Как проверить исправность микроконтроллера
Как проверить исправность детали. Методика испытаний. Оглавление :: Поиск Техника безопасности :: Помощь. Иногда хорошая, проверенная схема, собранная правильно, не работает.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Воскрешение микроконтроллера ATtiny2313 после «кривой» установки Fuse-битов
- Как проверить диодный мост мультиметром
- Проверка микросхемы мультиметром и специальным тестером
- Как проверить транзистор мультиметром
- Как проверить исправность цифровых микросхем без выпайки их из платы
- 022-Тестовая прошивка для AVR микроконтроллеров (проверка работоспособности портов).
- 022-Тестовая прошивка для AVR микроконтроллеров (проверка работоспособности портов).
- Ремонт автомагнитол
- Как проверить микросхему на работоспособность мультиметром не выпаивая
- Как мультиметром проверить на работоспособность микросхему?
Воскрешение микроконтроллера ATtiny2313 после «кривой» установки Fuse-битов
На данный раздел помимо Правил форума распространяются текже следующие правила:. Если Вам понравилась атмосфера форума, заходите к нам чаще! Пожалуйста, подождите Здравствуйте, Гость Вход Регистрация Что даёт регистрация на форуме? Подскажите, пожалуйста.
Возникла следующая проблемма. Тогда ничего не получилось сделать. Поднабравшись теории я решил попробовать еще раз. Первым делом решил прошить контроллер простенькой программой.
Просто поставил логическую 1 на выходы порта. Прошил контроллер с помощью программатора. Но при проверки на правтике контроллер не подавал ни каких сигналов. Тогда я пошел и купил новый котроллер ATmegaL обыного не было в наличии. Программа прошивки написанна верно, я ее проверял на Proteus Isis, все работало.
Как проверить действительно ли контроллер неисправен? Правильно ли воткнут мк? Нормальное ПО не может такого выдавать. Вот например читается ли сигнатура мк? Как тактируется мк? Вернее тактирует ли программатор мк? Как настроены длительность импульса сброса и частота sck? Восстановить пароль Выслать повторно письмо для активации.
Проверка исправности микроконтроллера [avr]. Опции темы. Дата На данный раздел помимо Правил форума распространяются текже следующие правила: Прежде чем создать тему воспользуйтесь поиском или посмотрите в faq.
Возможно на форуме уже есть ответ на ваш или близкий к вашему вопрос. В заголовке темы в квадратных скобках обозначьте используемое семейство микроконтроллера: [avr],[pic],[arm].
При создании темы с вопросом указывайте участок кода с ошибкой, версию компилятора, схемы подключения, fuse биты и прочие данные, которые помогут найти правильный ответ.
Для форматирования текста программ используйте кнопку код. Новое сообщение должно иметь прямое отношение к тематике этого раздела. Для флуда, просьб выполнить задание, поиска партнёров или исполнителей существуют свои разделы. Если вы заметили несовместимое с правилами сообщение, то можете уведомить об этом модератора раздела нажав кнопку у соответствующего сообщения.
Не использовать. Вы можете загрузить файл в это сообщение. Максимальный размер файла: 1мб. Включить смайлики? Включить подпись? По вопросам размещения рекламы пишите на vladimir sobaka vingrad.
Как проверить диодный мост мультиметром
Перепутал полярность Имя Запомнить? Перепутал полярность.
Программатор в ближ. После 4,5 Ампер контроллер можно выбросить. Пики — ребята крепкие. Как-то раз по-запарке подал 12В на й, камень выдержал. Проверить — просто.
all-audio.pro – для проверки на исправность в системе, работоспособность микроконтроллера, корректность.
Проверка микросхемы мультиметром и специальным тестером
Вот и пришло время для первой прошивки. Данная прошивка является тестовой. Она не производит ни каких полезных действий, кроме дрыганья ножками по определенному алгоритму. Этой прошивкой можно проверить работоспособность всего микроконтроллера и портов ввода-вывода в частности. Чтобы проверить микроконтроллер необходимо загрузить прошивку и посмотреть, что происходит на ножках. Без резистора проверять не стоит — можно спалить порт ввода-вывода. Микроконтроллер работает от внутреннего генератора, поэтому нет необходимости во внешнем кварце. Ножки 9 и 10 подключение внешнего кварца не задействованы, на случай если там окажется внешний кварц.
Как проверить транзистор мультиметром
Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим.
У меня есть MSP Launchpad. На нем была уже зашита программа мигания светодиодом и она работала нормально. После этого я попробовал зашить туда другую программу, но она почему то не работала, хотя в IAR все биты регистров устанавливались, как надо. Я попробовал подать единицу на все пины и проверил мультиметром напряжение, на некоторых оно было в норме, а на большей части пинов нет, причем иногда неработающие начинали работать, загорался светодиод.
В этой статье будет рассказано о том, как проверить на работоспособность микросхему с использованием обычного мультиметра. Иногда определить причину неисправности довольно просто, а иногда на это уходит много времени, и в результате поломка так и остается невыясненной.
Как проверить исправность цифровых микросхем без выпайки их из платы
Я как-то баловался с fuse-битами на моей тиньке Attiny и был добаловался. Так как фьюзы я трогал только отвечающие за источник тактирующего сигнала мне повезло. Фьюз биты делятся на несколько групп:.
Lock-фьюзы — отвечают за сохранность кода программы находящегося в микроконтроллере, так сказать предостварщает попытки скачать с микроконтроллера управляющую программу. Я так считаю что даже если скачать программу и попробовать её расшифровать то мало что получится, напрмиер стыкался с такими случаями в PHP.
022-Тестовая прошивка для AVR микроконтроллеров (проверка работоспособности портов).
Не все знают, как проверить микросхему на работоспособность мультиметром. Даже при наличии прибора не всегда удается это сделать. Бывает, выявить причину неисправности легко, но иногда на это уходит много времени, и в итоге нет никаких результатов. Приходится заменять микросхему. Проверка микросхем — это трудный, иногда невыполнимый процесс. Все дело в сложности микросхемы, которая состоит из огромного количества различных элементов.
Микроконтроллеры, АЦП, память и т.д. различных режимах, часть из которых может не использоваться в заведомо исправной схеме.
022-Тестовая прошивка для AVR микроконтроллеров (проверка работоспособности портов).
DOC Rev 1. Перед этим тестом обязательно убедитесь, что контакты разъема чисты и на них нет остатков флюса. О технологии монтажа печатных плат, можете прочитать здесь. Уделите этому особое внимание так как эта неисправность очень сложно тестируется и выражается в общей ненадежности работы программатора или его полной неработоспособности.
Ремонт автомагнитол
ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как проверить любой ШИМ (PWM) контроллер
Дневники Файлы Справка Социальные группы Все разделы прочитаны. Как проверить исправность цифровых микросхем без выпайки их из платы. Очень часто когда приходится ремонтировать цифровую технику сталкиваешься с такой проблемой — одна цифрова микросхема закорачивает другую микросхему, поэтому когда проверяешь сигнал на выходе микросхемы и его там нет, можно придти к ложному выводу что микросхема не исправна.
Я обычно разрываю печатные дорожки к другим микросхемам.
Чтобы более осознанно понималь, как проверить диодный мост мультиметром, рекомендую прежде ознакомиться со статьей, как проверить диод. Диодный мост предназначен для выпрямления переменного напряжения в постоянное, а точнее говоря, в пульсирующее.
Как проверить микросхему на работоспособность мультиметром не выпаивая
Как проверить работает ли МК? Еще слишал, что у неработоспособного МК на всех виводах портов высокий уровень. А кто еще знает какие методы проверки МК? Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Если своя разработка, можно записать тестовую программку, провтейший вывод во все порта от 0 до и посмотреть сигналы.
Как мультиметром проверить на работоспособность микросхему?
Если он перегорел, прозвоните относительно корпуса на короткое замыкание элементы фильтра питания, усилитель ли мощность по шине питания , фильтрующие конденсаторы блоков. Перегорание обугливание данного резистора указывает на короткое замыкание в данном блоке.
Как проверить микроконтроллер мультиметром
Доброго дня уважаемые радиолюбители! Вообще то, где какой щуп указано на корпусе любого авометра. Если он не оборван, то исправен и всегда может пригодится. Его-то и измеряют омметром. Конденсаторы переменной емкости проверяются омметром на отсутствие замыканий.
Поиск данных по Вашему запросу:
Как проверить микроконтроллер мультиметром
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Спалил UART? Как проверить?
- Как проверить микросхему на работоспособность мультиметром не выпаивая
Что нужно для программирования микроконтроллеров? - Как проверить аккумулятор автомобиля
- Как проверить конденсатор мультиметром
- Как проверить исправность микроконтроллера?
- Proteus | Симуляция работы микроконтроллеров
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как проверить конденсатор мультиметром.
Спалил UART? Как проверить?
Как проверить работает ли МК? Еще слишал, что у неработоспособного МК на всех виводах портов высокий уровень. А кто еще знает какие методы проверки МК? Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Если своя разработка, можно записать тестовую программку, провтейший вывод во все порта от 0 до и посмотреть сигналы. Да, но PonyProg считывает лок-биты, а также находит сам кристал Это позволяет идентыфицыровать работоспособность?
Да и насколько? Конденсаторы Panasonic. Часть 4. Полимеры — номенклатура. Главной конструктивной особенностью таких конденсаторов является полимерный материал, используемый в качестве проводящего слоя. Полимер обеспечивает конденсаторам высокую электрическую проводимость и пониженное эквивалентное сопротивление ESR.
Номинальная емкость и ESR отличается в данном случае высокой стабильностью во всем рабочем диапазоне температур. А повышенная емкость при низком ESR идеальна для решения задач шумоподавления и ограничения токовых паразитных импульсов в широком частотном диапазоне.
Читать статью. Программатор — не показатель. У меня лично один камень так сдох — программатор всё читает, стирает, пишет идеально. А в схеме — труп полный.
Поменял его — заработало всё. Допустим, выгорела одна ножка — не реагирует ни на что. Всё остальное работает. Но это надо вытаскивать проц из схемы, вставлять его в некий «тестер» ну и т. Короче, надо определиться что проверять, а потом уже думать. Конструкция модулей должна быть соответствующая.
You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account. Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.
Restore formatting. Only 75 emoji are allowed. Display as a link instead. Clear editor.
Вообще — термин «работает ли МК» скользкий знаете-ли Или шарахнуло на АЦП, допустим, 10 вольт и выгорел порт. Всё работает, АЦП — нет. Edited June 19, by hd Join the conversation You can post now and register later. Reply to this topic Go To Topic Listing. Изготовление датчиков для металлодетекторов. Товарищи, на днях писал про завышенную чуйку. Обнаружил что у меня на выходе ТХ стояло сопротивление 5Ом, поставил 10, ситуацию это мало изменило.
ИК паяльная станция своими руками. У меня первая была разведена авторская, вторую переделывал под свой индикатор, так вот она рабочая, выбросить жалко, давайте адрес отправлю на следующей неделе, вставите свой МК, подключите индикатор там разъем под штырьки.
Корпуса пополняемая. Разъемы, клеммники. Sign In Sign Up.
Как проверить микросхему на работоспособность мультиметром не выпаивая
Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. У меня есть MSP Launchpad. На нем была уже зашита программа мигания светодиодом и она работала нормально. После этого я попробовал зашить туда другую программу, но она почему то не работала, хотя в IAR все биты регистров устанавливались, как надо. Я попробовал подать единицу на все пины и проверил мультиметром напряжение, на некоторых оно было в норме, а на большей части пинов нет, причем иногда неработающие начинали работать, загорался светодиод. Значит ли это, что микроконтроллер вышел из строя? Армянское Радио gbg Баянист.
Обходимся мультиметром для проверки тиристора. измерения сопротивления, но и для питания микроконтроллера и его периферии.
Что нужно для программирования микроконтроллеров?
Не все знают, как проверить микросхему на работоспособность мультиметром. Даже при наличии прибора не всегда удается это сделать.
Бывает, выявить причину неисправности легко, но иногда на это уходит много времени, и в итоге нет никаких результатов. Приходится заменять микросхему. Проверка микросхем — это трудный, иногда невыполнимый процесс. Все дело в сложности микросхемы, которая состоит из огромного количества различных элементов. Есть три основных способа, как проверить микросхему, не выпаивая, мультиметром или без него:. Разумеется, самым простым способом проверки микросхемы является первый из вышеописанных: то есть осмотр детали. Для этого достаточно внимательно посмотреть сначала на одну ее сторону, а затем на другую, и попытаться заметить какие-то дефекты. Самый же сложный способ — проверка с помощью мультиметра.
Как проверить аккумулятор автомобиля
Начнем с того, что микросхема микросхеме рознь и отличаются как по питающему напряжению, так и по функционалу логические элементы, триггеры, счетчики, генераторы, память, усилители, драйверы, компараторы, стабилизаторы, ШИМ и прочее а так-же могут выступать в роли мини компьютеров к примеру те-же stm32, atmel, pic и т.
По сути — проверить можно что угодно, если знаешь как «оно» должно отреагировать на тот или иной сигнал, но иногда одного мультиметра просто не хватит, чтоб например проверить форму «пилообразного» сигнала или скважность выхода ШИМ. Для проверки микросхемы требуется подать напряжение на вход и на выходе его измерить мультиметром. Как мультиметром проверить на работоспособность микросхему?
Запросить склады. Перейти к новому.
Как проверить конденсатор мультиметром
Резисторы достаточно распространены и встречаются практически во всех электроприборах. Основная характеристика их — номинальное сопротивление. Для того чтобы узнать, годен ли элемент, нужно знать, как проверить резистор мультиметром. Работа с мультиметром также помогает определить многие неполадки в схеме. Обычный мультиметр тестер , используемый в быту, сможет стать незаменимым помощником. Вне зависимости от типа устройства, с его помощью можно проводить комплексную диагностику схем и деталей.
Как проверить исправность микроконтроллера?
Дневники Файлы Справка Социальные группы Все разделы прочитаны.
Как проверить исправность цифровых микросхем без выпайки их из платы. Очень часто когда приходится ремонтировать цифровую технику сталкиваешься с такой проблемой — одна цифрова микросхема закорачивает другую микросхему, поэтому когда проверяешь сигнал на выходе микросхемы и его там нет, можно придти к ложному выводу что микросхема не исправна. Я обычно разрываю печатные дорожки к другим микросхемам. Но есть ли другой способ чтобы проверять микросхемы без разрыва дорожек? Кто знает поскажите пожалуйста. Вот пример: Ремонтировал цифровое радио.
Нужно проверить, та ли прошивка сейчас находится в контроллере. Если прошивка совпадает с записанной, стоит проверить.
Proteus | Симуляция работы микроконтроллеров
Как проверить микроконтроллер мультиметром
В этой статье будет рассказано о том, как проверить на работоспособность микросхему с использованием обычного мультиметра. Иногда определить причину неисправности довольно просто, а иногда на это уходит много времени, и в результате поломка так и остается невыясненной.
В этом случае надо сделать замену детали.
Теперь, когда мы уже ознакомлены с некоторыми возможностями и функциями микроконтроллеров, естественно, возникает логичный вопрос: что нужно для программирования микроконтроллеров? Какие необходимы программы и устройства, где их взять? Для того чтобы микроконтроллер мог решать задачи и выполнять определенные функции, его нужно запрограммировать, т. Первым делом, прежде чем приступить к написанию любой программы, а точнее кода программы, следует четко представлять, какие функции будет выполнять микроконтроллер.
Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок.
Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Советы начинающим программистам микроконтроллеров Программирование микроконтроллеров Из песочницы Очень давно хотелось поделиться своим опытом, с начинающими радиолюбителями, потому что об этом пишут очень мало и разрозненно. Мой опыт не хороший, не плохой, он такой какой есть.
С некоторыми утверждениями вы в праве не согласиться и это нормально, ведь у каждого свое видение ситуации. Цель данного материала, обратить внимание читателя на некоторые вещи, что то взять на заметку и сформировать собственное мнение и видение ситуации, ни в коем случае нельзя воспринимать это как истину.
Proteus — это универсальная программа, с помощью которой можно создавать различные виртуальные электронные устройства и выполнять их симуляцию. Она содержит огромную библиотеку аналоговых и цифровых микросхем, датчиков, дискретных элементов: резисторов, конденсаторов, диодов, транзисторов и т. Также имеется широкий набор компонентов оптоэлектроники: дисплеи, светодиоды, оптопары и др. Главным преимуществом и отличием Протеус от других подобных программ для симуляции работы электрических цепей, — это возможность выполнять симуляцию работы микропроцессоров и микроконтроллеров МК.
Как выбрать микроконтроллер для вашего нового продукта
Как выбрать правильный микроконтроллер для вашего конкретного аппаратного продукта? Эта статья покажет вам все различные факторы, которые вам нужно учитывать при выборе самого лучшего микроконтроллера.
При выборе подходящего микроконтроллера для проекта необходимо учитывать стоимость, производительность, энергопотребление и общий размер. Наличие надлежащего программного обеспечения и аппаратных средств также является основным фактором.
Поддержка выбранной платформы также очень важна — не только со стороны производителя, но и со стороны сообщества в целом. Также помогает, если выбранный микроконтроллер имеет легкодоступную макетную плату.
Наконец, время разработки может быть значительно сокращено, если выбранный микроконтроллер имеет обширные, полностью отлаженные программные библиотеки с хорошо документированными интерфейсами прикладного программирования или API.
ПРИМЕЧАНИЕ: Это длинная и очень подробная статья, так что вот бесплатная PDF-версия для удобства чтения и использования в будущем.
В этой статье будут представлены только те микроконтроллеры, которые в целом соответствуют вышеуказанным критериям.
Все современные микроконтроллеры имеют некоторые общие черты.
В дополнение к процессорному блоку у них есть определенный объем флэш-памяти, который используется для хранения кода приложения, некоторое количество SRAM и, в большинстве случаев, некоторое количество EEPROM.
Им нужен источник тактового сигнала, который обычно обеспечивается либо внутренним резисторно-конденсаторным (RC) генератором, либо внешним кристаллом для более критичных по времени приложений. У них есть несколько цифровых портов ввода-вывода и как минимум один таймер/счетчик.
Кроме того, за исключением микроконтроллеров очень низкого уровня, большинство из них имеют как минимум один UART для последовательной связи. Кроме того, микроконтроллеры различаются объемом имеющейся у них памяти, количеством и типом других периферийных устройств, интегрированных в микросхему, а также скоростью, с которой они запускают пользовательские приложения.
Это зависит не только от исходной тактовой частоты; это также зависит от ширины данных процессора и любых включенных функций аппаратного ускорения.
Микроконтроллеры для встраиваемых систем в основном делятся на три категории в зависимости от ширины их шин данных: 8-битные, 16-битные и 32-битные. Есть и другие, но эти самые популярные.
Как правило, 8-битные микроконтроллеры ориентированы на более простые приложения, 32-битные — на более высокие, а 16-битные — на средние.
На сегодняшний день большинство продуктов, над которыми я работаю, включают в себя 32-разрядные микроконтроллеры, но 8- или 16-разрядные микроконтроллеры могут быть хорошим выбором для бюджетных и недорогих продуктов.
Содержание
8-разрядные микроконтроллеры
Если приложение не предъявляет очень высоких требований к вычислительной мощности и имеет относительно небольшой размер, то имеет смысл рассмотреть 8-разрядный микроконтроллер.
Для справки: большинство плат Arduino основаны на 8-битных микроконтроллерах. Поэтому, если вы построили свой ранний прототип с помощью Arduino, вы можете использовать 8-битный микроконтроллер в своем конечном продукте.
При выборе ориентируйтесь не на цену, а во многих случаях 32-битные микроконтроллеры могут быть дешевле 8-битных чипов.
Например, Atmega328p — это 8-битный микроконтроллер, использующий Arduino Uno. Это стоит чуть более 1 доллара в объемах около 10 тысяч штук. Он работает на частоте 20 МГц и включает 32 КБ флэш-памяти и 2 КБ ОЗУ.
С другой стороны, вы можете приобрести 32-битные микроконтроллеры, работающие на частоте 48 МГц, с аналогичной памятью всего за 60 центов. Вероятно, это связано с тем, что популярность 32-битных микроконтроллеров снижает их стоимость.
При этом существуют еще более дешевые 8-битные микроконтроллеры, которые стоят менее 25 центов при аналогичных объемах.
8-разрядные микроконтроллеры обычно следует рассматривать для приложений, предназначенных только для выполнения одной задачи, с ограниченным пользовательским интерфейсом и небольшой обработкой данных.
8-битные микроконтроллеры бывают всех размеров, от небольших 6-контактных устройств до чипов с 64 контактами.
Они имеют размеры флэш-памяти от 512 байт до 256 КБ, размеры SRAM от 32 до 8 КБ и более и EEPROM от 0 до 4 КБ и более. Минимальная система может состоять из одного чипа с блокировочным конденсатором на шине питания.
Тремя самыми популярными линейками 8-битных микроконтроллеров являются серия 8051, серия PIC от Microchip и серия AVR от Atmel, которая теперь является частью Microchip.
Серия 8051
Этот микроконтроллер, изначально произведенный Intel, а теперь производимый другими компаниями, до сих пор широко используется во многих устройствах.
Несмотря на то, что они доступны как автономные устройства, 8051 в настоящее время в основном используются в качестве ядер IP (интеллектуальной собственности), которые встроены в кремний специализированных чипов для конкретных приложений, таких как некоторые беспроводные радиопередатчики.
Очень редко 8051 будет правильным выбором для использования в качестве основного микроконтроллера для вашего продукта.
Микроконтроллеры PIC Series
довольно популярны и имеют широкую поддержку как со стороны Microchip, так и со стороны третьих сторон.
Компания Microchip бесплатно предоставляет интегрированную среду разработки (IDE) MPLAB ® X, которая включает в себя C-компилятор. Также бесплатно доступен в виде подключаемого модуля IDE MPLAB Code Configurator, который генерирует C-код для встроенных периферийных устройств.
Затем это можно интегрировать в код приложения. Существуют модели PIC с комбинациями USART, SPI, I 2 C, ADC, USB, LIN, CAN и другие интерфейсы. Microchip также предлагает средства разработки, такие как MPLAB PICkit 4.
Также доступны более качественные коммерческие компиляторы с улучшенной оптимизацией кода. Вот краткое справочное руководство в формате PDF по микроконтроллерам PIC.
Получите БЕСПЛАТНОЕ полное руководство по разработке нового электронного оборудования
Серия AVR
AVR — еще одна серия очень популярных 8-битных микроконтроллеров.
Хотя они находятся в том же пространстве, что и PIC, описанные выше, и имеют сопоставимые характеристики, у них есть одна большая претензия на известность: Arduino. 9Рисунок 1. Большинство плат Arduino основаны на 8-разрядных микроконтроллерах AVR Из-за очень широкого спектра доступных библиотек для Arduino, AVR заслуживают серьезного внимания для 8-битных приложений, даже если только для проверки прототипов концепции.
Поскольку библиотеки Arduino написаны на C++, их можно легко включить в любое приложение, написанное на C/C++.
Средства разработки программного обеспечения включают AVR studio или, если используется Arduino, обычно используются Arduino IDE и Platform IO. Компилятором, используемым в этих IDE, является AVR GCC, бесплатный компилятор C/C++ с очень хорошей поддержкой и поддержкой.
Средства разработки оборудования включают Atmel ICE и PICkit 4. Кроме того, по-прежнему широко доступны зрелые инструменты, такие как STK600 и AVR Dragon. Вот ссылка на краткое справочное руководство в формате PDF по микроконтроллерам AVR.
16-битные микроконтроллеры
16-разрядные микроконтроллеры — это следующий шаг вперед по сравнению с 8-разрядными, но при этом они имеют многие из тех же атрибутов. Они быстрее, поддерживают еще больше периферийных устройств и, как правило, предлагают больше памяти, как флэш-памяти, так и SRAM.
В дополнение к большему количеству контактов ввода-вывода, большинство из них также имеют аппаратные множители, которые значительно быстрее и используют меньше программной памяти по сравнению с чисто программными реализациями.
Легко найти устройства, которые имеют как АЦП, так и ЦАП, или устройства с емкостными сенсорными датчиками, сегментированными ЖК-драйверами и Ethernet.
Внутри эти устройства также имеют аппаратные блоки, которые обычно не встречаются в устройствах более низкого уровня. К ним относятся механизмы шифрования, операционные или программируемые усилители усиления и контроллеры прямого доступа к памяти.
Хотя 16-разрядные микроконтроллеры можно найти у различных производителей, таких как Microchip (популярным выбором является их микроконтроллер dsPIC33), NXP, Infineon или Cypress, серия TI MSP430 будет представлена здесь как типичный пример этого сегмента микроконтроллеров.
TI MSP430 Серия
MSP430 — это серия 16-разрядных микроконтроллеров с очень низким энергопотреблением, которые доступны во многих вариантах. Они варьируются от универсальных до очень специализированных моделей.
Одна интересная особенность специализированных вариантов этих микроконтроллеров заключается в том, что они на самом деле разветвляются на две крайности: очень специализированные, очень недорогие модели и модели высокого класса с интерфейсами аналоговых датчиков и цифровой обработкой сигналов (DSP).
Примером высокотехнологичного применения является ультразвуковой датчик расхода. На низком уровне TI также производит чипы на базе MSP430, которые решают множество очень специфических аппаратных функций. Подробнее см. в этой электронной статье.
Например, вам нужен интерфейс SPI-UART, расширитель ввода-вывода или мост UART-UART? Все это есть, и все это менее чем за 0,30 доллара за этот чип.
Наконец, конечно же, MSP430 поддерживается рядом недорогих инструментов и наборов для разработки.
В таблице 1 ниже показаны дополнительные функции, доступные в некоторых основных версиях.
| MSP430FR2x | MSP430FR4x | MSP430FR5x | MSP430FR6x | |
| Программная память | До 32 КБ | До 16 КБ | До 256 КБ | До 128 КБ |
| Количество контактов | от 16 до 64 в различных упаковках | от 48 до 64 в различных упаковках | от 24 до 100 штук в различных упаковках | от 56 до 100 штук в различных упаковках |
| Периферийные устройства, обычно недоступные в 8-битных контроллерах | ЦАП, PGA, трансимпедансные и операционные усилители | Логика модуляции ИК | прямой доступ к памяти, АЭС | прямой доступ к памяти, АЭС |
| Драйверы ЖК-сегментов | — | Вверх 256 | — | До 320 |
Таблица 1.
Основные характеристики MSP430
32-разрядные микроконтроллеры
32-разрядные микроконтроллеры — это мощные устройства с функциями, подобными микропроцессорам. Некоторые из расширенных функций включают конвейерную обработку инструкций, прогнозирование ветвлений, вложенные векторные прерывания (NVI), блоки с плавающей запятой (FPU), защиту памяти и встроенные отладчики.
Конвейерная обработка инструкций означает, что ядро процессора заранее выбирает последующие инструкции, а предсказание ветвлений предварительно выбирает следующие инструкции обоих результатов условия if-else, тем самым ускоряя выполнение кода.
NVI обеспечивает приоритеты прерываний, когда одно прерывание может вытеснить прерывание с более низким приоритетом.
FPU могут выполнять вычисления с плавающей запятой намного быстрее, чем методы, реализованные в ПО.
Защита памяти гарантирует, что код приложения не сможет непреднамеренно перезаписать важные разделы, предназначенные, например, для операционной системы.
Наконец, встроенная отладка позволяет заглянуть в регистры и другие области системы, чтобы облегчить отладку кода приложения. Все это вместе позволяет этим микроконтроллерам запускать большие, быстрые и надежные приложения.
Кроме того, их необработанная вычислительная мощность означает, что они могут легко поддерживать операционные системы реального времени (RTOS), которые, в свою очередь, обеспечивают возможности многозадачности.
Несмотря на то, что на рынке представлено множество 32-разрядных микроконтроллеров, основное внимание в этой заметке будет уделено устройствам на базе ARM Cortex M, с особым упоминанием ESP32 от Espressif.
На самом деле ARM Holdings разрабатывает только IP-адреса ядер процессоров, которые они затем лицензируют для различных поставщиков полупроводников, которые включают их вместе с некоторыми периферийными устройствами в свои собственные кремниевые чипы. Многие производители микросхем предлагают микроконтроллеры на базе архитектуры Cortex-M.
Двумя известными поставщиками микросхем на базе ARM являются Atmel со своей линейкой устройств SAM и STMicroelectronics со своей линейкой продуктов STM32.
Устройства SAM заслуживают упоминания здесь из-за их использования в некоторых платах, совместимых с Arduino. Однако в целом устройства STM32 предлагают более широкий выбор, и им следует уделить первостепенное внимание при разработке встроенного 32-разрядного микроконтроллера.
Микроконтроллеры STM32
Ядра ARM Cortex M выпускаются во многих версиях. Наиболее популярными из них являются M0/M0+, M1, M3, M4 и M7, каждая из которых предлагает все более высокую производительность. Микроконтроллеры STM32 включают ядра M0/M0+, M3, M4 или M7.
На рис. 1 показано семейство микроконтроллеров STM32 на базе ARM Cortex M и сегменты их предполагаемого применения.
Рис. 2. Семейство микроконтроллеров STM32
В каждой из категорий, показанных на рис.
1, существует множество семейств, которые можно выбрать для более точного соответствия заданному приложению.
Например, на рис. 2 показаны основные варианты, доступные в «основной» категории, и кривая их относительной производительности. Обратите внимание, что внутри каждого семейства существует множество вариантов с различными сочетаниями периферийных устройств и объемов памяти.
В настоящее время в этой категории доступно более трехсот микроконтроллеров STM32.
Рисунок 3 – Семейство микроконтроллеров в категории STM32 Mainstream
Аппаратная поддержка STM32: Семейство STM32 поддерживается широким спектром аппаратных инструментов, предоставляемых как ST Microelectronics, так и сторонними производителями.
Недорогой внутрисхемный отладчик/программатор — STLink V2. Он сделан ST и доступен в таких местах, как Digi-Key; однако доступны и очень недорогие клоны.
ST Microelectronics также предлагает большой выбор отладочных плат семейств Nucleo и Discovery.
Оба содержат отладочный интерфейс STLink. Все, что нужно, это компьютер с USB, на котором запущено соответствующее программное обеспечение для оценки выбранного микроконтроллера.
Платы Discoveryвключают дополнительные внешние периферийные устройства, такие как датчики MEM и емкостные сенсорные панели. Однако у Nucleos есть разъемы, совместимые с платами Arduino.
Рисунок 4 – Отладочная плата ST Discovery для микроконтроллера STM32F407
Прежде чем покинуть этот раздел, стоит упомянуть еще одну очень недорогую отладочную плату. Эта плата, широко известная как Blue Pill, оснащена чипом STM32F103 на базе Cortex M3 и стоит менее 2 долларов в некоторых источниках.
Привлекательной особенностью этой платы является то, что ее можно сделать совместимой с Arduino, чтобы Arduino IDE или Platform IO можно было использовать для написания и загрузки кода для быстрой проверки концептуальных проектов.
Хотя процесс обеспечения совместимости с Arduino немного сложен, есть несколько мест, где продаются готовые платы для Arduino. Просто выполните поиск «STM32duino».
ПРИМЕЧАНИЕ: Это длинная и очень подробная статья, поэтому вот ее бесплатная версия в формате PDF для удобства чтения и использования в будущем.
Чтобы узнать, как спроектировать собственную плату микроконтроллера на основе STM32, обязательно просмотрите это руководство и ознакомьтесь с этим подробным платным курсом.
Поддержка программного обеспечения STM32: STMicroelectronics предоставляет версию пакета разработки ARM Mbed для всей своей линейки продуктов STM32. Это включает в себя IDE, компилятор и обширный набор библиотек.
Для разработчиков, которые предпочитают использовать другие компиляторы, ST предоставляет свой STMCube. Это программное обеспечение генератора кода, которое создает коды инициализации для периферийных устройств STM32.
При этом нет необходимости полностью проходить настройки битов нескольких регистров для настройки периферийных устройств, таких как, например, порты ввода-вывода или таймеры.
ESP32
ESP32 — это микроконтроллер от Espressif Systems. Как показано на рисунке 3, он имеет все функции типичного 32-битного микроконтроллера.
Рисунок 5. Модуль Espressif ESP32
Однако, что отличает этот конкретный микроконтроллер от других, так это включение в чип оборудования WiFi и Bluetooth.
Сюда входят не только стеки протоколов, но и сами радиопередатчики. ESP32 также доступен в виде небольшого предварительно сертифицированного модуля со встроенной антенной.
Для приложений, требующих подключения по Wi-Fi или Bluetooth, ESP32 заслуживает серьезного рассмотрения. Цена ESP32 (как дискретного чипа, так и модуля) очень доступная, особенно с учетом количества функций и производительности, заложенных в этот чип.
Рисунок 6 – Функциональная блок-схема ESP32
Заключение
Возможно, микроконтроллер является наиболее важным компонентом, который вы должны выбрать для своего продукта. Переход на новый микроконтроллер в середине проекта может стать кошмаром, поэтому убедитесь, что вы сделали этот выбор заранее.
Другие компоненты конструкции обычно могут быть изменены, не требуя масштабных общесистемных изменений. Это не относится к микроконтроллеру, который служит ядром вашего продукта.
Выбирая микроконтроллер, вы обычно выбираете тот, который дает вашему продукту пространство для роста. Например, если вы определили, что вам требуется 16 контактов GPIO, вам не следует выбирать микроконтроллер только с 16 контактами GPIO.
Что произойдет, если вы решите добавить новую кнопку в будущем, и вам понадобится еще один контакт GPIO? Если ваш микроконтроллер не дает вам возможности для роста, вы можете обнаружить, что кажущиеся простыми обновления конструкции в будущем потребуют серьезной переделки, поскольку необходим новый микроконтроллер.
С другой стороны, вы не хотите выбирать больше производительности или функций, чем вы когда-либо предполагали.
Например, если ваш продукт просто контролирует температуру и влажность, вам никогда не понадобится продвинутый 32-битный микроконтроллер, работающий на частоте в сотни МГц. Это было бы излишеством, которое добавит ненужные затраты и усложнит дизайн вашего продукта.
Вместо этого вам нужно найти золотую середину между наличием пространства для роста, если это необходимо, и при этом не платить за производительность или функции, которые вам никогда не понадобятся.
Другой контент, который может вам понравиться:
4.1 7 голосов
Рейтинг статьи
Тест производительности MCU — Electronics Maker
Производительность — это выполнение данной задачи, измеряемое в соответствии с существующими известными стандартами точности, полноты, стоимости и скорости. Сравнивать различные микроконтроллеры на основе их производительности никогда не было легко, поскольку в отрасли доступны сотни микроконтроллеров с различными функциями/конфигурациями для любого конкретного приложения. Сравнительный анализ является решением этой сложной задачи.
В течение почти полутора десятилетий тест Dhrystone был единственным тестом для ядра MCU. Dhrystone, эталонная программа синтетических вычислений, была разработана в 1984 году Райнхольдом П. Вейкером и предназначалась для представления системного (целочисленного) программирования. Dhrystone — это простая программа, тщательно разработанная для статистической имитации использования процессора определенным общим набором программ. Dhrystone может представлять результат более осмысленно, чем MIPS (миллион инструкций в секунду), потому что сравнение количества инструкций между различными наборами инструкций (например, RISC и CISC) может исказить простые сравнения. Например, одна и та же высокоуровневая задача может потребовать гораздо больше инструкций на RISC-машине, но может выполняться быстрее, чем одна инструкция CISC. Таким образом, для сравнения, оценка Dhrystone подсчитывает только количество завершенных итераций программы в секунду, что позволяет отдельным машинам выполнять этот расчет специфическим для машины способом.
РЕКЛАМА
Идеальный эталонный тест должен давать оценку, полностью отражающую основные возможности микроконтроллера, независимо от остальной системы. Но это невозможно, так как все ядра MCU должны взаимодействовать с другим набором памяти — кешем, памятью данных, а также памятью инструкций, которая может не работать на оптимальной частоте ядра MCU. Основная производительность MCU также связана с цепочками инструментов, такими как компиляторы. Разные компиляторы генерируют разные коды для одного и того же кода C. Следовательно, общий бенчмаркинг должен включать ядро микроконтроллера, скорость памяти и компиляторы, чего нельзя сказать о тестировании Dhrystone.
В 1996 году Маркус Леви выполнил практический проект, направленный на устранение неэффективности Dhrystone MIPS как инструмента для оценки производительности встроенных процессоров и создание нового набора эталонных тестов, которые могли бы предоставить более качественную информацию для помощи в анализе микропроцессоров. , микроконтроллеры и компиляторы. В 1997 году Маркус Леви предложил идею EEMBC на конференции, в которой приняли участие такие компании, как AMD, ARM, DEC, Hitachi, IBM, Intel, LSI Logic, Microchip, Motorola, National Semiconductor, NEC, Philips, SGS-Thomson, Siemens, Sun, TEMIC, Texas Instruments и Toshiba, некоторые из которых впоследствии стали первоначальными членами EEMBC. Шесть месяцев спустя, при финансировании и юридическом одобрении 12 первоначальных членов, EEMBC был основан как некоммерческий консорциум, отвечающий отраслевым стандартам. С тех пор число участников EEMBC увеличилось до более чем 50, а наборы эталонных тестов фактически заменили Dhrystone MIPS в качестве отраслевого стандарта для измерения производительности процессоров, DSP и компиляторов. Некоторые популярные тесты EEMBC:
- CoreMark
- Тест UPL
- Масштабная отметка
- FP Эталонный тест
- Тест просмотра
- Тест Интернета вещей
- AndEBench-Pro
В этой статье рассматриваются тесты Coremark и ULP, которые легко доступны для оценки ядер MCU.
CoreMark — это небольшой тест, выпущенный EEMBC, предназначенный для ядра ЦП. CoreMark позволяет избежать таких проблем, как вычисление компилятором работы во время компиляции, и использует реальные алгоритмы, а не полностью синтетические. Чтобы оценить ценность CoreMark, давайте обсудим его компоненты тестирования, которые представляют собой списки, строки и массивы (точнее, матрицы).
Списки обычно используются указателями и также характеризуются непоследовательными шаблонами доступа к памяти. С точки зрения тестирования ядра ЦП, обработка списка в основном проверяет, насколько быстро данные могут использоваться для просмотра списка. Для списков, превышающих доступный кэш ЦП, обработка списков также может проверить эффективность кэша и иерархии памяти.
Обработка списка состоит из обращения, поиска или сортировки списка по различным параметрам на основе содержимого элементов данных списка. Для проверки правильности работы CoreMark выполняет 16-битную проверку циклическим избыточным кодом (CRC) на основе данных, содержащихся в элементах списка. Поскольку CRC также часто используется во встроенных приложениях, этот расчет включен в временную часть CoreMark. Во многих реализациях простых списков программы выделяют элементы списка по мере необходимости с помощью вызова malloc. Однако во встроенных системах с ограниченной памятью списки обычно ограничиваются определенными блоками памяти, управляемыми программистом. CoreMark использует второй подход, чтобы избежать обращений к библиотечному коду (malloc/free).
Поскольку указатели на ЦП могут иметь длину от 8 до 64 бит, количество элементов, инициализированных для списка, рассчитывается таким образом, чтобы список содержал одинаковое количество элементов независимо от размера указателя. Другими словами, ЦП с 8-битными указателями будет использовать ¼ памяти, которую 32-битный ЦП использует для хранения заголовков списка).
Многие алгоритмы используют матрицы и массивы, требуют значительных исследований по оптимизации этого типа обработки. Эти алгоритмы проверяют эффективность циклических операций, а также способность ЦП и среды разработки компилятора использовать ускорители ISA, такие как модули MAC и инструкции SIMD. CoreMark выполняет простые операции над входными матрицами, включая умножение на константу, вектор или другую матрицу. CoreMark также тестирует работу с частью данных в матрице в виде извлечения битов из каждого элемента матрицы для операций. Чтобы подтвердить, что все операции были выполнены, CoreMark снова вычисляет CRC по результатам матричного теста.
Обработка конечного автомата
ЦП должен обрабатывать операторы управления, отличные от цикла. Конечный автомат, основанный на операторе switch или if, является идеальным кандидатом для тестирования этой возможности. Существует два распространенных метода для конечных автоматов: использование оператора switch или использование таблицы переходов состояний . Поскольку CoreMark уже использует последний метод в алгоритме обработки списка для тестирования поведения загрузки/сохранения, CoreMark использует прежний метод, операторы switch и if для проверки структуры управления ЦП.
Конечный автомат проверяет входную строку, чтобы определить, является ли ввод числом, если это не число, он достигнет «недопустимого» состояния. Это простой конечный автомат с 9 состояниями. Входные данные представляют собой поток байтов, инициализированный для обеспечения передачи всех доступных состояний на основе входных данных, недоступных во время компиляции. Весь входной буфер сканируется этим конечным автоматом.
Общая функциональность обработки конечного автомата CoreMark.
Для проверки работы CoreMark ведет подсчет количества посещений каждого состояния. Во время каждой итерации CoreMark некоторые данные повреждаются из-за входных данных, недоступных во время компиляции. В конце обработки данные восстанавливаются на основе входных данных, недоступных во время компиляции.
Чтобы оставаться доступной для как можно большего числа встроенных систем, больших и малых, размер кода программы составляет 2 КБ.
Результаты CoreMark:
На сайте http://www.eembc.org/coremark/index.php доступно около 408 результатов CoreMark. Эти результаты представлены в виде CoreMark, CoreMark/MHz и CoreMark/Core (чем больше, тем лучше ) в зависимости от версии компилятора и скорости работы.
Вы можете заметить, что для STM32L476 с одними и теми же компиляторами и той же скоростью работы есть три разных результата. Выбрав их, вы можете подробно просмотреть эти результаты и обнаружить, что код выполнялся с разными параметрами памяти. Итак, с CoreMark мы находим подробный бенчмаркинг MCU.
UPL Benchmark В любом оборудовании Интернета вещей/аккумуляторном питании мощность является одной из наиболее важных характеристик при разработке продукта. В зависимости от приложения критерии выбора устройства различаются. В большинстве таких приложений система большую часть времени проводит в спящем режиме и только при заданных событиях просыпается и работает в соответствии с системными требованиями. Таким образом, в зависимости от соотношения активного времени и времени ожидания/сна, разработчик должен выбирать компоненты на основе активного/спящего тока. В целом, приложение требует сочетания или компромиссов всего вышеперечисленного.
Однако в большинстве приложений процессор не является единственным потребителем энергии. Периферийные устройства могут вносить значительный вклад в общее потребление энергии. Это затрудняет создание тестов, поскольку периферийные устройства сильно различаются между поставщиками микроконтроллеров и даже между несколькими платформами одного и того же поставщика. Таким образом, эталонный код должен быть разработан таким образом, чтобы обеспечить гибкость и простоту внедрения или интеграции в любую систему микроконтроллеров. Следующим важным фактором, влияющим на мощность, является частота, с которой микроконтроллер выходит из режима ожидания.
В любом приложении с низким энергопотреблением рабочий цикл активного режима должен быть как можно меньше, а система большую часть времени должна оставаться в спящем режиме. Однако это должно быть сбалансировано с потребностями системы в реальном времени. Например, в системах может быть функция календаря, которая должна обновляться каждую секунду. Другим примером, который следует рассмотреть, являются промышленные датчики, требующие сбора выборок АЦП со скоростью 1 тыс. с/с, после чего данные оцениваются и обрабатываются. Тест ULPBench использовал интервал пробуждения в 1 секунду. Этот интервал служит цели обеспечения разумного времени отключения питания, а также включения энергетического бюджета, необходимого для перевода системы в режим энергосбережения и выхода из него. Бюджет энергии во время пробуждения не всегда указывается непосредственно в спецификациях MCU и поэтому является полезной частью оценки производительности.
T Набор эталонных тестов разрабатывается в несколько этапов. Первый этап — CoreProfile, охватывает ЦП, доступ к памяти, часы реального времени и функции энергосбережения. CoreProfile применим к большому количеству приложений и предоставляет ценные средства для сравнения различных микроконтроллеров. В CoreProfile определено базовое правило, согласно которому приложение ULP должно иметь возможность работать от одной батареи CR2032 [емкостью 225 мАч] более четырех лет. Типичный профиль приложения имеет как минимум одну активную фазу в секунду и выполняет предопределенные задачи на этой активной фазе.
Аппаратные требования MCU для запуска CoreProfile следующие:
— ЦП, ОЗУ, энергонезависимая память программ
— Таймер/счетчик RTC для односекундного прерывания пробуждения
— Генератор 32 кГц для RTC
— Сброс схема для правильного запуска
– Диапазон питания, включающий 3 В
Бенчмарк CoreProfile работает в двух режимах. Первый — это активный режим, в котором ЦП выполняет заранее определенный набор функций. Второй — режим энергосбережения, при котором ЦП остается в режиме ожидания, а RTC пробуждает ЦП раз в секунду для повторного запуска предопределенной задачи.
Тест ULPBench предоставляет набор профилей, ориентированных на различные реальные приложения. На основе этих профилей пользователи могут определять и масштабировать свои требования к приложениям, а также анализировать количество энергии, которое целевое приложение может потреблять для данного микроконтроллера.
TI в этой области: При профилировании семейства микроконтроллеров TI MSP430 со сверхнизким энергопотреблением при выполнении CoreProfile можно наблюдать значительную разницу в результатах тестов. Эти различия в баллах ULPBench обусловлены различными факторами, влияющими на потребление энергии при выполнении указанной задачи, а также способностью экономить энергию во время фазы энергосбережения и переходов между ними. Некоторые другие факторы, которые могут повлиять на оценку, — это объем памяти (и связанная с этим нагрузка на адресную шину и шину данных), технологический процесс и шина питания (цифровое ядро питается от широко варьирующейся шины питания по сравнению с регулируемым напряжением LDO).
Как видно из рисунка ниже, микроконтроллер MSP430FR5969 на основе технологии FRAM со сверхнизкой утечкой и интеллектуальной системой управления питанием обеспечивает очень убедительную оценку CoreProfile ULPBench, которая доказывает свою присущую способность соответствовать самым строгим энергетическим бюджетам в самых разных областях применения.
Блок-схема микроконтроллера MSP430FR5969 FRAM со сверхнизким энергопотреблением от TI.Преимущества ULPBench
ULPBench — это первый комплексный тест, который позволяет разработчикам использовать беспристрастный метод для сравнения различных микроконтроллеров со сверхмалым энергопотреблением на основе энергопотребления при выполнении заранее заданной задачи в реальном времени. Любой поставщик MCU может предоставить эталонный тест, перенесенный на его конкретную архитектуру MCU, а также предоставить передовые методы оптимизации своего кода для достижения наилучших результатов. Поставщики также могут предоставлять аппаратные (например, периферийные) и программные (например, компилятор) настройки, используемые в процессе сравнительного анализа. Таким образом, разработчики могут сэкономить время и усилия, затрачиваемые на понимание методов оптимизации энергопотребления, и просто использовать код ULPBench, предоставленный поставщиками в качестве «золотого стандарта» для минимального энергопотребления. Это помогает процессу оценки MCU стать более быстрым, более портативным, более эффективным и беспристрастным.
CoreProfile — это первая фаза набора тестовых профилей для приложений со сверхнизким энергопотреблением. На втором этапе, который называется «Профиль периферийных устройств», в набор тестов энергопотребления будут добавлены определенные периферийные устройства и функции.
