如何選擇合適的微處理器？選擇微控制器的十個步驟

選擇適合某個產(chǎn)品使用的微處理器是一項艱巨的任務(wù)。不僅要考慮許多技術(shù)因素，而且要考慮可能影響到項目成敗的成本和交貨時間等商業(yè)問題。

在項目剛啟動時，人們經(jīng)常壓抑不住馬上動手的欲望，在系統(tǒng)細節(jié)出臺之前就準(zhǔn)備微控制器選型了。這當(dāng)然不是個好主意。

在微控制器方面做任何決策時，硬件和軟件工程師首先應(yīng)設(shè)計出系統(tǒng)的高層結(jié)構(gòu)、框圖和流程圖，只有到那時才有足夠的信息開始對微控制器選型進行合理的決策。此時遵循以下10個簡單步驟可確保做出正確的選擇。

步驟1：制作一份要求的硬件接口清單

利用大致的硬件框圖制作出一份微控制器需要支持的所有外部接口清單。有兩種常見的接口類型需要列出來。第一種是通信接口。

系統(tǒng)中一般會使用到USB、I2C、SPI、UART等外設(shè)。如果應(yīng)用要求USB或某種形式的以太網(wǎng)，還需要做一個專門的備注。這些接口對微控制器需要支持多大的程序空間有很大的影響。

第二種接口是數(shù)字輸入和輸出、模擬到數(shù)字輸入、PWM等。這兩種類型接口將決定微控制器需要提供的引腳數(shù)量。圖1顯示了常見的框圖例子，并列出了對I/O的要求。

圖1：硬件功能清單

步驟2：檢查軟件架構(gòu)

軟件架構(gòu)和要求將顯著影響微控制器的選擇。處理負擔(dān)是輕是重將決定是使用80MHz的DSP還是8MHz的8051。就像硬件一樣，記錄下所有要求非常重要。

例如，是否有算法要求浮點運算?有高頻控制環(huán)路或傳感器嗎?并估計每個任務(wù)需要運行的時間和頻度。然后推算出需要多少數(shù)量級的處理能力。運算能力的大小是確定微控制器架構(gòu)和頻率的最關(guān)鍵要求之一。

步驟3：選擇架構(gòu)

利用步驟1和步驟2得到的信息，一個工程師應(yīng)該能夠開始確定所需的架構(gòu)想法。8位架構(gòu)可以支撐這個應(yīng)用嗎?需要用16位的架構(gòu)嗎?或者要求32位的ARM內(nèi)核?在應(yīng)用和要求的軟件算法之間經(jīng)常推敲這些問題將最終得出一個解決方案。

不要忘了還有未來的可能要求和功能擴展。只是因為目前8位微控制器可以勝任當(dāng)前應(yīng)用并不意味著你不應(yīng)為未來功能擴展甚至易用性考慮16位微控制器。

記住，微控制器選型是一個反復(fù)的過程。你可能在這個步驟中選擇了一個16位的器件，但在后面的步驟中發(fā)現(xiàn)32位ARM器件會更好。這個步驟只是讓工程師有一個正確的考慮方向。

步驟4：確定內(nèi)存需求

閃存(flash)和RAM是任何微控制器的兩個非常關(guān)鍵的組件。確保程序空間或變量空間的充足無疑具有最高優(yōu)先級。選擇一個遠多于足夠容量的閃存和RAM通常是很容易做到的。

不要等到設(shè)計末尾時才發(fā)現(xiàn)你需要110%的空間或者有些功能需要削減，這可不是鬧著玩的。實際上，你可以在開始時選擇一個具有較大空間的器件，后面再轉(zhuǎn)到同一芯片系統(tǒng)中空間更小些的器件。

借助軟件架構(gòu)和應(yīng)用中包含的通信外設(shè)，工程師可以估計出該應(yīng)用需要多大的閃存和RAM空間。不要忘了預(yù)留足夠空間給擴展功能和新的版本!這將解決未來可能遇到的許多頭疼問題。