在确定和购买微控制器时,设计者面临许多选择,而做出正确的选择对于嵌入式系统项目的成功至关重要。根据CMP Media的最新调查,代码兼容性是首要的MCU选择标准,因为选择一种基于代码兼容平台的MCU允许开发者重复利用设计和工具。这不仅能缩短系统开发周期及产品上市时间,而且还能减少用于重新培训员工的成本。其结果是减少总体成本及材料清单(BOM),并增强闪存与外设选项。
选择一种代码兼容的MCU还能避免后续生产中所遇到的困难。它能提高制造灵活性,使设计更容易随规范变化而做出改变。这使得设计者不必采取过度的补偿措施,从而可避免交货延时以及由此造成的库存过量。这种灵活性还能确保向更高性能的器件平滑过渡。
获得兼容性的一种可靠方法是选择平台MCU。很多MCU供应商目前都在开发并继续扩展标准平台概念,其定义是指一系列无需额外的工程投资就可平滑移植的8位到32位MCU。
从一个MCU平台中挑选器件的厂商拥有完全的引脚与代码兼容性,而且在闪存和外设方面具有广泛的选择,从而可以优化今天及未来的系统设计。例如,开发者可以在带有不同数量片上闪存的MCU版本之间转换,而无需更改硬件或损失在代码库及开发工具上的投资。
平台概念的首要原则是代码兼容性。MCU平台的产品路线图是按一种可控的方式发展,因此当为了满足变化的应用需求而提供更多或更少的特性与功能时,新器件仍能运行现有程序。这能保护开发工程师业已建立起来的代码库与器件知识。这不仅易于向高性能或低成本产品移植,而且还易于在新系统设计中利用现有工程知识。
例如在工业控制应用中,人们不断地开发出更好的控制算法。改进的算法可能需要有更多存储器及更大的处理吞吐量来实现。通过利用平台MCU,设计者可以花费最少的设计与调试努力将新算法集成到增强版的控制系统中。
综合平台MCU产品线包括各种闪存选项(如存储量从16 至512kb的片上闪存)以及各种不同的RAM大小等。平台MCU可提供广泛的I/O选项,以及诸如定时器、电机控制器、CAN控制器、USB、LCD控制器和数据转换器等众多片上外设。此外,平台MCU还可提供其他有价值的特性,如“引脚兼容性”可实现多用途的电路板,“EMI/EMS保护”可提高汽车、工控及消费应用中系统的可靠性。
缩短开发周期
与采用不兼容器件相比,选择平台MCU的厂商可将设计周期缩短数周并降低开发过程中的风险。一家北美汽车电子供应商所面临的情况即证明了这一点。它的客户(一家主要的汽车制造商)因而显著缩短了其新型底盘控制设计的开发-生产周期。
在一个对成本非常敏感的应用中,这家供应商的工程师选择了当时市面上最便宜的MCU。但由于每种设计都只能使用一次,从而使开发时间过长。解决的办法是采用拥有最佳EMI/EMS性能的标准平台MCU。从优异的EMI/EMS性能上所节省的器件成本要超过采用廉价MCU所节省的成本。
对于OEM的制造部门,其主要目标是大批量生产满足总BOM成本要求的高质量产品。其他典型目标包括减少操作环节、返工、客户退货的数量,以及降低运营成本和库存水平等。今天,由于最终用户及分销链要求供应商的反应更为快捷、灵敏,制造经理必须加快整体生产进度,同时更好地应对产品的快速变化。
对灵活性的需求可以从白家电制造商所遇到的常见挑战得到证明。例如,一家大型零售商已经启动某种大家电的销售,但误判了产品组合与销量。该零售商需要重新调整产品的进货组合。为了保持竞争优势,制造商尽管可能面临库存积压,但仍必须毫不迟疑地对此作出回应,而这将导致较大的制造更改费用,甚至被迫中断向其他客户的供货。
幸运的是,在这种情况下,制造商的嵌入式控制系统采用了平台MCU。这一关键的设计选择使企业只需简单地混合采用由公共部件构建的、从电气和机械上兼容的插入模块即可生产出满足任何需求的产品。
归功于所选MCU平台的杰出EMI/EMS性能,白家电制造商还能省去价格为60美分的电阻、电容及磁珠,从而减少制造复杂性及BOM成本。
更简单的MCU优化
经验证明,针对由快速变化的规范和同类产品的多个设计所引起的常见设计工程问题,采用平台MCU不失为一种有效的解决方法。MCU优化也将变得非常容易。如果产品需要更多的特性或存储器,只需简单地转移到性能更高的同系列器件即可。如果出于成本考虑需要缩减存储器或特性集,则只需转移到同一个MCU平台中性能更低的器件即可。
如果器件同时支持引脚与软件兼容,则不仅无需重编软件,而且不必更改外围器件。因此,这可以减少测试时间与成本。大批项目已经证明,利用MCU平台从事系统设计可同时减少开发时间及整体系统成本。
作者:Richard Sessions
市场营销总监
瑞萨科技(美国)公司
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