一、MCU
MCU就是微控制器,是電機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的“中樞大腦”,大腦里其中包含了最精華的控制算法的實(shí)現(xiàn)。目前控制器大概分四大類:單片機(jī)、ARM、DSP、FPGA。
單片機(jī)適用算法簡(jiǎn)單、成本低廉或者某些專用場(chǎng)合。比如4位的用于鐘表之類。以前由于微機(jī)課程的原因,對(duì)單片機(jī)的了解僅僅局限于8051,現(xiàn)在才知道8位的或者16位的單片機(jī)依舊市場(chǎng)廣泛。以項(xiàng)目中用到的STM8和S12ZVM為例,一個(gè)ST公司8位的或者16位的單片機(jī)足夠滿足汽車(chē)某一方面的電機(jī)控制需求,甚至能夠?qū)⑿酒娫?、微控制器、MOSFET預(yù)驅(qū)動(dòng)、LIN/CAN/PWM通信集于一身,功能足夠滿足項(xiàng)目要求。
ARM目前沒(méi)用過(guò)做主控芯片,只聽(tīng)說(shuō)過(guò)ST公司的STM32F103和F407,對(duì)于ARM和DSP的區(qū)別我還是認(rèn)同網(wǎng)上以為DSP培訓(xùn)工程師的說(shuō)法:ARM接口資源多一些,方便做一些展示型的東西,比如顯示屏之類的,如果要做控制,還是DSP專業(yè)一些。
DSP得益于TI公司強(qiáng)大的實(shí)力以及各種針對(duì)中國(guó)的大學(xué)計(jì)劃、培訓(xùn)課程之類,是電機(jī)控制器的首要之選。各種例程、教學(xué)資源網(wǎng)上都可以找得到,在此不多贅述。
FPGA并行運(yùn)算、硬件實(shí)現(xiàn),具有進(jìn)行大規(guī)模矩陣運(yùn)算的優(yōu)勢(shì)。不過(guò)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn),用FPGA寫(xiě)算法還是比較難做,因?yàn)闆](méi)有那么多的庫(kù)可以用,寫(xiě)到最后連最基礎(chǔ)的功能都需要自己去寫(xiě),著實(shí)難寫(xiě),不過(guò)也可能是自己水平有限,沒(méi)有找到合適的途徑。
對(duì)于目前FPGA的發(fā)展,我覺(jué)得DSP+FPGA是一條不錯(cuò)的道路,DSP做主控芯片,F(xiàn)PGA做協(xié)處理器,將FPGA掛在DSP總線上,適合FPGA的運(yùn)算交給它去處理,然后讀回來(lái)進(jìn)行處理。目前XILINX和Intera(Altera)公司好像都在按照這個(gè)思路去做。當(dāng)然還有一些比如SOPC、高級(jí)語(yǔ)言編程、MATLAB轉(zhuǎn)化HDL的思路。目前覺(jué)得FPGA還是不太適合作為主控芯片,需要看兩大公司發(fā)展思路。
在進(jìn)行MCU選型的時(shí)候,考慮以下幾個(gè)因素:主頻、內(nèi)部資源、成本、實(shí)際項(xiàng)目需求等。主頻決定了MCU能夠以多快的速度運(yùn)行,是非常重要的一點(diǎn);內(nèi)部資源要保證功能能夠?qū)崿F(xiàn);成本問(wèn)題也要注意,這是做了橫向項(xiàng)目之后才有的感受。實(shí)際項(xiàng)目需求上,選型時(shí)要考慮不同器件的特點(diǎn)。比如,DSP屬于通用器件,資源多,功能強(qiáng)大。但是這也說(shuō)明一件事:資源多歸多,可是對(duì)哪一方面也可能不是最精的,如果需要某一方面還是要去找一些專用芯片,不能上來(lái)就是DSP,汽車(chē)級(jí)芯片還是NXP、Infineon更專業(yè)。

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