tìm giải pháp buổi tối ưu hóa độ trễ ngắt. Bao tất cả cả câu hỏi bớt độ trễ với tạo nên nó dễ dự đân oán rộng (nhằm cung ứng kiểm soát và điều hành thời hạn thực).

Lúc một sản phẩm công nghệ tạo ra đứt quãng (ngắt), các kết quả trung gian (tkhô giòn ghi) cần được lưu giữ trước lúc phần mềm Chịu trách nhiệm giải pháp xử lý ngắt hoàn toàn có thể chạy. Chúng cũng đề xuất được khôi phục sau khi xử trí ngắt đó kết thúc.

Nếu có tương đối nhiều thanh khô ghi bộ xử lý, quá trình lưu trữ với Phục hồi này rất có thể mất quá nhiều thời hạn rộng, làm cho tăng mức độ trễ. (Nếu ISR ko những hiểu biết sử dụng một trong những tkhô giòn ghi, nó rất có thể được không thay đổi rứa vị giữ với Phục hồi bọn chúng, vày vậy vào ngôi trường đúng theo kia, những thanh hao ghi kia ko liên quan cho độ trễ).

Các cách để bớt độ trễ nhỏng yên cầu không nhiều những quá trình của lõi cách xử trí (giảm bớt chiếm hữu lõi xử trí vì chưng nó làm chậm chạp đa số quy trình xử lý) hoặc ít nhất là Hartware không giữ toàn bộ bọn chúng (điều này không tác dụng nếu như ứng dụng tiếp đến cần được bù bằng cách giữ phần còn lại “thủ công”).

Một kỹ thuật không giống liên quan tới việc thực hiện cổng silicon đến “shadow registers”: Một hoặc những tkhô cứng ghi đụng hàng chỉ được thực hiện vày ứng dụng ngắt, cung ứng ngnạp năng lượng xếp chuyên dụng.

Các yếu tố khác ảnh hưởng mang đến độ trễ ngắt bao gồm:

Chu kỳ quan trọng để chấm dứt các hoạt động CPU hiện thời. Để bớt tđọc các ngân sách kia, cỗ vi điều khiển và tinh chỉnh tất cả Xu thế có các mặt đường ống nđính thêm (pipelines), cỗ đệm ghi nhỏ dại và bảo đảm an toàn rằng những lệnh dài hoàn toàn có thể thường xuyên hoặc rất có thể khởi đụng lại. Nguim tắc xây dựng của RISC bảo vệ rằng hầu hết những chỉ dẫn đều phải sở hữu thuộc số chu kỳ luân hồi, góp tách sự cần thiết của quá trình tiếp tục/khởi hễ lại như vậy.

Độ lâu năm của ngẫu nhiên phần đặc biệt rất cần phải bị ngăn cách. Hạn chế truy cập cấu tạo dữ liệu mặt khác. Một cấu tạo dữ liệu nên được truy cập do một trình giải pháp xử lý ngắt, phần đặc biệt quan trọng bắt buộc ngăn ngắt kia. Theo kia, Lúc có những buộc ràng phía bên ngoài cứng đối với độ trễ hệ thống, những đơn vị cải cách và phát triển thường xuyên bắt buộc những lao lý để đo độ trễ ngắt cùng theo dõi và quan sát phần nào đặc biệt quan trọng gây ra sự đủng đỉnh.

Một chuyên môn phổ biến chỉ ngăn toàn bộ những ngắt trong thời gian của phần quan trọng đặc biệt. Vấn đề này dễ dàng tiến hành, nhưng lại nhiều khi các phần đặc biệt quan trọng trsinh hoạt phải nhiều năm một bí quyết giận dữ.

Một kỹ thuật tinh vi rộng chỉ chặn những ngắt hoàn toàn có thể kích hoạt quyền truy vấn vào kết cấu tài liệu kia. Điều này thường dựa vào những ưu tiên ngắt, bao gồm xu hướng không tương hợp xuất sắc cùng với các kết cấu tài liệu khối hệ thống bao gồm tương quan. Theo kia, nghệ thuật này được sử dụng đa số trong môi trường xung quanh khôn cùng hạn chế.

Sở giải pháp xử lý có thể tất cả hỗ trợ phần cứng mang đến một trong những phần đặc biệt. Các ví dụ bao hàm cung ứng truy vấn vào bit hoặc byte hoặc những hàm truy vấn LDREX / STREX được giới thiệu trong phong cách thiết kế ARMv6 .

Một số vi tinh chỉnh và điều khiển chất nhận được ngắt ưu tiên cao hơn nữa để ngắt các ưu tiên phải chăng rộng. Điều này được cho phép phần mềm làm chủ độ trễ bằng cách cung ứng các ngắt thời gian quan trọng đặc biệt ưu tiên cao hơn nữa (và do đó độ trễ phải chăng rộng và dễ dự đoán thù hơn).

Tỷ lệ kích hoạt. lúc ngắt xảy ra back-to-bachồng, vi điều khiển có thể tránh chu kỳ luân hồi lưu / khôi phục ngữ chình họa bổ sung cập nhật bằng một vẻ ngoài tối ưu hóa.

Các bộ vi điều khiển thấp cấp có xu hướng độ trễ ngắt ít hơn.

Công nghệ bộ nhớ lưu trữ trên MCU

Hai loại bộ nhớ khác nhau hay được áp dụng cùng với vi điều khiển, bộ lưu trữ không mất dữ liệu (bộ lưu trữ chỉ đọc) nhằm lưu trữ phần firmware và bộ nhớ lưu trữ đọc ghi đến dữ liệu tạm thời.

Dữ liệu

Từ những bộ vi tinh chỉnh nhanh nhất có thể cho đến thời buổi này, SRAM phần đông luôn được sử dụng làm cho bộ nhớ lưu trữ làm việc đọc/ghi . FRAM hoặc MRAM có tác dụng hoàn toàn có thể thay thế do nó sẽ giúp đỡ tiết kiệm ngân sách và chi phí ngân sách hơn.

Ngoài SRAM, một số trong những cỗ vi điều khiển cũng có thể có EEPROM nội bộ nhằm tàng trữ dữ liệu; với thậm chí còn các cái không có (hoặc ko đủ) hay được kết nối cùng với chip EEPROM bên phía ngoài (nlỗi tem BASIC) hoặc chip bộ nhớ lưu trữ flash bên phía ngoài.

Phần sụn firmware của MCU là gì

Các bộ vi tinh chỉnh và điều khiển nhanh nhất đang áp dụng ROM để tàng trữ firmware. Các cỗ vi tinh chỉnh sau đây (các phiên bạn dạng đầu của Freescale 68HC11 cùng các bộ vi tinh chỉnh và điều khiển PIC đầu tiên) tất cả bộ nhớ lưu trữ EPROM, thực hiện cửa sổ được cho phép xóa qua đèn UV, trong lúc các phiên bản cấp dưỡng không tồn tại hành lang cửa số như thế là OTP (có thể lập trình sẵn một lần). Các bản cập nhật firmware rất có thể tương tự cùng với Việc sửa chữa chủ yếu vi tinh chỉnh, cho nên vì vậy những thành phầm tất yêu upgrade được.

Motorola MC68HC805 là bộ vi tinh chỉnh trước tiên áp dụng EEPROM để lưu trữ phần sụn. Sở vi điều khiển và tinh chỉnh EEPROM trnghỉ ngơi đề xuất thông dụng rộng vào thời điểm năm 1993 lúc Microchip trình làng PIC16C84 cùng Atmel ra mắt bộ vi tinh chỉnh 8051, lần đầu tiên sử dụng bộ lưu trữ NOR Flash nhằm lưu trữ firmware. Các cỗ vi tinh chỉnh và điều khiển thời nay phần nhiều chỉ thực hiện bộ lưu trữ flash, với một trong những MCU áp dụng FRAM và một trong những bộ phận tất cả chi phí cực thấp vẫn áp dụng OTPhường hoặc Mask-ROM.