MCU

MCU是Microcontroller Unit(微控制器单元)的缩写,它是一种集成了中央处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出端口(I/O)、定时器(Timer)、串行通信接口(UART、SPI、I2C等)和其他外围设备控制器的单个芯片。MCU通常用于嵌入式系统中,用于控制各种电子设备和系统。

由于其集成度高、体积小、功耗低以及成本相对较低等特点,MCU被广泛应用于各种嵌入式系统中,例如智能家居设备、医疗设备、汽车电子系统、工业自动化等。MCU的选择通常基于应用的需求,如处理性能、功耗、外设接口等因素。

目前在微控制器(MCU)上采用MRAM等新兴内存并不普及,主要是因为这些新技术的成本比起NOR闪存或SRAM更高。不过,随着制程微缩超过14nm,预计情况将会发生变化…

随着越来越多具成本效益的应用选择磁阻随机存取内存(MRAM),不仅为其带来了成长动能,业界生态系统也开始支持这一新兴内存选择。

eVaderis最近发布一项超低功耗MCU参考设计的共同开发计划,采用格芯(Globalfoundries)基于22nm FD-SOI (22FDX)平台的嵌入式MRAM技术。两家公司正寻求支持一系列的低功耗应用,例如以电池供电的物联网(IoT)产品、消费和工业MCU,以及汽车控制器。

Globalfoundries近来积极经营MRAM领域,它是少数几家公开宣布在2017年底前至2018年量产MRAM的代工厂之一,并且也已经与Everspin Technologies展开深入合作——Everspin Technologies是第一家从新兴MRAM获得商业动能的制造商。在2017年于日本举行的国际超大规模集成电路技术、系统暨应用研讨会(VLSI-TSA 2018)上,Globalfoundries在一篇技术论文中描述了Everspin将eMRAM推向22nm制程节点的进展,以及它如何为嵌入应用大幅提升数据保留效能。同时,Spin Transfer Technologies (STT)近期在商用化MRAM技术方面也取得了进展。

eVaderis透过Globalfoundries的FDXcelerator合作伙伴计划设计其MCU技术,并有效利用22FDX平台的高效率电源管理功能。eVaderis总裁兼执行长Jean-Pascal Bost在接受《EE Times》电话采访时表示,使用Globalfoundries的eMRAM用于让eVaderis MCU的各个部份频繁地上电,而不会导致典型的MCU性能损失,较上一代MCU的电池寿命更高10倍以上,芯片尺寸也大幅缩小。

eVaderis在eMRAM MCU方面的进展反映该公司的预测:新兴内存将在2016年取得明显成长动能,而不再等待业务到位。eVaderis于2014年成立。Bost表示该公司的目标在于以MRAM与RRAM等颠覆性的嵌入式内存技术为基础,提供创新IP解决方案。目前该公司有三大内部团队,分别专注于设计自动化、制作工具以及系统。

整体而言,eVaderis期望能将某一种内存制程移植到另一种,从一家代工厂移植到另一座代工厂。eVaderis创办人兼副执行长Virgile Javerliac说,该公司目前主要专注于为MRAM和RRAM等内存开发高效率IP。

Bost说,自公司最初成立以来,许多情况已经发生变化了。“五年前,我们认为必定会在40nm时面对闪存的挑战,而今情况并非如此。三家主要的代工厂都采用MRAM作为28nm及以下节点的非挥发性内存解决方案,而且这些节点都不会再有闪存。这对我们来说是个好消息。”

MRAM进驻MCU,28nm下将无闪存?

eVaderis专注于具颠覆性的嵌入式NVM的产品,例如可提供类似嵌入式SRAM和DRAM性能的自旋传输力矩磁性随机内存(STT-RAM)和电阻式随机存取内存(RRAM)。

Javerliac表示,位级的读写能力以及让客户直接存取编译程序,有助于缩短产品上市时间。相较于宏观层面的闪存,目前采用MRAM已能在逻辑层面工作了。“你可以在CPU中启用特定类型的功能。”他说,与Flash不同的是,你可以将技术分配用于整个系统中。

Bost说,eVaderis早期曾经进行了大量的客户访谈,目的在于了解对于MRAM和RRAM的性能期待。PRAM带来了一些新的市场兴趣,因为它展现出可能成为某些应用的理想解决方案。他说:“这两种技术都有发展空间。但很显然,最大的市占率将会属于MRAM。”

eVaderis与GlobalFoundries共同开发使用eMRAM的22FDX参考设计,预计将在今年第四季上市。制程设计套件现已上市,采用多计划晶圆的22FDX eMRAM客户原型已在开发中。

Objective Analysis首席分析师Jim Handy表示,迄今为止,在MCU上采用这些新兴内存并不普及,主要是因为这些新技术比起NOR闪存或SRAM的成本更高。他说:“随着制程微缩超过14nm,预计将会发生变化,因为NOR无法再使用,而SRAM也开始变得越来越大。”

Handy表示,eVaderis支持低功耗MRAM的低功耗MCU听起来与电池供电设备非常相称。“MRAM比闪存更能持久储存数据。然而,无论是NAND还是NOR,闪存的写入都会长时间耗电,"强制预擦除更是耗电。”

他认为,MRAM和其他新兴非挥发性技术的特点之一在于编程人员能够灵活地使用内存。“他们不再需要将程序代码限制在NOR的大小或限制数据只能在SRAM的大小,”Handy说: “这不仅简化了设计,而且透过让同样基于MRAM的MCU用于多种应用中,可为某些客户节省成本。”

本文转载自:EDN电子技术设计

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随着越来也多的电子厂商不断为物联网(IoT)推出新产品,全球MCU出货量正出现巨大成长动能。特别是当前LED控制器行业的竞争给MCU的发展带来巨大的前景。

何谓MCU?我相信从事电子行业的都很清楚,MCU本质为一片单片机,它将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上想成的芯片级的计算机。MCU其实存在于我们每天接触到得各种家电、数码产品、办公设备、汽车电子以及各种仪器仪表中。

MCU经过不断的研究和发展,经历了从4位、8位、16位到现在32位的发展史。到目前为止4位MCU基本退出历史舞台。8位MCU自推出后长期处在主流地位,16位MCU的功能及地位比较尴尬,目前MCU市场份额已很少。而32位MCU主要面向高端应用,其优势为强大的处理能力,现已有取代8位MCU的态势了。

MCU为何会一再成为焦点?

现在比较流行的物联网中数据处理、加工、传输都离不开MCU,在物联网发展趋势下,节能、安全感测、3C产品、医疗及汽车电子应用等,均已成为MCU的热门应用领域。

MCU是未来每一个物联网设备的关键元件之一,负责智能控制、网络连结、无限传输等,在玩具、家电、汽车等物件中都不难见其踪迹。

MCU为何会一再成为焦点?

不可否认现有汽车电子,工业和消费内市场对MCU的发展发挥着积极的影响作用。传统汽车电子配置升级,更好的驾驶体验和安全配置,以及新能源汽车将会使MCU有广阔的发展空间。

随着科技的飞速发展,MCU的作用对我们的影响也会越来越大,也有越来越多的芯片厂商加大对MCU研发的投入,主要的MCU厂家有瑞萨(Renesas)、飞思卡尔(Freescale)、意法半导体(ST)、爱特梅尔(Atmel)、恩智浦(NXP)等。面对如此庞大的MCU市场,各大MCU供应商也面临着一个巨大的问题:如何快速量产烧录大量的芯片,同时,居于一些芯片的特殊性,许多芯片需要进行在线烧录,要想跟上产能,拥有一款适合量产的在线编程器是很有必要的。

来源: ZLG致远电子

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自iPhone 8/X标配无线充电功能后,无线充电市场开始爆发且持续升温,给国内无线充电厂商带来了巨大的市场红利,其中发射端无线充电器快速起量,增幅超10倍。然而,随着苹果无线充电器AirPower即将上市,小米、华为也将发布带有无线充电功能的新机,整个无线充电市场将会迎来又一轮的爆发。不过,在新一轮的爆发潮中,由MCU和SoC方案引发的价格战也随之而来。

AirPower上市在即,新一轮爆发开启价格战

近日,业界传出最新消息称,苹果原装的无线充电器AirPower会在月底正式上市发售,售价为199美元。不过,苹果无线充电支持WPC的Qi标准,而国内厂商基于Qi标准认证的无线充电器同样也支持iPhone 8/X的无线充电,且价格更便宜。

那么苹果AirPower还会有市场吗?兆易创新产品市场总监金光一在接受集微网采访时表示,Airpower目前已经披露的技术优势包括了大功率(29w),支持一对多充电,完整Qi标准协议等。苹果的整套无线充电解决方案,在方案设计和性能优化方面都可以做到发射和接收相匹配,达到理想的无线充电效果。

上海新捷董事长陆惠宏在接受采访时表示,Airpower上市后,相信会有许多国内公司将会开始做类似的产品,甚至有些国内公司会创造性地做外观一样的产品,成本更低但功能有限。当然,也可能会做出与Airpower兼容的产品,且具有一些增强的功能。其中,AirPower支持一对多无线充电正成为国内无线充电厂商攻克的难点。

所以Airpower的优势还是很明显的,目前国内市场上中高端无线充电器还是很难相媲美。金光一认为,在Airpower上市后,这势必将进一步拉动中高端无线充电器的需求和发展,低端低成本市场受限于技术门槛,将会深陷于“价格战”。

事实上,在成熟量产后,如何把成本做的更低,打“价格战”是国内市场特有的“优势”。 而在去年iPhone 8/X发布后,无线充电市场的第一波红利已经被国内厂商瓜分完毕,支持iPhone 8/X高价的无线充电方案已然不受市场青睐,尤其是在小米、华为等无线充电国产机上市后,发射端无线充电器的价格战将难以避免。

金光一表示,从市场看来,无线充电发射端,即无线充电器已经开始稳步起量,多家国产手机厂商也将发布支持无线充电功能的手机产品。但大量无线充电器都集中在低端低成本低技术门槛方向上,快速推出并占领市场。而支持完整无线标准协议、快充功能、大功率以及一机多充等更多复合功能的中高端市场还有待进一步挖掘。因此低端低成本产品将会面临更大的价格压力,而中高端产品仍有很大的发展空间。

两种方案对比,兆易MCU出货量超1.5亿片

事实上,不管是低端还是中高端的无线充电器,成本的核心都是基于方案的演进,目前发射端主要分为MCU和专用的SoC两种方案。

“在发射端,即无线充电器方案里,现在主流的方案还是采用MCU控制的分立方案,低端低成本方案用8位机,中高端市场用32位机。”金光一表示,也有一些IC厂商将MCU内核及模拟周边外设、功率器件整合成SoC,即专用芯片的形式。

目前来看,分立方案的灵活性最强,成本可以做到最优,是当前市场价格战的首选。而与专用芯片的成本相比,分立方案还需要进一步优化。

另外由于充电协议、充电功率、定频变频不同架构和行业认证等还有待完善,因此专用芯片方案还有待演进。但长期来看,两种方案还会并存,短期MCU方案市场需求会更大。毕竟除了无线充电功能本身以外,其他的附加功能及卖点也需要MCU的控制,而分立方案将更便于功能增加和方案拓展。

据悉,国内很多无线充电厂商都已经采用了兆易创新的MCU,其GD32系列已经成了国内厂商的一大选择。兆易创新GD32系列MCU为无线充电发射端设计提供了产品方案,其GD32F130/330系列超值型MCU提供了Cortex-M4内核高达84MHz的处理主频及64K Flash/8K RAM的片上存储资源,多达7个通用定时器、高性能ADC及各种接口外设,可以应对运行完整无线协议栈的资源开销,并支持开发更多的附加功能。QFN28小型化封装的芯片尺寸仅为4x4mm,可以在有限的布板空间里发挥最大的灵活性,并能够持续以最优的性价比应对中高端无线充电需求。

金光一表示,目前非常多的无线充电方案设计中都选用了GD32 MCU,已成为主流选择,随着Airpower的拉动以及行业标准的逐步完善,出货量也将持续增长,目前出货量已经超过1.5亿片。

市场竞争加剧,MCU或成当前主流选择

无线充电市场的加速爆发,对MCU的需求也会快速提升。而兆易创新的GD32 MCU之所以被国内大多数无线充电厂商所采用并大量出货,除了市场需求的因素外,国际大厂ST和NXP也在间接推动。

自去年以来,ST的MCU就逐渐缺货,交期一再延长。业界指出,去年下半年意法半导体开始传出缺货,缺货的产品包含:8位MCU、Cortex M0/M3/M4等交期拉长,至今年第1季情况仍未改善。今年ST已退出8位MCU芯片市场。此外,2018年苹果新款iPhone将全面导入3D传感,ST为唯一供货商且IDM厂,势必将持续排挤掉MCU的产能。

另外,NXP从2018年第一季度开始对NXP旗下MCU、汽车微控制器等主要产品上调价格,拉长交货周期,涨价幅度在5%—10%不等,国内MCU厂商则在这波缺货潮中持续受益。

当然,对于无线充电中MCU方案的应用也要考虑到产品整体的性能,以及实现对接收端匹配。金光一认为,无线充电功能的定位决定了是否需要支持完整的无线协议并通过Qi认证,如测试带载/通信解包能力、异物检测、效率、兼容性等。当前采用32位MCU的分立方案,优势在于更加灵活,可以满足不同功率、多种功能的开发需求,成本也能做到最优。

相对来看,采用专用芯片方案提高了集成度和稳定性,非常适合于标准化。但面临的问题还需要进一步完善,如调压架构设计、功率器件整合等,目前成本也不占优势。

陆惠宏认为,无线充电芯片并非单纯的功率器件,而是一个SoC产品。因此,要专注于系统级IC的开发。对于发射端芯片来说,目前市场较为复杂,许多无线充电公司使用MCU和分离器件堆叠设计方案,也有公司使用一些集成功率器件(MOSFET和Driver)搭配MCU设计TX方案。

据透露,考虑到MOSFET功率器件成熟、容易找到以及支持的方案灵活的特点,新捷的发射端方案把MOSFET功率器件放在芯片之外。

金光一认为,采用MCU方案的中高端产品虽然相对低端低成本方案的技术含量较高、售价更高,但由于能够支持完整协议、满足高安全要求、带来更好的用户体验,且苹果在开放MFi认证后将会出现降价可能,因此将逐渐占据主流市场。

值得提及的是,从应用来看,手机无线充电快充功率要高于5w,这需要考虑到充电稳定性、充电效率、异物检测,以及对手机信号的无线干扰等方面的性能表现,对发射端无线充电的要求也会同步提高。从目前趋势来看,无线充电将是手机、平板、手表等便携消费电子产品的标配,WPC的Qi标准已经占据绝对的主流优势地位。随着标准的不断更新和完善,将会进一步规范无线充电市场并拉动产业升级,无线充电市场竞争也会更加激烈。

来源: 华强电子网资讯

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-采用CapTIvateTM技术的MSP430TM微控制器为暴露于电磁干扰、油、水和油脂的应用提供价值和性能

TI近日推出采用CapTIvateTM技术的MSP430TM微控制器(MCU)系列产品,为成本敏感型应用带来电容式感应功能。开发人员可以利用带集成电容式触摸的新型MSP430FR2512和MSP430FR2522 MCU,为工业系统、家庭自动化系统、家电、电动工具、家庭娱乐、个人音频应用等增加多达16个按钮以及接近感应功能。欲了解更多信息,请访问:www.ti.com.cn/captivate-pr-cn

新型电容式触摸MCU的主要特性和优势

  • 可靠、优化的性能:MSP430FR2512和MSP430FR2522 MCU可为暴露于电磁干扰、油、水和油脂的应用提供经国际电工委员会(IEC)61000-4-6认证的电容式感应MCU解决方案。新型MCU的功耗比竞争产品低五倍,支持接近感应和透过玻璃、塑料和金属覆盖层触摸。
  • 用于成本敏感型应用的电容式触摸MCUTI的CapTIvate技术将电容式触摸和接近感应的优势性能增加到门禁控制面板、灶具、无线扬声器和电动工具等应用中。
  • 缩短上市时间:开发人员可以使用与CapTIvate编程器板(CAPTIVATE-PGMR)或TI LaunchPadTM开发套件兼容的新型BOOSTXL-CAPKEYPAD BoosterPackTM插件模块快速评估其应用的电容感应。BoosterPack模块加入CapTIvate设计中心和在线CapTIvate技术指南中的一系列MCU、易于使用的工具、软件、参考设计和文档。此外,开发人员可以加入德州仪器在线支持社区,寻找解决方案,获得帮助,凭借CapTIvate技术加速开发。

封装和供货

MSP430FR2512MSP430FR2522 MCU的批量生产采用20引脚超薄四方扁平无引线(VQFN)封装和16引脚薄型紧缩小外形封装(TSSOP)。

CapTIvate BoosterPack插件模块(BOOSTXL-CAPKEYPAD)通过TI商店和授权经销商供应。

了解采用CapTIvate技术的MSP430 MCU的更多信息

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大联大控股宣布,其旗下品佳力推新唐科技MCU应用于DALI 2.0照明控制方案。

大联大品佳代理的新唐科技DALI 2.0灯光控制解决方案,搭载基于ARM® Cortex®-M0内核的NuMicro®Mini57系列微控制器,最高运行频率高达50MHz,内嵌32KB Flash内存及4KB SRAM,在DALI 2.0的应用中可支援多种的协定。例如,标准207的LED装置、标准202的紧急灯等。该方案亦整合了DALI BUS界面,可连接DALI系统与其它DALI产品互动,为DALI设备的开发者,带来了极大的便利性。

该方案主要实现DALI 2.0所需的多主机控制,此外,所需的软硬件完全开源,是一个对于开发者极为友善的平台,借由NuMicro® Mini57系列的高运算能力,快速转化资料以进行装置控制,开发者亦可以实现复合型装置应用。

方案特色

• 符合DALI2.0协议;
• 支持DALI2.0多主机互动模式;
• 具有总线冲突检测及修复功能;
• 电路简单,成本低;
• 宽电压输入支援8到24伏;
• 16位PWM输出控制;
• PWM可触发ADC;
• 硬件捕捉(Capture)功能;
• 芯片工作温度105度。

大联大品佳集团力推新唐科技MCU应用于DALI 2.0照明控制方案

相关IC

• 控制装置:Mini57EDE;
• 控制设备:N76E003;
• 适用于DALI Master的NUC240SE3AE。

方案应用

提供完整的Dali 2.0协议

• IEC62386-202(紧急照明);
• IEC62386-203(高强度灯泡);
• IEC62386-206(1-10V转换器);
• IEC62386-207(RGB LED灯);
• IEC62386-209(颜色控制器);
• IEC62386-303(感应传感器);
• IEC62386-304(亮度传感器)。

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日前台媒报道称,意法半导体自去年下半年传出因车用电子需求大增,MCU产品缺货情况严重,至今年第1季情况仍未改善,导致不少下游客户转单。

今年年初,车用电子芯片龙头恩智浦开出今年全球微控制器芯片调涨第一枪,宣布将自第一季开始调涨旗下多个产品线全线报价,其中MCU调涨6%,市场预期可能缺货一整年。

自去(2017)年以来,全球多家MCU厂商产品出货交期皆自四个月延长至六个月,日本MCU厂更罕见拉长达九个月。据台媒报道,意法半导体在去年下半年传出车用电子需求大增,产品缺货情况严重,其他包括:德仪、瑞萨、恩智浦等IDM厂也出现相同情况,交货期递延3个月至半年时间,不少下游客户转单至台厂,新唐等受益。

意法半导体缺货的产品包括8位MCU、Cortex M0/M3/M4等交期拉长,至今年第1季情况仍未改善,业界认为今年上半年都难以改善。此外台媒指出,2018年苹果新款iPhone将全面导入3D感测,意法半导体为唯一供货商且IDM厂,势必将持续排挤掉MCU的产能。

由市场半导体情报资料看来,去年全球电子产品制造业营运大多相当红火,连日本半导体厂也出现多年不见正成长荣景,带动IC芯片等电子元件销量走升。预估后市于全球汽车电子、物联网应用需求不断爆发、持续成长,矽晶圆厂产能满载下,2018年全球MCU市场恐将一整年持续面临供应短缺局面。

IHS Markit高级分析师刘庆则表示,一些厂商和上游的Fabs(制造厂)已经在2017下半年开始增加产品供应能力,但这仍然需要二三个季度来使这些新增产能完全释放出来,因此预计供应紧张的情况将会持续到2018上半年。

意法半导体MCU上半年缺货未改善

据IHS Markit数据,大多数MCU供应商2017有很好的发展,其中意法半导体(ST Microelectronics)年增长率达到26%。

来源: 国际电子商情

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瑞萨电子株式会社(TSE:6723)今日宣布,与阿里巴巴(NYSE:BABA)旗下云计算科技公司阿里云合作,加速以阿里物联网操作系统AliOS 为基础的物联网解决方案的开发,为中国物联网发展做出贡献。双方将通过由双方工程师组成的联合团队展开合作开发,将阿里物联网操作系统AliOS嵌入瑞萨电子丰富的微控制器产品线,由此轻松创建物联网节点和网关,无缝连接阿里云。

在中国,伴随着互联网服务的繁荣发展,强大的互联网生态应运而生,并逐步扩展到物联网服务市场,吸引众多企业进入该市场。瑞萨电子推出开发平台,以加强对用户的产品开发支持。借助该解决方案平台,用户可以轻松开发出适合中国市场的物联网产品,缩短开发周期,加速产品上市。

瑞萨电子将为客户提供两种物联网开发平台,基于瑞萨电子16位微控制器RL78系列的基础版平台,以及基于32位微控制器RX系列的高阶版平台。RL78是瑞萨电子超低功耗的16位微控制器,运行功耗66uA/MHz,待机模式下更是低至0.23uA。RX是瑞萨电子高性能的32位微控制器,运行速度高达4.55CoreMark/MHz,拥有丰富的外设功能,特别是其内置的硬件安全加密模块有助于打造安全的物联网环境。

通过嵌入AliOS的物联网解决方案,瑞萨电子将持续为中国的智慧城市、智能家居、智能工厂等领域做出贡献。特别是在拥有丰富技术积累的智能家居领域,瑞萨电子将提供极具魅力的解决方案。

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作者:胡恩伟

嵌入式MCU与MPU的区分

嵌入式系统中的处理器按照是否集成片上Flash和RAM可以分为MCU(MicroControl Unit—微控制器)和MPU(MicroProcess Unit—微处理器)。典型的MCU如Freescale S08、S12和MPC56xx以及8051单片机等,而典型的MPU如基于ARMCortex A系列内核的i.MX系列处理器:

本文中的观点针对仅针对嵌入式MCU,也就是我们常说的单片机。其为单芯片集成解决方案—片上集成了嵌入式系统工作所需的逻辑计算内核CPU,存储数据/代码的RAM,EEPROM和Flash,内部互联总线—Crossbar、AMBA(APB、AHB以及AXIbus),定时器资源(Timer)、中断控制器(INTC,通用输入输出接口(GPIO),模拟数字转换模块—ADC、DAC和ACMP,段码LCD控制器、TFTLCD控制器,步进电机驱动(SMC),通信接口/控制器—I2C、SPI、UART/SCI、CAN、SDIO/eMMC、以太网MAC等;当然,MPU中也会集成很多嵌入式系统工作所需的大部分片上外设,但因为其计算单元CPU内核运行速度非常快,所以其一般不会再片内集成系统工作所需的RAM和Flash存储器,而是集成SDR/DDR2/3/4等外部SRAM扩展接口和NAND/NOR Flash扩展接口,用户设计基于MPU的硬件系统时还需选择合适的SRAM和外部Flash才可以保证系统正常工作。

当然还有我们常说的CPU(CentralProcess Unit—中央处理器),常见PC上所使用的Intel的x86处理器,比如奔腾、至强、酷睿i3/i5/i7系列等,其片上只集成了中央计算内核单元CPU,少量的一级/二级/三级缓存以及GPU,但不包含中断控制器、定时器等,它需要通过主板进行扩展,更不包含存储器,需要用户在主板上外界DDR内存条和Flash硬盘。

浅谈嵌入式MCU开发中的三个常见误区

按照内核的运行速度和片上集成外设资源的丰富程度以及功耗,MCU、MPU和CPU的对比分布如下:
浅谈嵌入式MCU开发中的三个常见误区

误区一:MCU的程序都是存储在片上Flash上,然后拷贝到RAM中执行的

很多刚接触MCU的人受学校老师讲授计算机硬件和C语言课程时一些观点的影响,认为MCU中程序都是存储在片上Flash上,然后拷贝到RAM中执行的,这其实是错误。原因如下:

1. MCU的片上RAM资源和Flash存储器相比一般都比较小,其比例大概为1:16到1:5,其不可能将存储在Flash中的程序代码全部拷贝到片上RAM中;
以下为Freescale S12G系列、S12XE系列以及MPC574xB/C/D/G系列MCU的片上RAM和Flash存储器资源的对比:

浅谈嵌入式MCU开发中的三个常见误区
浅谈嵌入式MCU开发中的三个常见误区

2. 在嵌入式MCU中内核CPU的工作频率一般为总线频率的两倍(S08和S12(X)系列MCU的内核CPU工作频率固定为总线工作频率的2倍)或者相等(PowerPC MPC560x系列),而挂到Flash的指令/数据总线宽度一般与CPU位宽的1~2倍,虽然Flash的访问频率比较低(几MHz到数十MHz,一般不超过100MHz),而嵌入式MCU内核CPU的运行频率也不高,在300MHz以内,所以总线每次可以从Flash取出2~4条指令(PS:当PowerPC e200内核使用VLE指令集时,大多数指令都为16位长度,若指令/数据总线宽度为64位宽,则一次可以读出4条VLE指令),从而弥补与内核CPU运行速度的差距,保证在硬件物理上实现在Flash取值执行嵌入式MCU程序是没有问题的。

以下为NXP MPC5744P的内部Cross Bar总线互联框图,其指令和数据总线均为64位宽:

浅谈嵌入式MCU开发中的三个常见误区

3. 在嵌入式MCU的硬件设计上没有自动将Flash程序提前拷贝到RAM的机制,在软件设计上也没有相应的代码执行这个拷贝工作--这样的拷贝过程无疑会造成内核CPU资源的浪费,代码搬移的过程总内核CPU无法处理其他任务;(除非是在开发嵌入式MCU的BootLoader时,需要对片上Flash进行擦除和编程,而大多数嵌入式MCU片上都只有一个Flash块(block/partion), 不支持read-while-read操作,所以需要将Flash驱动程序事先拷贝到RAM然后调用—事实上,只需要将Flash擦除和编程命令的launch语句和查询等待命令完成的程序拷贝到RAM执行即可。程序的执行至少包含取指à译码à执行三个环节,其中取指就是从存储器中读出指令,需要访问Flash/RAM)

4. 通过调试嵌入式MCU,在CPU寄存器窗口查看程序运行时PC寄存器的值也可以验证嵌入式MCU程序默认运行时就是在Flash本地执行的、即存储地址与运行时地址相同;

浅谈嵌入式MCU开发中的三个常见误区

由于S12XE系列MCU的Flash分页访问机制,地址0xFE8029其实是其Flash的Page_FE的逻辑地址,对应的Flash物理地址(也称作全局地址--GlobalAddress)为0x7F8029;
浅谈嵌入式MCU开发中的三个常见误区

误区二:工程编译生成的下载文件大小即为最终占用Flash的大小

很多工程师判断一个嵌入式MCU应用工程的编译结果大小往往看工程编译生成的HEX/S19/BIN等下载文件(Flash编程文件)的大小,认为工程编译生成的下载文件大小即为最终占用Flash的大小,这是不正确的。

因为在HEX/S19/BIN等Flash编程文件往往还包含了编译器版本信息,工程配置信息,每行数据/代码的存储地址,长度、校验和以及整个工程的复位运行地址等非常丰富的信息。因为只有具备了这些信息,编程器才找到将编译结果中的数据和代码烧写到Flash/EEPROM存储器的具体地址并保证数据/代码的完整性,通过每一行和整个文件的校验(Verify)来保证整个编程过程的正确完整。

以下以Motorola的S19文件(也称为S-Record)格式进行说明:
S-record每行最大是78个字节,156个字符
S-record 格式如下:

浅谈嵌入式MCU开发中的三个常见误区

其中:

type(类型):2个字符。用来描述记录的类型 (S0,S1,S2,S3,S5,S7,S8,S9)。

count(计数):2个字符。 用来组成和说明了一个16进制的值,显示了在记录中剩余成对字符的计数。

address(地址):4或6或8个字节。用来组成和说明了一个16进制的值,显示了数据应该装载的地址, 这部分的长度取决于载入地址的字节数。2个字节的地址占用4个字符,3个字节的地址占用6个字符,4个字节的地址占用8个字符。

data(数据):0—64字符。用来组成和说明一个代表了内存载入数据或者描述信息的16进制的值。
checksum(校验和):2个字符。这些字符当被配对并换算成16进制数据的时候形成了一个最低有效字符节,该字符节用来表达作为补充数据,地址和数据库的字符对所代表的(字节的)补码的byte总和。即计数值、地址场和数据场的若干字符以两个字符为一对,将它们相加求和,和的溢出部分不计,只保留最低两位字符NN,checksum=0xFF-0xNN。

S0 Record:记录类型是“S0” (0x5330)。地址场没有被用,用零置位(0x0000)。数据场中的信息被划分为以下四个子域:

name(名称):20个字符,用来编码单元名称
ver(版本):2个字符,用来编码版本号
rev(修订版本):2个字符,用来编码修订版本号
description(描述):0-36个字符,用来编码文本注释

此行表示程序的开始,不需烧入memory。

S1 Record:记录类型是“S1” (0x5331)。地址场由2个字节地址来说明。数据场由可载入的数据组成。
S2 Record:记录类型是“S2” (0x5332)。地址场由3个字节地址来说明。数据场由可载入的数据组成。
S3 Record:记录类型是“S3” (0x5333)。地址场由4个字节地址来说明。数据场由可载入的数据组成。
S5 Record:记录类型是“S5” (0x5335)。地址场由2字节的值说明,包含了先前传输的S1、S2、S3记录的计数。没有数据场。
S7 Record:记录类型是“S7” (0x5337)。地址场由4字节的地址说明,包含了开始执行地址。没有数据场。此行表示程序的结束,不需烧入memory。
S8 Record:记录类型是“S8” (0x5338)。地址场由3字节的地址说明,包含了开始执行地址。没有数据场。此行表示程序的结束,不需烧入memory。
S9 Record:记录类型是“S9” (0x5339)。地址场由2字节的地址说明,包含了开始执行地址。没有数据场。此行表示程序的结束,不需烧入memory。

一个具体的S12XEP100的CodeWarrior5.2工程编译后S19文件的大小为6KB,而实际占用Flash的大小只有2445个字节,远小于S19文件的大小,所以判断一个应用工程编译结果所占Flash和RAM的大小,应该看MAP文件中的统计结果,而非S19文件的大小:

浅谈嵌入式MCU开发中的三个常见误区

或者以IDE(比如CodeWarrior 10.6或者S32DS)的Print Size工具从控制台(console)打印出来的text + data来判断,下面是一个具体的MPC5748G S32DSfor Power V1.2工程,其编译及我国所占Flash的大小为23366(text) + 1372(data)=24738 Byte,而其S19文件大小为73KB。
浅谈嵌入式MCU开发中的三个常见误区

误区三:用户应用工程的编译结果建议不能超过MCU片上Flash的80%

通过对以上误区一的分析,嵌入式MCU中用户应用工程的编译结果(数据和程序代码)是一直存储在片上Flash中的,对其下载编程之后在整个产品的生命周期中都不会再改变(除非用户开发了在线/远程升级的BootLoader功能),因此,完全可以将将Flash全部用来保存编译结果,只要在工程链接文件中按照MCU实际存储器大小和地址进行配置,编译链接结果没有存储器溢出即可。用户应用工程的编译结果建议不能超过MCU片上Flash的80%的说法没有任何理论依据。

转自: 汽车电子expert成长之路

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