如何选择一个微处理器的嵌入式设计
在大多数嵌入式系统,处理提供了两种可能的组件:单片机(MCU)或微处理器。单片机的主要是小型便携式嵌入式系统,和单片机核心中可以找到许多常见soc和模块。单片机的挑战在于,他们只是最高的可用的处理能力、系统支持、接口或I / O数和先进的高速率接口的可用性。
当你的单片机不能提供所需的接口或计算能力,答案通常是水平微处理器。此外,如果你是建筑设备单板计算机,您想要使用一个微处理器作为这些部件提供的接口支持外设所需希望找到在一个典型的计算机。这里有一些策略可以用来确定最佳的微处理器系统。
选择一个微处理器的方法
微处理器就像是非常大的微控制器,但是没有很多东西如记忆内置处理器死去。微控制器通常试图通过包装来减少设备大小的许多基本功能一个小型嵌入式系统需要在组件死去。相反,一个微处理器将获得许多功能需要更高的计算任务使用外部组件。
为微处理器选择策略可能会有所不同,这取决于嵌入式系统的目的:
- 系统上运行吗电池供电吗?
- 设计需要不会过时吗?
- 需要哪些接口?
- 需要哪些设备?
- 什么类型的系统执行处理任务?
需要哪些功能?
微处理器是用于设计类似于一个典型的计算机。当选择一个微处理器,设计师将不得不权衡所需的计算来完成特定的处理任务,通常需要估计基于核的数量和最大时钟速度系统中可用。微处理器也将不同程度的对嵌入式操作系统的支持;您想要使用的操作系统可以选择的微处理器和可能限制你的选择。
微处理器使访问其他硬件和外设通过他们的芯片上的接口。他们通常会有以下界面:
- DDR内存接口
- 作为PCIe(代或更高)
- 多个USB端口
- 1 Gbps以太网,通常
- 显示接口,HDMI等
- 相机界面(CSI-2)
- i2的音频
还会有低速单端接口在微处理器上,但它们通常被用于控制各种组件或他们将爆发销头。典型的方法来选择一个微处理器将开始与上面列出的计算方面,其次是匹配的可用接口系统的需要。
PCB布局的努力
微处理器通常采取类似的布局作为最大的努力/密集的微控制器。微处理器可以身体较大但可能密度较低,而一些单片机soc非常密集的插脚引线是针对在移动或可穿戴设备使用。这意味着用一个微处理器,您可以避免需要使用时人类发展指数设计和生产实践密集的BGA。
接下来,因为高I / O数通常是微处理器,路由可以更稠密,将会有更多的网路线。看看下面所示的路由;这些痕迹都被路由到DRAM芯片在同一层长度优化应用于满足时间要求在DDR接口。通常需要如此大量的路由单板电脑外设达到所有的重要设备。
围绕布局的最后一点努力确保权力的完整性。这主要依赖于设计正确的分层盘旋飞行,以及投入足够的空间来每个电力铁路所需的微处理器。单片机可以通常运行在一个权力销和电压水平,而微处理器可能使用多个rails供应系统中所有不同的接口。确保PCB设计分层盘旋飞行提供适当的水平的完整性。
没有找到有用的东西吗?做一个FPGA
fpga和mcu的替代选项为主处理器在嵌入式系统中使用。通常,如果您的系统危机足够的数据,并且需要足够的外围设备,单片机的使用将已经被排除在外。另一个选择是与所需的处理器和FPGA接口实例化在设备的互连结构。
fpga提供更多的自由发展嵌入式系统所需的硬件架构,但这需要更多的知识和工作的开发人员。只要一个开发者愿意承担任务和供应商IP是可用的,多核处理器与完全可以实例化一个FPGA所需的接口。这是一个合适的选择当一个现成的微处理器没有所需的接口和功能嵌入所需的支持需求。
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