มีแพลตฟอร์ม MCU จำนวนมากและเมื่อมีคนคุ้นเคยกับพวกเขาพวกเขามักลังเลที่จะเปลี่ยนไปใช้แพลตฟอร์มอื่น

คำถามของฉันคือ: หากมีใครเริ่มใช้ MCU สำหรับงานที่มีวัตถุประสงค์ทั่วไปในวันนี้ใครจะเลือกได้อย่างไร จุดขายที่เป็นเอกลักษณ์ของแพลตฟอร์มที่แตกต่างกันคืออะไร

หนึ่งปีฉันได้พูดคุยเกี่ยวกับการเลือกไมโครคอนโทรลเลอร์ (ใช้เวลาประมาณ 1.5 ชั่วโมง) ผู้ชมเป็นโปรแกรมเมอร์และผู้ผลิตซอฟต์แวร์ระดับสูง ผู้ชมส่วนใหญ่ไม่เคยมีประสบการณ์μCมาก่อนส่วนที่เหลือเล่นกับ Arduino เท่านั้น จำนวนผู้ชมเป็นเรื่องเกี่ยวกับ 30 ดังนั้นนี่คือ multicast ซึ่งตรงข้ามกับคลินิกแบบหนึ่งต่อหนึ่ง

สไลด์สำคัญในการพูดคุยคือ:

ขนาด

สำหรับการเปรียบเทียบไมโครคอนโทรลเลอร์ รายการอยู่ในลำดับจากมากไปน้อย

• สภาพแวดล้อมการพัฒนา (ห่วงโซ่เครื่องมือ)
  • การพัฒนาสภาพแวดล้อม
  • ฉันพูดถึงสภาพแวดล้อมการพัฒนาหรือไม่?
• สนับสนุน
  • แอปพลิเคชันบันทึก
  • การสนับสนุนเพียร์: ความรู้เกี่ยวกับเผ่า, เพื่อน, ฟอรั่ม, รหัส teh [sic]
• คุณสมบัติ
  • หน่วยความจำ
  • อุปกรณ์ต่อพ่วง
  • ความกล้าหาญในการคำนวณ
• การใช้พลังงาน
• ราคา

PS

ฉันควรกำหนดขอบเขตที่คำตอบของฉันนี้ จำกัด ฉันเห็นคำถามการเลือกแพลตฟอร์มนี้ผ่านเลนส์สองชนิด คนแรกคือต้นแบบ สิ่งที่สองคือผู้พัฒนาอุปกรณ์มืออาชีพที่มีราคาตามท้องถนนตามคำสั่งของ $ 3k และปริมาณในหลายร้อยปี เลนส์งานอดิเรกก็อยู่ไม่ไกลเช่นกัน ในกรณีเหล่านี้ค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นของไมโครคอนโทรลเลอร์มีขนาดเล็กเมื่อเปรียบเทียบกับค่าใช้จ่ายในการพัฒนาหรือค่าอุปกรณ์มืออาชีพที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ไป

แน่นอนว่ามีมุมมองที่แตกต่างกันมากในการผลิตเป็นจำนวนมาก เมื่อใครบางคนเลือกไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับอุปกรณ์ราคาถูกซึ่งจะผลิตในปริมาณมาก (ของเล่นกระแสหลักเป็นตัวอย่างที่ดี) พวกเขาจะถูกขับเคลื่อนด้วยต้นทุนของฮาร์ดแวร์ การประหยัดต้นทุนฮาร์ดแวร์เพียงเล็กน้อยด้วยปริมาณการผลิตจำนวนมาก (ในจำนวนหลายแสนหรือมากกว่า) อาจแสดงให้เห็นถึงความเจ็บปวดจากการใช้สภาพแวดล้อมการพัฒนาที่ไม่มั่นคงและไมโครคอนโทรลเลอร์ราคาต่อรองพร้อมการสนับสนุนแบบปานกลาง

เนื่องจากคำถามนี้ไม่ได้สร้างการเปรียบเทียบแพลตฟอร์มที่ฉันหวังไว้ฉันจึงพยายามสร้างตัวเองขึ้นมาโดยการศึกษาวรรณกรรมรวมถึงคำตอบอื่น ๆ บางทีนี่อาจช่วยคนอื่นในอนาคต

โปรดแจ้งให้เราทราบหากมีข้อผิดพลาดใด ๆ หรือหากมีข้อมูลที่ฉันสามารถเพิ่ม

เปรียบเทียบแพลตฟอร์ม

หมายเหตุเกี่ยวกับการเปรียบเทียบ:

• IDE: ความคิดเห็นเกี่ยวข้องกับเวอร์ชันฟรี

PIC:

• โดยไกลชิประดับเริ่มต้นที่ถูกที่สุด
• หลายคนมีหน่วยงานกำกับดูแลแรงดันไฟฟ้าภายใน
• ในราคาที่กำหนดมักจะมีอุปกรณ์ต่อพ่วงมากขึ้นและดีขึ้น
• มาตรฐานอุตสาหกรรมกึ่ง: ห้องสมุดที่ดีมากและการสนับสนุนนักพัฒนา
• IDE: การจำลองและการดีบักแบบออฟไลน์เต็มรูปแบบโดยใช้ NetBeans โดดเด่น
• debuggers บุคคลที่สาม: ประมาณ $ 25
• แพคเกจหลากหลายมาก
• จุดขายที่ไม่ซ้ำใคร: 1. XLP = มีอุปกรณ์พลังงานต่ำพิเศษ; 2. ชิปที่ทันสมัยจำนวนมากมี Capacitive Sensing Module สำหรับปุ่มสัมผัส ฯลฯ

AVR:

• โดยทั่วไปแล้ว AVR จะล้าหลังอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ต่อเนื่องและมีราคาแพงกว่าเล็กน้อย อย่างไรก็ตามโดยรวมแล้ว AVR นั้นคล้ายกับ PIC ในด้านการใช้งานและราคา
• ชิป 8 บิต AVR นั้นเร็วกว่าชิป PIC 8 บิต
• โปรแกรมจำลองบุคคลที่สาม: ประมาณ $ 20
• แพคเกจหลากหลายมาก

Arm Cortex-M:

• สถาปัตยกรรมหน่วยประมวลผลที่ทันสมัย: ไม่มีธนาคารหน่วยความจำมัลติทาสกิ้งที่ดี
• โดยอุปกรณ์ 32 บิตที่ถูกที่สุด
• ค่อนข้างง่ายที่จะย้ายระหว่างชิปที่แตกต่างและผู้ผลิตที่แตกต่างกัน
• อุปกรณ์โดยทั่วไปต้องการส่วนประกอบภายนอกมากกว่า PIC
• อุปกรณ์ USB ราคาถูกมากพร้อม ROM bootloader: NXP LPC1342 / LPC1343
• สนับสนุนห้องสมุดที่เหมาะสม
• IDE: สมเหตุสมผลไม่มีการจำลองแบบออฟไลน์
• อินเตอร์เฟซ SWD ช่วยให้การเขียนโปรแกรมในระบบการดีบักและติดตามด้วยฮาร์ดแวร์ที่ง่ายต่อการสร้าง (
• ชิป NXP ราคาไม่แพงมาในแพ็คเกจขนาดเล็กหรือพิทน้อยเท่านั้น
• จุดขาย: 1. แพลตฟอร์ม 32 บิตที่ถูกที่สุด; 2. แพลตฟอร์มที่ถูกที่สุดด้วย USB ROM bootloader

PSoc: (จากคำตอบของ Rocketmagnet)

• ราชาเมื่อพูดถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอะนาล็อก: ชิปที่กำหนดสามารถกำหนดค่าใหม่ภายในเพื่อให้อุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอะนาล็อกและดิจิตอลที่แตกต่างกัน
• ราคาแพงกว่า PIC มาก
• IDE: ยอดเยี่ยม
• โปรแกรมเมอร์ $ 88 (อนุญาตให้ทำการดีบั๊กหรือไม่)
• แพ็คเกจ SMD เท่านั้น

ใบพัด: (จากคำตอบของ Rocketmagnet)

• multi-core MCU: แกนที่แตกต่างกันสามารถทำงานแบบจำลองในงานที่แตกต่างกัน
• กำจัด / ลด (?) จำเป็นสำหรับการอินเตอร์รัปต์
• อุปกรณ์ต่อพ่วงฮาร์ดแวร์ไม่กี่ตัวจะต้องถูกเข้ารหัสอย่างชัดเจนเพื่อให้ทำงานบนหนึ่งในแกนประมวลผลให้ความยืดหยุ่นอย่างเหลือเชื่อ
• อ่อนแอเมื่อพูดถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอะนาล็อก
• IDE: ยอดเยี่ยม
• มีแพ็คเกจกรมทรัพย์สินทางปัญญา

เปรียบเทียบตามแอพพลิเคชั่น

ยูเอสบี:

"Legend" สำหรับรายการด้านล่าง:

• bootloader = USB bootloader ที่เตรียมโปรแกรมไว้ล่วงหน้า
• ตัวปรับแรงดันไฟฟ้า = สามารถขับเคลื่อนจากบัสโดยไม่มีตัวควบคุมภายนอก
• pullups = ไม่จำเป็นต้องใช้ pullup ภายนอก
• การจับคู่ความต้านทาน = ไม่จำเป็นสำหรับตัวต้านทานการจับคู่ภายนอก
• oscillator แม่นยำ = ไม่จำเป็นต้องใช้คริสตัลภายนอก

คุณสมบัติของอุปกรณ์ที่มีราคาแพงที่สุด: (โดยประมาณในลำดับราคา)

• PIC: 8 บิต, ความเร็วต่ำและเต็ม, ตัวควบคุมแรงดัน, pullups, การจับคู่ความต้านทาน, การป้องกัน ESD
• NXP: 32 บิต, bootloader, ความเร็วเต็มที่เท่านั้น, การป้องกัน ESD
• Freescale: 8 บิต, ความเร็วต่ำเท่านั้น, ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า, การจับคู่ความต้านทาน, การป้องกัน ESD
• Atmel: 8 บิต, bootloader, ความเร็วเต็มที่เท่านั้น, ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า, pullup, การป้องกัน ESD
• STM: 32 บิต, bootloader, ความเร็วเต็มเท่านั้น, การดึง, การจับคู่ความต้านทาน, การป้องกัน ESD
• ห้องปฏิบัติการซิลิคอน: 8 บิต, ความเร็วต่ำและเต็มความเร็ว, แรงดันไฟฟ้า, pullups, การจับคู่ความต้านทาน, ออสซิลเลเตอร์ความแม่นยำ
• TI: 32 บิต, bootloader, ความเร็วต่ำและความเร็วเต็ม, คุณสมบัติอื่น ๆ ที่ไม่รู้จัก
• PSoc: กำหนดค่าได้เป็นโมดูลคุณสมบัติอื่น ๆ ที่ไม่รู้จัก
• ใบพัด: 32 บิตการกัดเท่านั้น

อีเธอร์เน็ต:

• PIC: อุปกรณ์ราคาถูกพร้อม PHY ในตัว

ทางเลือกของ MCU ขึ้นอยู่กับประเภทของโครงการที่คุณกำลังทำอยู่ คุณกำลังสร้างอุปกรณ์ที่มีปริมาณมากราคาถูกสุด ๆ และใช้งานง่ายเช่นไฟกะพริบจักรยานหรือไม่? คุณกำลังพัฒนาหุ่นยนต์ต้นแบบที่ซับซ้อนซึ่งต้องจัดการกับอุปกรณ์และเซ็นเซอร์ IO ที่แปลกประหลาดมากมายหรือไม่?

ฉันทำงานเป็นส่วนใหญ่ ปัญหาหลักของฉันคือพยายามหาไมโครคอนโทรลเลอร์ที่มีชุดอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ฉันต้องการ นี่เป็นเรื่องยากมากเนื่องจากข้อกำหนดของเราดูเหมือนจะไม่สำคัญ เราต้องการสิ่งต่าง ๆ เช่น 5 ช่องสัญญาณ PWM, ตัวถอดรหัสสี่เหลี่ยมจัตุรัส 5 ช่อง, พอร์ต SPI ที่ไม่ได้มาตรฐาน 2 พอร์ต, และ UART ที่มี IO ที่ไม่ได้ใช้งาน

MCUs เดียวที่ฉันเห็นซึ่งสามารถจัดการกับความต้องการเหล่านั้นได้อย่างง่ายดายคือ PSoC และใบพัด

Propeller นั้นเป็น MCU 32- บิตแปดตัวในชิปตัวเดียว หากคุณต้องการอุปกรณ์ต่อพ่วงบางประเภทคุณเพียงแค่โปรแกรมหนึ่งใน MCU เพื่อทำงานดังกล่าว ดังนั้นคุณสามารถมีสิ่งที่คุณต้องการ

PSoCs มีสองรสชาติคือ 3 และ 5 และ 3 คือ 8051 คอร์และ 5 คือคอร์เท็กซ์ M3 รวมอยู่ในชิปเป็นบล็อกดิจิตอลและอะนาล็อกที่สามารถกำหนดค่าได้ใหม่ซึ่งสามารถทำเป็นอุปกรณ์ต่อพ่วงได้หลากหลาย: ADCs, ฟิลเตอร์, op-amps, DACs, SPI, UART, ตัวถอดรหัสสี่เหลี่ยมจัตุรัส, CRC generator ฯลฯ

สภาพแวดล้อมในการพัฒนานั้นยอดเยี่ยมมาก คุณมีการแก้ไขซอร์สโค้ดปกติของ IDE ทั่วไป แต่คุณยังมีเอดิเตอร์ schematic คุณสามารถวางสายวงจรดิจิตอลใด ๆ ที่คุณต้องการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงกับประตู flipflops ฯลฯ ต้องการ 5 PWM หรือไม่ ง่ายเพียงนำมันไปวางไว้ในแผนผังวางสายลงและออกไป คุณสามารถเขียนอุปกรณ์ต่อพ่วงของคุณเองใน Verilog หากคุณต้องการบางสิ่งที่ไม่มีให้ แอปพลิเคชั่นของคุณสามารถนำไปใช้กับฮาร์ดแวร์ประเภทนี้ได้อย่างมากมาย

ประโยชน์ที่แท้จริงคือคุณสามารถใช้ชิปตัวเดียวรู้ว่ามันสามารถรับมือกับโปรเจ็กต์มากมายที่คุณต้องการจะทำในอนาคต สิ่งที่ฉันพบว่าน่ารำคาญเกี่ยวกับ PICs นั้นมีการสืบค้นผ่านอุปกรณ์หลายสิบตัวที่กำลังมองหาอุปกรณ์ที่มีชุดอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ฉันต้องการ ตอนนี้ฉันไม่มีปัญหานั้น

สำหรับฉันความต้องการที่สำคัญที่สุดคือถ้าอุปกรณ์ / IDE ได้รับการสนับสนุนอย่างดีในพีซีที่ไม่ใช่ Windows ของฉัน (Linux) กลับกลายเป็นว่าสำหรับ Atmel AVR นั้นมีการรองรับ (โอเพ่นซอร์ส) ที่ดีกว่า PIC

• AVR @ วิกิพีเดีย
• Arduino @ วิกิพีเดีย
• คู่มือการเลือก 8 และ 32 บิตที่ผู้ขาย (Atmel)

การใช้มากกว่าหนึ่งแพลตฟอร์มนั้นไม่เป็นไร การเลือกที่ดีที่สุดสำหรับแต่ละงานและความพร้อมของรหัสและตัวอย่างที่เกี่ยวข้องกับงาน

ส่วนใหญ่มีเครื่องมือในการพัฒนาที่ดี arduino มี visual studio, pic มีเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมและอื่น ๆ ดังนั้นสำหรับฉันมันเป็นวิธีที่รวดเร็วและง่ายดายฉันจะทำงานให้สำเร็จได้อย่างไร + มีคนโอเพ่นซอร์สกี่คนที่ทำงานในเรื่องเดียวกัน?

ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นโลกที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วมีข้อดีหลายประการของการเรียนรู้เกี่ยวกับชิป "ใน" ปัจจุบันและ IDE ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือการได้รับความช่วยเหลือจากชุมชน ในฐานะที่เป็นบุคคล PIC ฉันจะบอกว่า Aduino อาจมี IDE และบอร์ดพัฒนาที่ดีที่สุดสำหรับมือใหม่ในขณะนี้และคุณสามารถเพิ่มบอร์ด Aduino ขั้นพื้นฐานได้มากมายโดยไม่ต้องสัมผัสหัวแร้ง

ใครก็ตามที่ใช้ aduino สำหรับชีวิตจริงในไม่ช้าอาจต้องการที่จะเดินหน้าต่อไป แต่เมื่อถึงเวลานั้นคุณจะได้เรียนรู้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานจำนวนมากและชุดย่อย C ที่ดีเพื่อใช้สิ่งที่เหมาะสมได้ง่ายขึ้น

ดังที่มีคนพูดถึงว่าคุณเลือกชิปสำหรับโครงการของคุณฉันได้เห็นโปรเจ็กต์ที่ใช้ชิป ARM เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิหรือตัวแปลงโฆษณาแบบเดียวกับที่ฉันเคยเห็น aduinos และ PIC 16 ผลักไปที่ขีด จำกัด เพื่อสร้างเกมผู้รุกรานอวกาศ เป็น galso reat และเป็นสิ่งที่ดีที่จะเข้าใจ HDL ถ้าคุณจริงจังในการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ .. แต่น่าเสียดายที่มีไม่กี่โครงการในโลกแห่งความเป็นจริงที่คุณจะต้องใช้งานส่วนใหญ่ที่มีปริมาณน้อยการออกแบบที่รวดเร็วและราคาที่ จำกัด นี่คือที่ 8 บิต uC ปกครองสูงสุด

เนื่องจากคำตอบที่โพสต์จำนวนมากมุ่งเน้นไปที่การใช้งานอดิเรกนี่คือคำแนะนำที่หลากหลายที่มุ่งเน้นไปที่นักพัฒนามืออาชีพเท่านั้น

ข้อกำหนดขั้นต่ำเปลือย
หาก MCU ไม่ตอบสนองสิ่งเหล่านี้ทั้งหมดไม่ควรใช้

• รับการผลิตอย่างน้อย 1 ปี
• errata ซิลิคอนมีให้บริการและได้รับการแก้ไขอย่างน้อยหนึ่งครั้ง
• สุนัขเฝ้าบ้านภายใน
• เครื่องตรวจจับแรงดันไฟฟ้าต่ำ / ตกภายใน
• หน่วยความจำแฟลชบนชิป
• ป้องกัน ESD
• JTAG / SWD หรืออินเตอร์เฟสการดีบักแบบสายเดี่ยว
• แกนกลางใช้ 8 บิตไบต์และความสมบูรณ์เสริมของ 2
• ตัวอย่างและบอร์ดประเมินผลพร้อมใช้งาน
• มีการสนับสนุนทางเทคนิคที่ตอบสนองโดยตรงจากผู้ผลิต

สัญญาณเตือน - ฮาร์ดแวร์ MCU
สิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งที่คุณไม่ควรเสียเวลากับในปี 2019

• ปิดบังโหมดการกำหนดแอดเดรสที่ต้องจัดการโดยโปรแกรมเมอร์ รวมถึงการใช้คำหลักที่ไม่ชัดเจนและไม่เป็นมาตรฐานเพื่อเข้าถึงข้อมูล ROM
• หน่วยความจำสแต็ครุนแรงหรือข้อ จำกัด เชิงลึก
• 16 บิตintซึ่งจะมาพร้อมกับอันตรายที่ซ่อนอยู่ทั้งหมดของการส่งเสริมการขายจำนวนเต็มภาษา C
• ไม่สามารถดำเนินการทางคณิตศาสตร์ 16 หรือ 32 บิตโดยไม่เริ่มเดือด
• ไม่ดักจับถ้าคุณรันโค้ดในส่วนของข้อมูล
• ไม่มีบัฟเฟอร์การติดตามคำสั่ง
• มาพร้อมกับอุปกรณ์ต่อพ่วงฮาร์ดแวร์แปลกใหม่ที่คุณไม่ได้ใช้

สัญญาณเตือน - โซ่เครื่องมือ

• อาศัยตัวจำลองซอฟต์แวร์ในพีซีหรือ bootloader บางลักษณะแทนที่จะกระพริบ MCU ทั้งหมดและใช้การเรียกใช้ / การดีบักบนชิป
• ไม่ได้มาพร้อมไดรเวอร์ / ตัวอย่าง / ไลบรารีที่เขียนขึ้นโดยมืออาชีพ อาศัยการคิดค้นล้อใหม่หรือฟอรัมอินเทอร์เน็ต / โอเพนซอร์ส
• CRT สำหรับคอมไพเลอร์ C ไม่ได้ตอบสนองความต้องการที่ระบุไว้ที่นี่
• คอมไพเลอร์ C มาพร้อมกับรายการคุณสมบัติมาตรฐาน C แบบยาวที่ไม่รองรับ
• คอมไพเลอร์ C ยังคงไม่รองรับ C11 (ไม่ว่าคุณตั้งใจจะใช้หรือไม่ก็ตาม)
• IDE จะทำข้อผิดพลาด linker แปลก ๆ หลายครั้งในครั้งแรกที่คุณลองใช้โปรแกรม "สวัสดีโลก"
• พบ IDE หรือข้อบกพร่องของคอมไพเลอร์ในช่วงสัปดาห์แรกของการใช้งาน

หากคุณกำลังจะทำภารกิจทั่วไปที่สามารถประมวลผลแบบอะนาล็อกและดิจิตอลได้ฉันก็จะชอบ PSoC สำหรับ IDE, Debugger และจำนวนที่แท้จริงของสิ่งที่คุณสามารถทำได้

ฉันได้ใช้ PSoC3 ในวิทยาลัยสำหรับโครงการของฉันและมันค่อนข้างง่ายที่จะโท มีเพียงสิ่งเดียวคือถ้าคุณต้องการชิปประสิทธิภาพบางอย่างคุณจะยังต้องแยกชิปเหล่านั้นออก มีพอร์ตที่ดีพอ ดังนั้นหากคุณกำลังมองหาชิปที่มีประสิทธิภาพพร้อมกับชุดพัฒนาให้ไปหาส่วนประกอบแยกกัน