主流32位單片機(jī)攻略連載：為什么要學(xué)STM32？

　　需要注意的一個(gè)問(wèn)題是，某些微處理器限制RAM的使用，這種限制的目的是為了借用部分內(nèi)存存儲(chǔ)器作為內(nèi)部寄存器組使用。除了以上因素外，所使用的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言也對(duì)所需RAM容量有一定的影響，某些效率較低的編譯程序可能會(huì)占用大量寶貴的RAM空間。

　　c.只讀存儲(chǔ)器（ROM）的選擇：系統(tǒng)所需ROM的大小應(yīng)該是系統(tǒng)程序代碼與所有基于ROM的數(shù)據(jù)表容量之和。預(yù)測(cè)所需ROM空間容量比較困難的部分是預(yù)測(cè)程序代碼的長(zhǎng)度，解決這類(lèi)問(wèn)題的方法只能是隨著經(jīng)驗(yàn)的逐步積累來(lái)提高預(yù)測(cè)精度。

　　然而，最重要的并不是精確計(jì)算程序的代碼長(zhǎng)度，而是要清楚地估算代碼長(zhǎng)度的上限。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如果80%的ROM空間被代碼占用的話，那么就太擁擠了，除非能確保系統(tǒng)需求不會(huì)有任何變化，否則至少要為可能發(fā)生的變化保留足夠的備用ROM空間。

　　在多數(shù)情況下，我們可以試著在ROM中寫(xiě)入一部分程序代碼，以便觀察代碼占用空間的情況，對(duì)于帶有內(nèi)部ROM的微處理器系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)程序都只能占用有限的程序存儲(chǔ)器空間。

　　d.經(jīng)驗(yàn)之談：ROM與RAM使用情況相類(lèi)似，程序代碼長(zhǎng)度與所選用的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言有關(guān)。舉例來(lái)說(shuō)，使用匯編語(yǔ)言編制的程序要比使用C語(yǔ)言編制的程序占用少得多的空間。

　　對(duì)于追求低成本的小型系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一般不提倡使用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言；這是因?yàn)殡m然高級(jí)語(yǔ)言在使用、調(diào)試以及維護(hù)方面來(lái)的比較容易，但同時(shí)這類(lèi)語(yǔ)言需要占用更多的內(nèi)存空間和大量的處理器時(shí)鐘周期。

　　如果開(kāi)發(fā)語(yǔ)言選擇不當(dāng)，其后果可能是把一個(gè)簡(jiǎn)單、低成本的單片機(jī)系統(tǒng)變?yōu)橐粋€(gè)需要使用配置若干兆字節(jié)RAM空間的64位嵌入式處理器系統(tǒng)。

　　2.4.需要使用的中斷數(shù)量

　　中斷的主要用途是向中央處理器通報(bào)當(dāng)前發(fā)生的某類(lèi)特殊事件，這類(lèi)事件包括諸如定時(shí)器超時(shí)事件、硬件引發(fā)的事件等。

　　需要強(qiáng)調(diào)的是，多數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師經(jīng)常過(guò)多地使用中斷功能，實(shí)際上，中斷的主要作用只是中斷現(xiàn)行程序的執(zhí)行，中斷最適用于必須要求中央處理器立即提供服務(wù)的事件。

　　在需要設(shè)計(jì)和使用中斷的情況下，一定要首先確認(rèn)實(shí)際需要的中斷數(shù)量，然后必須考慮到系統(tǒng)內(nèi)部占用的中斷資源，如果需要使用的中斷資源超出了處理器可以接收的中斷數(shù)量，我們就應(yīng)借助于某些特殊手段來(lái)減少所需中斷信號(hào)的數(shù)量。

　　2.5.實(shí)時(shí)處理方面的考慮

　　實(shí)時(shí)處理是一個(gè)涉及范圍很廣的題目，其主要內(nèi)容與系統(tǒng)的處理速度有密切聯(lián)系，實(shí)時(shí)事件是嵌入式微處理器需要關(guān)注的主要任務(wù)。

　　例如：處理器跟串口進(jìn)行通信時(shí)，通常通過(guò)上層軟件（為了保證實(shí)時(shí)性，進(jìn)行任務(wù)切換的時(shí)間足夠短），然后再占用處理器去執(zhí)行從串口拿數(shù)據(jù)的任務(wù)，并且要保證處理器的速率比串口速率快，那么處理器可以以最快的速度反應(yīng)并處理串口的相關(guān)的任務(wù)，這樣就可以達(dá)到最大的實(shí)時(shí)性；

　　另一方面，如果處理器本身就內(nèi)置了串口控制器、或DMA、或LCD的控制器等，那么它就可以保證直接使用這些處理器內(nèi)置的接口去控制串口、液晶屏等對(duì)象，以達(dá)到最大的實(shí)時(shí)性能。

　　2.6.該廠商是否提供好的開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境

　　選擇一款新的處理器，很可能就要使用一個(gè)新的開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)環(huán)境，包括軟件的編譯環(huán)境等；對(duì)于開(kāi)發(fā)日程安排比較緊張的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)人員往往無(wú)法抽出專(zhuān)門(mén)的時(shí)間來(lái)研究，熟悉新的開(kāi)發(fā)工具，從而也無(wú)法全面掌握開(kāi)發(fā)工具的使用技巧。

　　并且，有的開(kāi)發(fā)工具價(jià)格也比較昂貴，而且很可能只能從制造商那里購(gòu)買(mǎi)，還有仿真工具也是需要付費(fèi)的，這些對(duì)我們?cè)谶x擇一款處理器的時(shí)候，是都應(yīng)該考慮進(jìn)去的成本因素。
2.7.處理器速度方面的考慮

　　主要考慮幾個(gè)細(xì)節(jié)問(wèn)題：

　　1）處理器速度與處理器時(shí)鐘之間的關(guān)系

　　例：單片機(jī)8031為例，由該處理器可以適應(yīng)12MHz頻率的輸入時(shí)鐘，因此就可以認(rèn)為它是一個(gè)速度為12MHz的處理器了嗎？不是，實(shí)際上，由于該處理器內(nèi)部邏輯電路執(zhí)行每條指令需要多種不同頻率的時(shí)鐘脈沖，因此該處理器內(nèi)部時(shí)鐘電路要對(duì)輸入的12MHz時(shí)鐘12分頻處理；最終為處理器提供的只是 1MHz主頻。

　　有的時(shí)候，80MHz主頻的處理器（80MHz輸入時(shí)鐘，80MHz執(zhí)行速度）要比200MHz主頻的處理器（200MHz輸入時(shí)鐘，50MHz執(zhí)行速度）執(zhí)行速度要快得多。

　　2）處理器指令系統(tǒng)

　　如果不需要執(zhí)行復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算的應(yīng)用，那么RISC指令集的處理器要快；如果執(zhí)行比較復(fù)雜的操作，則CISC指令集的處理器速度要更快。

　　3）芯片結(jié)構(gòu)體系

　　現(xiàn)在有的芯片是將多個(gè)不同功能的核封裝到一個(gè)芯片IC中，定制某種特定的功能，比如DSP，其中包括用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字解碼、乘法運(yùn)算的硬件乘法器和移相器等；然而，這類(lèi)處理器也由其自身局限，往往在執(zhí)行某些普通操作之前必須要使用額外的指令來(lái)把RAM中的數(shù)據(jù)放入內(nèi)部寄存器，相比之下，一般處理器只允許對(duì) RAM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行直接訪問(wèn)。

　　2.8.只讀存儲(chǔ)器（ROM）的選擇

　　多數(shù)工程項(xiàng)目在其開(kāi)發(fā)階段一般使用可擦寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)器（EPROM）或快速存儲(chǔ)器（Flash Memory）；這類(lèi)可擦寫(xiě)可重復(fù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器的主要優(yōu)點(diǎn)是可多次使用。一旦產(chǎn)品研制完畢，就可以用一次寫(xiě)入設(shè)備（OTP）來(lái)取代EPROM存儲(chǔ)器，一次性寫(xiě)入器件的外觀與封裝幾乎與EPROM完全一樣，惟一不同之處就是其表面沒(méi)有擦出窗口，并且價(jià)格要比EPROM低很多。

　　但是，另外一種情況，如果該產(chǎn)品今后需要升級(jí)固件，或在線編程，那么我們還是應(yīng)該選擇可擦寫(xiě)可編程的存儲(chǔ)器。

　　還有一種是非易失的存儲(chǔ)器，例如制造一臺(tái)電視機(jī)，就有可能需要該設(shè)備具有記憶上次觀看最后一個(gè)頻道的功能，即使在切斷電源后，該頻道信息也不會(huì)丟失。

　　總結(jié)：所以，根據(jù)不同的產(chǎn)品選擇不同的存儲(chǔ)器也是一門(mén)很講究的學(xué)問(wèn)。

　　2.9.電源的要求

　　在某些設(shè)計(jì)中方案中，電源根本不存在問(wèn)題，對(duì)電源唯一的要求就是可以為電路正常供電；實(shí)際上，選擇電源主要要考慮三個(gè)方面的問(wèn)題：

　　1）要注意設(shè)計(jì)方案中是否對(duì)電源的供電方式有所限制，例如，是否像大多數(shù)家用電器那樣需要使用屋內(nèi)墻上的電源插座供電，或是是使用USB接口供電

　　2）看系統(tǒng)是否需要使用電池供電方式，如果這樣，我們就要考慮選擇那種對(duì)驅(qū)動(dòng)電流要求不高的處理器，然后再為其選擇合適的電池。

　　3）休眠電流：許多微處理器都支持低功率運(yùn)行模式，在這種模式下，系統(tǒng)的CPU處理器將處于休眠狀態(tài)，同時(shí)所有外部設(shè)備的電源供電都被暫時(shí)切斷，以便減少系統(tǒng)的電能消耗；某些微處理器在這種方式下需要的維持電流極小，但也有一些微處理器在這種方式下并不能節(jié)省多少功率；不管怎樣，我們都要對(duì)系統(tǒng)在節(jié)點(diǎn)模式下的工作時(shí)間有一個(gè)估測(cè)，以便對(duì)具體情況選擇使用的電池。

　　總之，無(wú)論哪種情況，我們都要對(duì)系統(tǒng)需要的供電總功率做到心中有數(shù)。