发表于：2006/1/3 17:51:00
#0楼
今天半导体结构在不断减小的几何线路分布正改变着单片微控制器经济学。新的嵌入式设计的开发系统成本快速增长，但微控制器上的数字逻辑线路成本正在不断下降。这使得提供具有更多外围的微控制器更具经济性，尤其是如果这些外围属于数码设备、UART、CAN控制器和以太网Ethernet MAC等。我们在目前市场上看到，带有更复杂的外围的微控制器正不断出现。如果我们将Flash和RAM也看作是外围，那么今天许多微控制器都是90%以上的外围。
举个例子，考虑一下目前市场上销售的8051和许多衍生装置。10年前，8051几乎完全作废，但是现在有许多新产品还在采用8051核心，为提高性能，外围的数量和种类都有了显着增加。许多熟悉8051的工程师都在关注这些新产品。他们感觉到自己了解8051核心，所以采用基于8051的装置比采用其它核心更简单。但是仅仅是熟悉微控制器核心就足够了吗？
端口问题
在回答这个问题之前，先了解一下向新微控制器发展的过程。大多数微控制制造商都有许多不同的分种选择，一位制造商甚至有500多个不同的分种。这些分种对于设计者为特定应用充分选择外围提供了条件。
一种更好的方式就是选择已经具备了许多工程项目需要的所有外围和灵活输入输出排列的微控制器。因此，用户可以选择和配置每个项目要求的具体外围组合，显着降低了PCB重新设计所需的工作量。选择这类微控制器可以使硬件更改更容易。这可给用户更有弹性地选取需要实际的外围组合来迎合设计 。
此外，工程师通过降低购买和存储的不同零部件的数量也可以获得公司内的物料供应人员的支持。在过去很长的一段时间，我们看到制造商都以能提供各种各样的微控制器为荣，实际上，这对于客户和制造商本身来说都无异于一场物流供应方面的噩梦。事实上,供货商应更好利用不断降低的硅成本制造更少分种、但功能更强大的微控制器。
大多数工程师会认为软件功能是他们之所以不放弃正在用的老旧微控制器系列的原因之一，所以我们来谈谈软件问题。
考虑一款新的微控制器时，需要解决两个主要软件问题：
o 在核心中完全运行的书写算法。包括算术算法（比如，过滤算法）或产品的主要环路。
o 外围初始化和接口的软件
首先来谈谈在微控制器核心中运行的软件。过去的几年里，C编译器的使用不断普遍，并且效率也有所提高。这意味着已经到了C编译器可节省的编程工作比所有应用程序中性能损失的程度更重要。还有一些精确时间软件功能需要用汇编程序编写，但是这些程序也可能打包在C编译器编写的程序中。
除了编译器的效率外，我们还看到了微控制器总体性能有了明显的提高。许多工程师都利用比以前性能强10倍的现代控制器并转变成用C编译器编写软件，而写出的产品比之前的软件产品运行更快。
采用C编译器的另外一个驱动因素就是许多产品都普遍需要的代码数量增加。在汇编程序中编写8K代码可能相当于100张A4纸的软件。编写和维护这种数量的代码需要耗费大量的工作量。一旦你开始着眼于要求32K或64K代码的应用程序，那么使用编译器自然而然就成了99%应用程序的唯一实际选择。
如果我们认为下一个要开发项目需要使用C编译器，那么我们就可以做出一个显而易见但却是惊人的决定。包括C语言在内的高级语言可以使工程师避开微控制器核心的繁杂工作。如果我们编写
Counter = Counter + 1; (or Counter++;)
我们突然意识到，其实我们不必在乎它在应用程序中究竟如何实施。这就是编译器的主要目的所在，所以也就不足为怪。多少有点令人惊奇的是，这意味着我们不必担心核心本身的细节。只要变量Counter增加，我们并不需要知道结果是否使用累加器或寄存器架构获得——我们不在乎。
现在来谈谈外围编程的问题。在市场上许多新款微控制器中，外围数量迅速增长。越来越多的芯片面积都应用在了外围上，它们的复杂性和功率似乎也在不断增加。看一看今天市场上的一些8051微控制器，我们可以看到多达300-400页的数据表。其中，你会发现只有25页内容是用左核心的工作原理里。剩下的页数都是关于外围的，从复位控制器、复杂的ADC到更复杂的通信控制器 (比如 CAN, USB, Ethernet)。
这让我们得出一个结论，使用外围的软件比完全在核心内运行的软件所花费的工作量要多得多。
进一步说就是，专门针对外围的微控制器数据表越多，对于了解核心操作来说就越无益。
沉溺在外围中
作为面对过多的复杂外围的工程师，为了避免淹没在那些外围实现所有预期用途的繁重任务时，你会怎样做呢？所幸的是，帮助就在手边。有些微控制器制造商提供能够为你生成源代码的工具。在图1中，你可以到这种工具的一个例子，赛恩科技 生产的CyanIDE Integrated Device Environment IDE (综合集成电路開发环境)，说明了只需点击鼠标就可以轻松设定UART波特率的便捷方法 。
有了这些工具，你无需连篇累牍那些冗长的数据表就能算出每个寄存器中应该编程的数值。此外，CyanIDE还具有全面的上下文相关的帮助。这意味着当你开始编写为每个外围编写说明时，你所做的触手可及。这种工具可以给新款微控制器所涉及的工程量带来翻天覆地的变化。
安枕无忧的选择
本文开篇对一项假设提出了质疑，即选择带有熟悉核心的微控制器一定会降低新项目设计工作涉及的学习任务量吗？对所涉及的工作进行简单分析后，可以清楚的发现这种假设是不正确的。如果使用C编译器和即使带有为数不多外围的装置，那么对核心的熟悉比起帮助外围编程的工具来说其重要性要小的多。
实际上，如果新制造商拥有有效而且综合的工具帮助进行外围的编程，那么选择新制造商的微控制器比选择同一系列和制造商但是具有重要新型外围的微控制器更容易。工具和可配置性的强大组合比拥有核心方面的丰富经验要重要的多。
赛恩IDE及 eCOG 均为赛恩股份有限公司的注册商标｡
Cyan Technology赛恩科技的网站：www.cyantechnology.com
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