TI neden bu kadar çok mikrodenetleyiciye sahip?


44

Bir grupla bir proje üzerinde çalışıyorum ve projenin dijital bölümünden sorumluyum, bu yüzden kodu yazıyorum. Analog'dan Dijital'e geçmek için bir mikrodenetleyici seçmem gerekiyor.

TI mikrokontrolörlerine bakıyordum ve çok fazla olduklarını gördüm. Onlarda var:

  • Stellaris

  • Herkül

  • MSP430 Serisi

  • Ve liste sadece devam ediyor ..

Sorularım:

  • Hangi mikro denetleyici kullanılıyor ve neden?

  • Hangi koşullarda Y yerine mikrodenetleyici X kullanmalıyım?

  • Neden bu kadar çok farklı mikro kontrolör var?


5
Gereksinimlerinizle ilgili kararınızı verdiğinizden, o zaman, sadece üçte biri için fiyat ve% 150 daha fazlasını yapabilen bir tane satın almak yerine% 90 ile eşleşen birini arayın ve bulun.
PlazmaHH,

4
@PlasmaHH 90% iyi bir seçim değil :)
Eugene Sh.

39
İşime gidip gelmek için bir yol istediğimde, aralarından seçim yapabileceğiniz neden bu kadar çok araba var?
Wouter van Ooijen,

9
Süper-mega kabaca: 1) MSP430: düşük güç ve batarya uygulamaları; 2) C2000: motor kontrol ve güç elektroniği; 3) Tiva (TM4C): genel amaçlı ARM işlemcileri; 4) Sitara: çok daha gelişmiş (korteks A8, A9 vb.), Üzerinde linux çalıştırabilir; 5) Herkül: güvenlik uygulamaları. Ayrıca birçok DSP vardır (C5000 ve C6000). Bu bağlantı yardımcı olabilir. Ayrıca TI birçok seçim kılavuzları vardır bağlantı ... yani daha diyemeyiz, onlardan bile% 10 bizzat kullanmadıysanız
Gattuso

9
Cevabın bir kısmı, TI'nin bir dizi başarılı ve yarı başarılı mikrodenetleyici üreticisi satın alması ve bu hatların geliştirilmesi ve üretilmesine devam etmesi.
DoxyLover,

Yanıtlar:


123

Bir MCU geliştirme grubunda çalışan bir TI çalışanıyım, ancak bu TI'nin resmi bir ifadesi değil. Özellikle, bu yol haritaları veya öncelikler hakkında resmi bir açıklama değildir. Ayrıca, pazarlama yapmıyorum, bu yüzden herhangi bir pazarlama malzememizle çelişiyorsam haklıdırlar ve yanıldım. :-)

MD'nin cevabı doğru, ancak daha fazla detayın yardımcı olacağını düşündüm. TI, farklı gereksinimleri olan farklı uygulamaları hedefler. Bir MCU soketi için rekabet ederken (ve bu sektörde çok fazla rekabet var), hem özellikler hem de fiyat önemlidir. On sentlik bir maliyet farkı soketi kazanabilir veya kaybedebilir. Maliyetin ana etmenlerinden biri kalıp büyüklüğüdür - çipte ne kadar malzeme olduğu. Bu nedenle, farklı ürün gruplarına ve bu ürün gruplarında farklı ailelere sahip olmak mantıklıdır. Ürün hatları esas olarak çevre tipleri ve mimaride farklılık gösterirken, bir ürün grubundaki aileler temel olarak maliyet ve özellik kümesi bakımından farklılık gösterir.

İşte ürün hatlarında bazı detaylar:

  • Herkül, TMS470 / TMS570 hattının bir devamıdır. Güvenlik ve performansa odaklandı. Herkül'ün en önemli özelliklerinden biri, aynı kodu paralel olarak çalıştıran çift işlemcilerdir ("kilitleme adımı"). Bu, CPU'nun kendisindeki hataları hemen tespit etmenizi sağlar. Daha yeni bir ürünle ilgili bazı performans bilgileri için bu veri sayfasını inceleyin . Cortex-R5F CPU> 300 MHz'de çalışır ve daha yüksek uç özelliklere sahip çok sayıda çevre birimi vardır - örneğin CAN modüllerinde 64 posta kutusu vardır. Açıkçası, bu şey ucuz değil. Ancak uygulamalara bakın - defibrilatörler, vantilatörler, asansörler, insülin pompaları ... bunlar müşterilerin güvenlik için para ödemeye istekli oldukları yerlerdir. Hercules, daha geniş bir sıcaklık aralığında ve daha uzun çalışma ömrüne sahip otomotiv ürünlerine de giriyor.
  • C2000'in odağı kontrol algoritmalarını desteklemektir. C28x "CPU" gerçekten bir DSP'dir ve komut seti trigonometri ve karmaşık sayılar gibi şeyleri işlemek için genişletildi. Kontrol algoritmalarını CPU'dan bağımsız olarak çalıştırabilen Kontrol Yasası Hızlandırıcısı (CLA) adlı ayrı bir görev tabanlı işlemci de vardır. ADC'ler ve PWM'ler de birçok zamanlama seçeneğini destekler. Performans orta kademe ( Piccolo ) ile üst seviye ( çift ​​çekirdekli Delfino ) arasında değişir . Buradaki büyük uygulamalar güç dönüştürücüler, güç hattı iletişimi, endüstriyel sürücüler ve motor kontrolüdür.
  • MSP430 tamamen düşük güçle ilgilidir. Onlar sahip bazı ürünler flaş daha az güç kullanır ve hatta kullanım FRAM (ferroelektrik kalıcı bellek), o tek 0.9V (bir pil) kapalı çalışır. LCD ve kapasitif dokunma hissi gibi şeyleri desteklemek için daha az yaygın çevre birimlerine sahipler. Veri sayfalarına bakın; uzak sensörler, duman alarmları ve akıllı sayaçlar gibi uygulamaları göreceksiniz.
  • Kablosuz MCU grubu hakkında fazla bir şey bilmiyorum ama kablosuz bağlantının kendine özgü gereksinimleri var. Tüketici elektroniği ve Nesnelerin İnterneti uygulamaları ile birlikte Cortex-M ve MSP430 CPU'ları var. IoT bir süredir büyük bir kelimedir, bu yüzden onların ana hedeflerinden biri olduğunu hayal ediyorum. En yeni (?) Ürünleri "Çipte İnternet ™ çözümü" olarak tanımlanmaktadır. GÜNCELLEME: TIer justinrjy, Wireless / Connectivity MCU'ları hakkında daha fazla bilgi ile yorum yaptı: "'Wireless MCU' ürünleri, kablosuz protokolün sürücülerini / yığınını çalıştıran bir işlemci çekirdeğine sahip olarak ayırt edilir. Örneğin, CC26xx, tüm BLE yığınını çalıştırır. UC'nin kendisi için geliştirmesi gerçekten çok kolay… CC3200 ile aynı, çünkü işlemcinin tüm Wi-Fi sürücülerini Cortex-M4'te çalıştırması dışında Entegre çekirdek ve sürücüler, alıcı-verici yerine “Kablosuz MCU” yapan şeydir. ."

Gördüğünüz gibi, bu ürün grupları çok farklı gereksinimleri olan çok farklı uygulamaları hedef alıyor. Bataryayla çalışan bir cihaza 300 MHz Hercules yongası koymak felaket olur, ancak bir MSP430'u hava yastığına koyar. Fiziksel boyut da önemli olabilir. 337-pinli BGA paketi küçük bir sensöre sığacak kadar garip ama bir parça endüstriyel ekipman için uygun değil.

Ürün gamında birden fazla aile var. C2000 Delfino cihazları daha hızlı, daha fazla çevre birimine ve paketlerinde daha fazla pime sahip. Ayrıca bir Piccolo cihazından iki kat daha pahalıya mal olabilirler. Hangisine ihtiyacın var? Bu uygulamanıza bağlıdır. MSP430, güç tüketimini ve performansını dengeleyen bazı ürünlere ve yalnızca düşük güce odaklanan bazı ürünlere sahiptir. (Bu bir pilli MCU, 4 MHz ve 2 kB RAM'de maksimuma çıkarır.)

Her ailede pek çok ürün var çünkü sürekli yeni ürünler geliştiriliyor. Transistörler küçülüp daha ucuz hale gelir, bu nedenle çip üzerinde daha fazla şey olabilir. Bugün orta seviye bir MCU, on yıl önce ultra yüksek kalitede olurdu. Her ürün genellikle birkaç özel uygulamayı hedefler ve mümkün olduğunda diğerlerini destekler.

Son olarak, her ürünün birden fazla çeşidi vardır (parça numarasındaki son rakam olan AKA). Bunlar genellikle farklı miktarlarda belleğe ve (belki) çevre birimlerinin ne olduğu konusunda küçük değişikliklere sahiptir. Yine, tüm bunlar bir fiyat aralığı sağlamakla ilgili.

Kısa versiyon, her ürünün farklı bir fiyat, performans ve özellik dengesi sağlamasıdır. Düz eski pazar bölümlemesi. Müşterilerimiz bakım üreticileri vardır çok son kullanıcılar daha küçük fiyat farklar hakkında daha fazla. İnsanlar sahip olduğumuz her parça numarasını alıyor, yani talep açık. :-)

GÜNCELLEME: Jeremy, büyük müşterilerin gereksinimlerinin tasarım sürecini nasıl etkilediğini ve özel MCU'lar yapıp yapmadığımızı sordu. Tek bir büyük otomotiv müşterisi için üretilmiş TMS470 / 570 MCU'ları gördüm. Bu grupta, mimarileri tarafından ve bir müşteri için tasarlanmış birkaç MCU vardı. Bunlardan en az birinde, müşteri RTL'nin çoğunu yazdı. Bunlar ağır NDA kısıtlamaları altında, bu yüzden detay veremiyorum.

Genel pazar ürünlerinde genellikle en az bir büyük müşteri göz önünde bulundurulur. Bazen büyük müşteriler özel bir parça numarası alırlar. Bazen sadece büyük bir soket kazanmak için bir çevre birimi ekleriz. Ancak genel olarak, büyük müşteriler özellikleri söz konusu olduğunda tavandan ziyade bir kat olduğunu düşünüyorum.

Özel parçalara aşırı bir örnek, yüksek güvenilirlik grubumuzdur. Sadece bu adamlarla ilgili hikayeler duydum, fakat görünüşe göre var olan ürünleri alıyorlar ve aşırı şartlarda çalışmaya devam ettiriyorlar - yüksek sıcaklıklar, radyasyon, size ateş eden insanlar, vb. sıcaklık 200 ° C'ye ulaşabilir. (Belki de bu - Arrow'da sadece 400 $ / çip için stokta var!) Web sitesinde listelenen bir sürü standart ürün var, ama duyduğum kadarıyla küçük miktarlarda bile sipariş vermek için inşa edebilirler - siz Her çip için 50.000 $ + harcamak istiyorsanız, istediğiniz yonganın bir düzine HiRel sürümünü satın alabilirsiniz. :-)

Genel bir kural olarak, yeterli para harcıyorsanız, iş dünyasında her şey pazarlık edilebilir.


3
Vay, ne cevap! Fantastik! Bazı değerli zamanınızı ayırdığınız ve sorumu iyice cevapladığınız için teşekkür ederim efendim. Ben TI'yi seviyorum, ve bir gün TI için çalışmayı çok isterim.
Andy_A̷n̷d̷y̷

4
@ Jeremy: Yeterince para için, temel olarak bir şey alabilirsiniz (bu paranın satın alabileceği). Ancak, "büyük hacimli" ve üreticinin fikri hakkındaki fikrinizin tam olarak eşleşmeyebileceğini unutmayın. Bunu hatırlıyorum Raspberry Pi Vakfı onlar (Broadcom) genellikle ... "çok düşük" sayılarda anlaşma yok çünkü Broadcom iş yapmak gerçekten zor anlar yaşadı
DevSolar

5
On sent mi? Bir zamanlar üretim maliyetinin yüzde 1 / 10'unun tıraş edilmesinin üst düzey bir mühendis için bir yıllık maaştan daha değerli olduğu bir yerde çalıştım. Tabii ki, bu ölçekte ayrı MCU'lar satın almıyorlardı: IP'yi lisanslıyorlar ve tamamen özel ASIC tasarımlarında kullanıyorlardı.
Süleyman Yavaş

4
TI Uygulama Mühendisi burada chiming - Bağlantı / Kablosuz MCU kısmı ile ilgili biraz bilgi doldurmak mümkün olabilir! "Kablosuz MCU" ürünleri, kablosuz protokolün sürücülerini / yığınını çalıştıran bir işlemci çekirdeğine sahip olarak ayırt edilir. Örneğin, CC26xx, tüm BLE yığınını uC'nin üzerinde çalıştırır ve geliştirilmesini gerçekten kolaylaştırır. CC3200 ile aynı, ancak bu işlemci tüm Cortex-M4'teki WiFi sürücülerini çalıştırıyor. Entegre çekirdek ve sürücüler, alıcı-verici yerine bunu “Kablosuz MCU” yapan şeydir.
justinrjy

2
@ Rev1.0, Emtia PC'leri için Sabit Disk Sürücüleri.
Süleyman Yavaş

27

MSP430, TI tarafından geliştirilmiş bir çekirdekti / çekirdektir. Bu 16 bit çekirdekli ve son derece düşük güç olarak pazarlanmaktadır. 16-bit MCU pazarı Arm Cortex-M0'ın yayılmasıyla hızla buharlaştığından, Cortex çekirdeğini temel alan daha yeni MSP430'lar var. Eski MPS430'lar şimdi tipik olarak 8 bitlik soketler için rekabet ediyor.

Tiva olarak tanınan Stellaris, eski Luminary Micro MCU'ları. Bu şirket belki 6 ya da 7 yıl önce TI tarafından satın alındı. Bunlar (?) Cortex-M3 / M4 tabanlı cihazlardır. Çoğu durumda MSP430'dan daha yetenekli / güçlü.

C2000 (Piccolo / Delfino / vb.) Gerçek zamanlı kontrolü (motor kontrolü, güç dönüşümü / düzenlemesi vb.) Hedef almaktadır. Bu aile aynı zamanda düşük uçlu DSP işlevselliğine sahiptir. Sanayide ve belki de bazı otomotiv sektörlerinde daha fazla hedef alındı ​​(az sayıda otomotiv nitelikli TI MCU'sundan biri).

Herkül güvenliğe odaklanmıştır. Artıklık, çalışma zamanı hatası denetimi, BIST, çok sayıda bekçi uygulaması işlevselliği. Güvenlik açısından kritik uygulamalar.

Bazı özellikler ve / veya niş işlevselliği karışımına sahip (örneğin, entegre kablosuz, çift çekirdekli, FRAM, vb.) Başka birkaç parça daha vardır. Ve sonra sunulan daha yetenekli DSP'ler ve Mikroişlemciler de var.

Uygulaman nedir? Ses? Geliştirme zaman çizelgesi? Hangi çevre birimlerine / kaynaklara ihtiyacınız var? Ne kadar - ve ne tür bir işlem gücü gerekli? MCU’nun düşük performanslı analog çevre birimleri ile başa çıkabiliyor musunuz yoksa tüm sinyal yolu işlemlerini harici / isteğe bağlı olarak mı yapacaksınız? Belirli bir sistem / uygulama için bir işlemci / denetleyici seçiminde birçok faktör vardır.


6
Düşük güçlü Cortex çekirdeği MSP432'den (en az) MSP430'dan ayrılmasına denir. Stellaris, Tiva oldu. Ve Hercules serisinin kendisi otomotiv ve endüstriyel / tıbbi seriler arasında bölünmüş durumda - özellikle sıcaklık aralığında ve CAN'ın otomotiv desteğini desteklediğini düşünüyorum.
Brian Drummond

1
IIRC'nin bir noktasında Hercules, çift kilit adımlı talimat boru hatları ile birlikte Cortex-Rx çekirdeği idi. Fren kontrol ünitelerinde, hava yastığı modüllerinde, vb. Kullanım için tasarlanmıştır
Krunal Desai

1
Çok iyi cevap. TI hakkında çok şey biliyor gibisin. Luminary Micro MCU’yu aldıklarını bilmiyordum. Zaman ayırdığınız için teşekkür ederim.
Andy_A̷n̷d̷y̷

18

Microchip, eksiksiz bir mikrodenetleyici hattına sahip başka bir şirkettir - tüm paket çeşitleri dahil olmak üzere Digi-Key'de 4.000'den fazla stok bulunmaktadır. TI gibi, gamı ​​da 8-bit'den 32-bit'e çıkarırlar:

~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

En küçüğünün KB değil bayt cinsinden belirtildiğine dikkat edin.

Tek bir miktar olarak 35 ila 13,36 dolar arasında değişiyorlar. En düşük fiyatlı olanların büyük miktarlarda 20 large'un altına düşebileceğini tahmin ediyorum. Belki denenmemiş olanlar için 10 even bile (müşterinin üretici yerine kabul testini yaptığı). En ucuz 32-bit ARM, 76 in değerinde tek miktarlarda iki kat daha fazladır. Yüksek hacimli bir ürün için bu büyük bir farktır. PIC10F200 ucuz mC olan tüm neredeyse 15.000 olduğunu Digi-Key stokları.

Microchip ayrıca eski µC'lerinin (aşağıda ürün seçicisinde "Olgun" olarak listelenmiştir) hisse senetlerini korumak için mükemmel bir üne sahiptir, bu da göz önünde bulundurulması gereken başka bir şeydir.

Tüm bunların anlamı nasıl? Bir ürün seçicisi kullanın. Digi-Key, Mouser ve diğer distribütörler oldukça iyidir, ancak tüm parametreleri içermezler (Digi-Key'in µC ürün seçicisi 20'den az, aşağıdaki tabloda 50'nin üzerinde). Mikroçip (ve diğer üreticilerin de hayalini kurduğum gibi), aşağıdakiler gibi daha kapsamlı olanları var. Neredeyse tüm parametreler için aralıklar verebileceğinizi unutmayın:

görüntü tanımını buraya girin

Şimdi Microchip'in Atmel'i satın almasıyla ne olacağını görmek ilginç olacak. Görünüşe göre bazı çizgilerde biraz örtüşme var.


15

TI’nin sundukları kesin ayrıntılara girmeden (burada zaten cevaplanmış), şartnamelere ihtiyacınız olduğunu vurgulamak isterim. Onlara sahip değilseniz, onları tanımlamanın sizin işiniz olduğunu varsayın. Yeni iseniz bu biraz zor olabilir, ancak bir projede ortaya çıkabilecek bazı özellikleri adlandıralım:

  • MCU ne yapacak? CPU zamanı ile sınırlandırılmış mı? Kayan nokta gibi bazı "özel işlemler" yapacak mısınız? Bu gerekli CPU çekirdeğini ve saat hızını belirler.

  • Yoksa pil ömrü ile mi sınırlı? Öyleyse; Bir mikrodenetleyicinin sunduğu bekleme modlarını, uyanma gecikmesini, uyanma kaynaklarını, dijital ve analog için voltaj rayını (örneğin, doğrudan pilden güç alıyorsanız) vb. sistemde de. Uyku sırasında 50nA tüketen harika bir mikroişlemciye sahip olabilirsiniz - ancak bir LDO veya bir EEPROM 10uA durgun tüketiyorsa, bu önemsiz olabilir.

  • Hangi paketi kullanmanız / ihtiyacınız var? Kaç pim ve hangi teknoloji? Ne kadar alana sahipsin, ne monte edilebilir?

  • Ne kadar kod yazacaksın? Ne kadar RAM / FLASH ihtiyacınız olduğuna dair bir fikriniz var mı? Bir devboard üzerinde bazı uygulamalı deneyim, bu konuda yardımcı olabilir.

  • Sistem tasarımınızda hangi arayüzleri kullanmanız gerekiyor ve bunları nasıl kullanmak istiyorsunuz? Temel başlangıç ​​noktaları:

1) Hız kısıtlamaları (örneğin, 3 MBaud hızında çalışan bir USART'a ihtiyacım var)

2) Liman sayısı kısıtlamaları (örneğin 5 USART'a ihtiyacım var)

3) Çıkış kısıtlamaları (örneğin, USART’a 2Mbps veri aktarmak için DMA’ya ihtiyacım var)

4) Sistemde meydana gelebilecek "olayları" ve hangi gecikmeleri karşılamanız gerektiğini gözlemleyin. Örneğin, bir cihazın uyarı pimini yoklayabilir veya bunun için harici kesme pimine ihtiyacınız var mı?

"Aşağıdan yukarı" veya "yukarıdan aşağıya" tasarladığınız önemli değil, bu zor bir soru olabilir. Eğer "yukarıdan aşağıya" tasarlarsanız, bu noktada, sistem tasarımının onayladığı 16 USART'lı bir mikrodenetleyici olmadığını anlayabilirsiniz.

OTOH Eğer "aşağıdan yukarıya" tasarım yaparsanız, bildiğiniz ve aşina olduğunuz bir mikrodenetleyici seçebilir, ancak doğru miktarda G / Ç'ye sahip olmadığını ve çalışması için "tutkal yongaları" gerektirdiğini anlayabilirsiniz.

Eğer birşey; Satıcıların tekliflerini tanıyın. Tüm dileklerinizi parametrik bir aramaya kattığınızda 0 sonuç aldığınızda, sınırlamaların nerede olduğunu bilmek güzel.

  • Başka belirli kısıtlamalar var mı? Söylendiği gibi; Bazı mikro denetleyiciler güç yönetimi (hi-res PWM modülleri) veya güvenlik (yedeklilik, deterministic watchdog & reset döngüleri, vs.) için çok özel çevre birimlerine sahiptir.

Bir tasarımdaki darboğazları tespit etmek ve çözmek için her zaman iyi bir fikirdir. Bir geliştirme kartı, kodunuzu CPU zamanı, bellek gereksinimleri ve mikrodenetleyicinin sahip olabileceği "tuhaflıklar" açısından test etmek için iyi bir "eller" deneyimi olabilir.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.