Microcontrolador

10 pasos para seleccionar un Microcontrolador

En el mundo actual, la tecnología es una parte muy importante en nuestras vidas y en el trabajo, en este articulo les decimos unos pasos para seleccionar un Microcontrolador y entender el porqué utilizar uno u otro según necesidades.

En total son 10 pasos para seleccionar un Microcontrolador.

10 pasos para seleccionar un Microcontrolador

La selección del microcontrolador adecuado para un producto puede ser una tarea desalentadora.No sólo hay una serie de características técnicas a tener en cuenta, también hay cuestiones de casos de negocio, como el coste y los plazos de entrega que pueden paralizar un proyecto. Al inicio de un proyecto hay una gran tentación de entrar y empezar a seleccionar un microcontrolador antes de que los detalles del sistema ha sido hash a cabo. Esto es por supuesto una mala idea. Antes de dar ningún pensamiento al microcontrolador, los ingenieros de hardware y software deben trabajar en los altos niveles del sistema, diagrama de bloques y Diagrama de flujo de ellos y sólo entonces hay suficiente información para comenzar a tomar una decisión racional sobre la selección del microcontrolador. Cuando se llega a ese punto, hay 10 sencillos pasos que pueden seguirse para asegurar que la elección correcta se hace.

Microcontroller PIC 16F883

Paso 1: Haga una lista de las interfaces de hardware necesarios

Usando el diagrama de bloques de hardware en general, hacer una lista de todas las interfaces externas que necesitará el microcontrolador para apoyar. Hay dos tipos generales de interfaces que necesitan ser enumerados. Las primeras son las interfaces de comunicación. Estos son los periféricos, como USB, I2C, SPI, UART, y así sucesivamente. Hacer una nota especial si la aplicación requiere USB o algún tipo de Ethernet. Estas interfaces afectan en gran medida la cantidad de espacio de programa del microcontrolador tendrá que soportar. El segundo tipo de interfaz es entradas y salidas digitales, analógicas a las entradas digitales, PWM, etc. Estos dos tipos de interfaz dictará el número de pines que serán requeridos por el microcontrolador. La figura 1 muestra un ejemplo genérico de un diagrama de bloques con los requisitos de E / S de la lista.
Microcontrolador

Figura 1. Listado de características de hardware

Paso 2: Examinar la arquitectura de software

La arquitectura de software y los requisitos pueden afectar en gran medida la selección de un microcontrolador. ¿Cuánto pesa o cómo la luz los requisitos de procesamiento determinará si vas con un DSP de 80 MHz o un 8 MHz 8051. Al igual que con el hardware, tomar notas de los requisitos que serán importantes. Por ejemplo, realice cualquiera de los algoritmos requieren matemáticas en coma flotante? ¿Hay alguna bucles de control de alta frecuencia o sensores? Estimar cuánto tiempo y con qué frecuencia cada tarea tendrá que ejecutar. Obtener un orden de magnitud sensación de cómo se necesita mucha potencia de procesamiento. La cantidad de potencia necesaria será uno de los mayores requisitos de la arquitectura y la frecuencia del microcontrolador de cálculo.

Paso 3: Seleccione la arquitectura

Utilizando la información de los pasos 1 y 2 un ingeniero debe ser capaz de comenzar a conseguir una idea de la arquitectura que se necesitará. La aplicación puede llegar a funcionar con ocho bits arquitecturas? ¿Qué hay de 16 bits? ¿Se requiere un núcleo ARM de 32 bits? Entre la aplicación y los algoritmos de software necesarias estas preguntas comenzarán a converger en una solución. No se olvide de tener en cuenta las posibles futuras necesidades y exceso de prestaciones. El hecho de que actualmente podría llegar a funcionar con un microcontrolador de 8 bits, no significa que no se debe considerar un microcontrolador de 16 bits para funciones futuras o incluso para facilitar su uso. No se olvide que la selección microcontrolador puede ser un proceso iterativo. Es posible seleccionar una parte de 16 bits en este paso, pero luego en un paso posterior encontrar que una parte de 32 bit ARM que funciona mejor. Este paso es simplemente para empezar a recibir un ingeniero que mirar en la dirección correcta.

Paso 4: Identificar las necesidades de memoria

Flash y RAM son dos componentes muy importantes de cualquier microcontroladores. Asegurarse de que usted no se quede sin espacio de programa o espacio de las variables es, sin duda, la más alta prioridad. Es mucho más fácil para seleccionar una parte con demasiada cantidad de estas características que no lo suficiente. Para llegar a la final de un diseño y descubrir que lo que necesita el 110% o que características necesitan ser cortados simplemente no va a volar. Después de todo, siempre se puede empezar con más y luego pasar a una parte más limitada dentro de la misma familia de chips. Uso de la arquitectura de software y los periféricos de comunicación incluidos en la solicitud, un ingeniero puede calcular cuánto se necesitará mucha flash y RAM para la aplicación. No se olvide de dejar espacio para la invasión de características y las próximas versiones! Se ahorrará muchos dolores de cabeza en el futuro.

Paso 5: Comience la búsqueda de microcontroladores

Ahora que hay una mejor idea de cuáles son las características requeridas del microcontrolador será la búsqueda puede comenzar! Un lugar que puede ser un buen lugar para comenzar es con un proveedor microcontrolador como Arrow, Avnet, Future Electronics o similar. Hablar con un FAE sobre su aplicación y los requisitos y muchas veces se le puede dirigir a una nueva parte que es de vanguardia y cumple con los requisitos. Hemos de tener en cuenta que puede ser que tengan la presión sobre ellos en ese momento para empujar una cierta familia de microcontroladores! El siguiente mejor lugar para comenzar es con un proveedor de silicio que ya está familiarizado con. Por ejemplo, si ha utilizado las piezas de Microchip en el pasado y tenía una buena experiencia con ellos, a continuación, iniciar en su página web. La mayoría de los proveedores de silicio tienen un motor de búsqueda que le permite entrar en su conjunto de periféricos, E / S y los requisitos de energía y que se reduzca la lista de partes que coinciden con los criterios. De esa lista el ingeniero puede entonces avanzar hacia la selección de un microcontrolador.

Paso 6: examinar los costos y limitaciones de potencia

En este punto el proceso de selección ha revelado una serie de posibles candidatos. Este es un buen momento para examinar los requisitos de energía y el coste de la pieza. Si el dispositivo se alimenta de una batería y móvil, a continuación, asegurándose de que las partes son de baja potencia es absolutamente precaria. Si no cumple con los requisitos de potencia a continuación, mantener la escarda la lista hacia abajo hasta que tenga unos pocos elegidos. No se olvide de examinar el precio pieza del procesador tampoco. Mientras que los precios se han ido acercando progresivamente $ 1 en volumen de muchas partes, si es altamente especializado o una máquina de procesamiento de gama alta entonces el precio podría ser crítico. No se olvide de este elemento clave.

Paso 7: Verificar la disponibilidad de piezas

Con la lista de piezas posibles en la mano, ahora es un buen momento para empezar a comprobar en qué parte es la disposición. Algunas de las cosas a tener en cuenta son lo que los tiempos de espera para el papel? ¿Se mantienen en stock con varios distribuidores o es allí 6 – 12 semana tiempo de espera? ¿Cuáles son sus requisitos de disponibilidad? Usted no quiere quedar pegado con un pedido grande y tienen que esperar tres meses para poder llenarlo. Entonces no es una cuestión de cómo la parte nueva es y si va a estar allí por la duración de su ciclo de vida del producto. Si su producto será de alrededor de 10 años, entonces usted necesita para encontrar una pieza que el fabricante garantiza todavía se construirán en 10 años.

Paso 8: Seleccionar un kit de desarrollo

 Una de las mejores partes de la selección de un nuevo microcontrolador es encontrar un kit de desarrollo para jugar y aprender el funcionamiento interno del controlador. Una vez que un ingeniero se ha asentado su corazón en la parte que desean utilizar se debe investigar qué servicios están disponibles kits de desarrollo. Si un kit de desarrollo no está disponible, la parte seleccionada es más probable no una buena elección y que debería volver unos pasos y encontrar una mejor parte. La mayoría de los kits de desarrollo de hoy cuestan menos de $ 100. Pagar nada más que eso (a menos que esté diseñado para trabajar con múltiples módulos procesadores) es simplemente demasiado. Otra parte puede ser una mejor opción.

Paso 9: Investigar los compiladores y herramientas

La selección del kit de desarrollo de casi solidifica la elección del microcontrolador. La última consideración es examinar el compilador y herramientas que están disponibles. La mayoría de los microcontroladores tienen un número de opciones para los compiladores, código de ejemplo y herramientas de depuración. Es importante asegurarse de que todas las herramientas necesarias están disponibles para el papel. Sin las herramientas adecuadas del proceso de desarrollo podría llegar a ser tedioso y costoso.

Paso 10: empezar a experimentar

Incluso con la selección de un microcontrolador nada está escrito en piedra. Por lo general, el kit de desarrollo llega mucho antes de que el primer hardware de prototipos. Aprovechar mediante la creación de circuitos de prueba y interconectarlos al microcontrolador. Elige piezas de alto riesgo y hacer que funcionen en el kit de desarrollo. Puede ser que usted descubre la parte que pensó trabajaría grande tiene algún problema imprevisto que obligue a un microcontrolador diferentes para ser seleccionados. En cualquier caso, la experimentación temprana se asegurará de que usted tomó la decisión correcta y que si es necesario un cambio, el impacto será mínimo!

Referencia:

Jacob Beningo es conferenciante y consultor en diseño de sistemas embebidos. Él trabaja con las empresas para desarrollar productos de calidad y robustos y superar sus retos de diseño incorporados. No dude en ponerse en contacto con él en jacob@beningo.com o en su página web www.beningo.com

 

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