modalità di sviluppo
Lo sviluppo di microcontrollori è per lo più bare metal, le dimensioni del programma sono ridotte e viene sviluppato in modo indipendente da un singolo programmatore. Alcuni prodotti complessi utilizzano anche microcontrollori di fascia alta come STM32 e RTOS (uCOS, freeRTOS, ecc.).
Lo sviluppo embedded è quasi interamente basato su sistemi operativi embedded e i più utilizzati sono Linux e Android.
Caratteristiche tecniche 1
Linguaggio di programmazione: Il microcontrollore utilizza principalmente il linguaggio C (con una piccola parte di assembly), che è leggermente diverso dal C standard. Le caratteristiche avanzate del linguaggio C, come le strutture e i puntatori di funzione, sono raramente utilizzate. Lo sviluppo embedded è più complesso e si divide generalmente in livello inferiore e livello applicativo. Il livello inferiore utilizza il linguaggio C, mentre il livello applicativo utilizza C, C, Java e altri linguaggi. Il linguaggio C embedded utilizza caratteristiche più avanzate come strutture, strutture dati, algoritmi e puntatori di funzione (utilizzati per implementare l'orientamento agli oggetti).
La differenza tra sviluppo embedded e sviluppo di microcontrollori
1. La differenza di struttura del sistema tra microcontrollore e sistema embedded:
1) Struttura di base del microcontrollore
Il microcontrollore è composto da unità aritmetica, controllore, memoria e dispositivi di ingresso e uscita.
2) Componenti del sistema incorporato
I sistemi embedded sono generalmente costituiti da microprocessori embedded, dispositivi hardware periferici, sistemi operativi embedded e applicazioni specifiche.
Il primo passo nella progettazione di un sistema embedded consiste nel combinare l'applicazione specifica, considerare in modo completo i requisiti del sistema in termini di costi, prestazioni, scalabilità, ciclo di sviluppo e altri aspetti, determinare il dispositivo di controllo principale del sistema e costruire l'hardware del sistema con esso come piattaforma principale.
2. La differenza nella composizione dell'hardware tra microcontrollore e sistema embedded
Un microcontrollore è un chip di circuito integrato che contiene un circuito microcontrollore e alcuni dispositivi di interfaccia di ingresso e uscita generali. Dal punto di vista delle modalità di costruzione di un sistema embedded, in base al livello di sviluppo della moderna tecnologia elettronica, il sistema embedded può essere implementato utilizzando un microcomputer a chip singolo o altri dispositivi elettronici programmabili. I restanti componenti hardware sono determinati in base ai requisiti del sistema applicativo di destinazione.
3. Differenze nella composizione del software tra microcontrollori e sistemi embedded
Il microcontrollore generico fornito dal produttore non contiene alcun programma applicativo, pertanto non può essere eseguito direttamente. Dopo aver aggiunto il programma applicativo, il microcontrollore può funzionare in modo indipendente. I sistemi embedded devono avere un software di controllo. Il modo in cui implementare la logica di controllo può essere interamente utilizzato con circuiti hardware o programmi software.
4. Differenze nelle relazioni primarie e secondarie tra microcontrollori e sistemi embedded
I microcontrollori sono ora considerati dispositivi elettronici di uso generale, con il microcontrollore stesso come corpo principale. I sistemi embedded sono subordinati in termini di struttura fisica e i sistemi embedded sono incorporati e installati nel sistema applicativo di destinazione. Il sistema incorporato è dominante nella relazione di controllo ed è un sistema di elaborazione logica che controlla il funzionamento del sistema applicativo di destinazione. Sebbene un sistema incorporato possa essere costruito in modi diversi, una volta costruito, un sistema incorporato è un sistema dedicato. In un sistema dedicato, il software del dispositivo programmabile può essere impiantato durante il processo di costruzione del sistema o generato direttamente durante il processo di produzione del dispositivo per ridurre i costi di produzione. I microcontrollori con una logica di controllo complessa richiedono il supporto del software del sistema operativo; i sistemi embedded con una logica di controllo semplice non necessitano del supporto del software del sistema operativo.
Introduzione al microcontrollore
Che cos'è un microcontrollore? Generalmente ci si riferisce ai microcomputer a singolo chip chiamandoli in breve microcontrollori. Non si tratta di un chip che svolge una determinata funzione logica, ma di un sistema informatico integrato in un chip. È equivalente a un microcomputer. Rispetto a un computer, a un microcontrollore mancano solo i dispositivi di I/O. È un tipico microcontrollore incorporato.
Caratteristiche del microcontrollore
1) Dimensioni ridotte, struttura relativamente semplice e alta affidabilità
Il microcontrollore integra vari componenti funzionali in un unico chip e adotta una struttura a bus interna, che riduce le connessioni tra i chip e migliora notevolmente l'affidabilità e la capacità anti-interferenza del microcontrollore. Inoltre, le sue dimensioni ridotte consentono di adottare facilmente misure di schermatura per ambienti con forti campi magnetici, rendendolo adatto a lavorare in ambienti difficili.
2) Forte capacità di controllo
Sebbene la struttura del microcomputer a chip singolo sia relativamente semplice, è "completa" e dispone di sufficienti funzioni di controllo. Il microcontrollore è dotato di un gran numero di porte di I/O. La CPU può eseguire direttamente operazioni correlate, aritmetiche, logiche e di bit sugli I/O. La CPU può eseguire direttamente le operazioni relative, le operazioni aritmetiche, le operazioni logiche e le operazioni sui bit di I/O. Le istruzioni sono semplici e ricche. Le istruzioni sono semplici e ricche. Pertanto, il microcontrollore è anche un computer "orientato al controllo".
3) Bassa tensione, basso consumo energetico
I microcontrollori possono funzionare a una tensione di 2,2 V e alcuni possono già funzionare a 1,2 V o 0,9 V; il consumo di energia è ridotto a un livello μA e una batteria a bottone può essere utilizzata per lungo tempo.
4) Eccellente rapporto prestazioni/prezzo
Poiché la struttura hardware composta da microcomputer a chip singolo è relativamente semplice, il ciclo di sviluppo è breve, la funzione di controllo è forte e l'affidabilità è elevata, quindi, a parità di funzioni, il sistema di gestione del controllo sviluppato con microcomputer a chip singolo è migliore del sistema di gestione del controllo sviluppato con altri tipi di microcomputer. I sistemi sono più economici.