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主流32位单片机攻略连载:为什么要学STM32?

作者:时间:2012-08-08来源:网络收藏

  需要注意的一个问题是,某些微处理器限制RAM的使用,这种限制的目的是为了借用部分内存存储器作为内部寄存器组使用。除了以上因素外,所使用的开发语言也对所需RAM容量有一定的影响,某些效率较低的编译程序可能会占用大量宝贵的RAM空间。

  c.只读存储器(ROM)的选择:系统所需ROM的大小应该是系统程序代码与所有基于ROM的数据表容量之和。预测所需ROM空间容量比较困难的部分是预测程序代码的长度,解决这类问题的方法只能是随着经验的逐步积累来提高预测精度。

  然而,最重要的并不是精确计算程序的代码长度,而是要清楚地估算代码长度的上限。根据经验,如果80%的ROM空间被代码占用的话,那么就太拥挤了,除非能确保系统需求不会有任何变化,否则至少要为可能发生的变化保留足够的备用ROM空间。

  在多数情况下,我们可以试着在ROM中写入一部分程序代码,以便观察代码占用空间的情况,对于带有内部ROM的微处理器系统来说,系统程序都只能占用有限的程序存储器空间。

  d.经验之谈:ROM与RAM使用情况相类似,程序代码长度与所选用的开发语言有关。举例来说,使用汇编语言编制的程序要比使用C语言编制的程序占用少得多的空间。

  对于追求低成本的小型系统来说,一般不提倡使用高级程序设计语言;这是因为虽然高级语言在使用、调试以及维护方面来的比较容易,但同时这类语言需要占用更多的内存空间和大量的处理器时钟周期。

  如果开发语言选择不当,其后果可能是把一个简单、低成本的系统变为一个需要使用配置若干兆字节RAM空间的64位嵌入式处理器系统。

  2.4.需要使用的中断数量

  中断的主要用途是向中央处理器通报当前发生的某类特殊事件,这类事件包括诸如定时器超时事件、硬件引发的事件等。

  需要强调的是,多数系统设计师经常过多地使用中断功能,实际上,中断的主要作用只是中断现行程序的执行,中断最适用于必须要求中央处理器立即提供服务的事件。

  在需要设计和使用中断的情况下,一定要首先确认实际需要的中断数量,然后必须考虑到系统内部占用的中断资源,如果需要使用的中断资源超出了处理器可以接收的中断数量,我们就应借助于某些特殊手段来减少所需中断信号的数量。

  2.5.实时处理方面的考虑

  实时处理是一个涉及范围很广的题目,其主要内容与系统的处理速度有密切联系,实时事件是嵌入式微处理器需要关注的主要任务。

  例如:处理器跟串口进行通信时,通常通过上层软件(为了保证实时性,进行任务切换的时间足够短),然后再占用处理器去执行从串口拿数据的任务,并且要保证处理器的速率比串口速率快,那么处理器可以以最快的速度反应并处理串口的相关的任务,这样就可以达到最大的实时性;

  另一方面,如果处理器本身就内置了串口控制器、或DMA、或LCD的控制器等,那么它就可以保证直接使用这些处理器内置的接口去控制串口、液晶屏等对象,以达到最大的实时性能。

  2.6.该厂商是否提供好的开发工具和环境

  选择一款新的处理器,很可能就要使用一个新的开发工具和开发环境,包括软件的编译环境等;对于开发日程安排比较紧张的项目来说,开发人员往往无法抽出专门的时间来研究,熟悉新的开发工具,从而也无法全面掌握开发工具的使用技巧。

  并且,有的开发工具价格也比较昂贵,而且很可能只能从制造商那里购买,还有仿真工具也是需要付费的,这些对我们在选择一款处理器的时候,是都应该考虑进去的成本因素。
2.7.处理器速度方面的考虑

  主要考虑几个细节问题:

  1)处理器速度与处理器时钟之间的关系

  例:8031为例,由该处理器可以适应12MHz频率的输入时钟,因此就可以认为它是一个速度为12MHz的处理器了吗?不是,实际上,由于该处理器内部逻辑电路执行每条指令需要多种不同频率的时钟脉冲,因此该处理器内部时钟电路要对输入的12MHz时钟12分频处理;最终为处理器提供的只是 1MHz主频。

  有的时候,80MHz主频的处理器(80MHz输入时钟,80MHz执行速度)要比200MHz主频的处理器(200MHz输入时钟,50MHz执行速度)执行速度要快得多。

  2)处理器指令系统

  如果不需要执行复杂数学运算的应用,那么RISC指令集的处理器要快;如果执行比较复杂的操作,则CISC指令集的处理器速度要更快。

  3)芯片结构体系

  现在有的芯片是将多个不同功能的核封装到一个芯片IC中,定制某种特定的功能,比如DSP,其中包括用于实现数字解码、乘法运算的硬件乘法器和移相器等;然而,这类处理器也由其自身局限,往往在执行某些普通操作之前必须要使用额外的指令来把RAM中的数据放入内部寄存器,相比之下,一般处理器只允许对 RAM中的数据进行直接访问。

  2.8.只读存储器(ROM)的选择

  多数工程项目在其开发阶段一般使用可擦写可编程只读存储器(EPROM)或快速存储器(Flash Memory);这类可擦写可重复写入存储器的主要优点是可多次使用。一旦产品研制完毕,就可以用一次写入设备(OTP)来取代EPROM存储器,一次性写入器件的外观与封装几乎与EPROM完全一样,惟一不同之处就是其表面没有擦出窗口,并且价格要比EPROM低很多。

  但是,另外一种情况,如果该产品今后需要升级固件,或在线编程,那么我们还是应该选择可擦写可编程的存储器。

  还有一种是非易失的存储器,例如制造一台电视机,就有可能需要该设备具有记忆上次观看最后一个频道的功能,即使在切断电源后,该频道信息也不会丢失。

  总结:所以,根据不同的产品选择不同的存储器也是一门很讲究的学问。

  2.9.电源的要求

  在某些设计中方案中,电源根本不存在问题,对电源唯一的要求就是可以为电路正常供电;实际上,选择电源主要要考虑三个方面的问题:

  1)要注意设计方案中是否对电源的供电方式有所限制,例如,是否像大多数家用电器那样需要使用屋内墙上的电源插座供电,或是是使用USB接口供电

  2)看系统是否需要使用电池供电方式,如果这样,我们就要考虑选择那种对驱动电流要求不高的处理器,然后再为其选择合适的电池。

  3)休眠电流:许多微处理器都支持低功率运行模式,在这种模式下,系统的CPU处理器将处于休眠状态,同时所有外部设备的电源供电都被暂时切断,以便减少系统的电能消耗;某些微处理器在这种方式下需要的维持电流极小,但也有一些微处理器在这种方式下并不能节省多少功率;不管怎样,我们都要对系统在节点模式下的工作时间有一个估测,以便对具体情况选择使用的电池。

  总之,无论哪种情况,我们都要对系统需要的供电总功率做到心中有数。



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