嵌入式控制器类型

关键的外卖

• 一个简短的列表,嵌入式控制器在过去的5年。

• 嵌入式控制器类型及其适合不同的设计目标。

• 并发性是嵌入式系统设计的关键性能的原因。

嵌入式控制器类型支持电子自动化的让人眼花缭乱。

惊人很难想象有多少电子控制系统影响的日常用品。从最要求和关键应用在医学领域和交通家用电器和玩具,嵌入式系统无处不在的自动化性能。单片机往往支配这个性能,但其他嵌入式控制器类型可以填补更多的设计空间内的特定需求。

著名的嵌入式控制器类型

嵌入式控制器的特点和适用性

嵌入式控制器类型将根据不同电路的功能。最常见的是单片机,有效的一般计算解决方案更专业的微处理器。在最抽象的层面上,单片机是一个一体化的计算机芯片,处理指令执行的基本特性、存储器和I / O功能。的利用微控制器是他们简化性能:尖端cpu矮微控制器的计算能力,但后者是一个万事通,功耗,成本和实现,使其非常适合一般应用程序。甚至微不足道的8位架构接近半个世纪使用继续看到相关性在今天的设备,需要具有成本效益的嵌入式控制器是一个主要动机。

可编程序逻辑控制器

专业微控制器,如可编程逻辑控制器(plc),在崎岖的经营环境和需要额外的包装注意事项,以确保可靠性。plc主要取代旧机电开关基于继电器作为控制电路。以前,这些电路使用大型线圈与外加电压:关闭或打开一个启动按钮将关闭接触和电路连续运行,而一个停止按钮将中断电路功能,直到再次恢复。如今,设备使用半导体特性来实现固态继电器在晶圆级,大大提高成本和可靠性通过消除移动部件。

数字信号处理器

数字信号处理器或需求方,很可能比微控制器由于其恒定采样更活跃的视听环境或其他传感器数据。数据的采样率和密度将影响电池损耗;例如,视频将样本比音频或射频折合率,但过滤图像将需要更大的资源。需求方是计算量远远大于微控制器;物联网应用程序允许一些服务器端卸载操作,以减少能源需求。然而,这种模式可能带来额外的网络协议约束。继续在各种行业物联网的重点是增加需求方的作用和优势在电子技术中,包括先进的计算机视觉驾驶员辅助系统。

图形处理单元

图形处理单元(gpu)代表一个利基在嵌入式系统中。一旦降级为计算机和视频游戏系统图形渲染,gpu看到更普遍,由于越来越大的数据需求扩展功能。这种额外的计算马力有能源使用比例增加,这可能会阻止gpu从轻量级设备能源效率是一个重要的设计因素。

并发的必要性为嵌入式控制器类型

并发性是一个重要的嵌入式控制器的设计属性

嵌入式控制器根据他们的体系结构也有所不同。然而,把握好不同类型需要一个题外话的执行操作。复杂的程序包含许多指令;嵌入式控制器必须有效地分配任务减少程序运行时和增加系统响应能力。有不同的方法执行:

• 命令式之事发生在一组顺序指令完成项目。
• 并发性同时发生在程序中执行的概念。

任何一个有最小编码背景有一些经验与命令式之事,它通常反映了程序编写,认为声明一个变量,存储一个值,然后使用它作为参数的函数调用。这个项目不能按计划执行如果这个序列不发生。然而,并不是每一行程序顺序一定收益:考虑两个独立、连续赋值语句,使用相同的变量作为计算的一部分。这些语句可以出现在订单,因为两个语句之间没有依赖关系。

嵌入式控制器可以检测代码中的依赖性和提高处理速度和同步系统中并行运行部分程序或无序,仍然获得所需的程序行为。同步是嵌入式系统基本性能:嵌入式系统必须平衡多个真实的输入和输出在一个预期的时间框架。也就是说,有一个上下时间约束,执行需要发生,和长或较慢的执行时间都是有害的;性能的增加速度需要语境化。

哈佛体系结构

并发是哈佛架构及其改进形式的一个基准。传统哈佛架构包含严格的界限可以阻挠编程代码和数据,但权力方面有显著的优势和成本。一般来说,这种模式是太受限制,但它适用于一些嵌入式控制器类型:

• 微控制器,许多微控制器已经受到flash和SRAM的大小,降低存储路径处罚严重。作为回报,微控制器极大地受益于增加速度和数据访问。一些指令和数据的宽度可以独立,而指令预取允许并行化。

• 需求方-丰富的数据来源的处理要求非常细化算法。执行的速度和可重复性优先于统一的地址空间。

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嵌入式控制器类型适用于许多电路操作,根据需求的软件/硬件接口。他们的角色通常是少比由处理器计算要求,这使他们非常适合设备能耗是一个关键的操作特性。

嵌入式系统也在很大程度上依赖并发设计,使并行执行,提高了执行时间和同步的各种控制器通信。嵌入式系统设计需要一个紧时间平衡性能和稳定性。

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