Rodziny mikrokontrolerów.

kamilsien · Styczeń 18, 2012

Witam

Szukałem podobnego tematu, ale nie znalazłem więc mam nadziej, że go nie ma.

Chodzi mi dokładniej o pewne nazewnictwo, przeglądając ostatnio forum, jak również książki, pogubiłem się w nazewnictwie.

Mamy różne mikrokontrolery o architekturze AVR, ARM, PIC, ale ARM czasami jest nazwane architekturą, czasami firmą, czasami rdzeniem. Mamy różne typy CISC, RISC, które również są nazwane architekturą. Jak to wszytko uporządkować? Gdzie możemy wrzucić takie pojęcia jak MCS-51, rdzeń Cortex, AT91SAM7, TMS, STM, LPC, ST7 - co te skróty oznaczają?

Pozdrawiam

misha89 · Styczeń 18, 2012

Jest taka firma ARM Ltd., opracowała ona rdzeń ARM który możemy podzielić między innymi na ARM7, ARM9, ARM11, cała rodzina Cortex. Firmy, takie jak ST, NXP, Atmel (i wiele innych) kupują licencję od ARM Ltd. i produkują ARMy. LPC to rodzina uC od NXP, STM od ST.

RISC i CISC to architektury.

AVR to rodzina mikrokontrolerów 8-bitowych o architekturze RISC firmy Atmel. Podobnie jak PIC firmy Microchip i ST7 firmy ST.

kamilsien · Styczeń 18, 2012

1. Czyli mamy rdzeń ARM, AVR i jakie jeszcze mamy?

2. A 8051 należy do rodziny MCS-51 typu CISC firmy Intel i zarówno 8051 to jest architektura (coś w stylu ARM lub AVR) ?

3. A mikroprocesory PIC to ARM czy AVR?

4. A jeszcze pytanie do firmy Freescale, w ich ofercie dokładnie widać, które to ARM, a te wcześniejsze 8 i 16 bitowe to jakie są, bo doczytać się nie mogę ?

MirekCz · Styczeń 19, 2012

Generalnie strasznie gmatwasz wszystko

Najprostszy podział to RISC/CISC, ale to jest sztuczny podział. Tak samo masz podział na architekturę von Neumanna i Harwardzką (opisy na wikipedia)

Co do samych procesorów to możesz je podzielić ze względu na:

a) Rdzeń np ARM Cortex M0,M3,M4,A8,A9,ARM7,ARM9,.... , PIC12, PIC16, PIC18, DSPIC, 8051, 80x86, MIPS, MIPS64, SH3, SH4, ....... dziesiątki tego Zwróć uwagę, że w jednej rodzinie np, ARM może być wiele rdzeni, które przeważnie są przynajmniej częściowo kompatybilne (np. Cortex M4 ma rozszerzoną listę instrukcji o instrukcje DSP w stosunku do M3 itp.), ale równie dobrze mogą być ze sobą zupełnie niekompatybilne.

b) Obsługiwaną listę instrukcji (np. w procesorach kompatybilnych z 80x86 masz podstawę typu CPU - 80x86, FPU - 80x87 i różne dodatki jak MMX, SSE, 3DNOW! itd., ARM ma Thumb, Thumb2, ARMv...)

c) Producenta np. Microchip (PIC), ATMEL (AVR, ARM), STMicroelectronics, Freescale, Intel, itd.

Do tego jeszcze dochodzą rodziny kompletnych mikrokontrolerów, gdzie poza samym procesorem masz jeszcze pozostałe peryferia jak pamięć ram, pamięć eeprom/flash, przetworniki DAC/ADC, sterowniki pamięci zewnętrznej, sprzętową obsługę transmisji szeregowej, wyświetlaczy, USB, Ethernetu itd. itd. Dla przykładu STM produkuje mikrokontrolery STM32 oparte o rdzeń Cortex M3 podzielone na STM32F100 - value line (okrojone co się da), STM32F103 - normalna wersja z USB, STM32F107 - dochodzi kontroler Ethernetu.

Ogólnie nie ma sensu robienia jakiś zestawień co jest do czego, bo nawet jak weźmiesz dwa mikrokontrolery z rdzeniem ARM jak LPC17xx z NXP i STM32F103 z STMicroelectronics to sam rdzeń jest podobny (czy nawet identyczny), ale peryferia mają różne i programuje się je inaczej (inne biblioteki, programatory, oprogramowanie).

Co do Twoich bardziej szczegółowych pytań:

1) ARM to firma, projektująca listę rozkazów (jest ich wiele) i same rdzenie procesorów (też jest ich wiele). Niektóre to malutkie i proste 32bitowe rozwiązania typu Cortex-M0 w zamyśle mające wyprzeć z rynku stare procesory 8bitowe, inne znajdują zastosowanie w najnowszych smartphoneach mocą obliczeniową dorównując słabszym/starszym PCtą jak Cortex A9 i A15.

Do tego ARM nie jest producentem scalaków samych w sobie. Oni je projektują i sprzedają innym firmą gotowe rozwiązanie, do którego tamte firmy dokładają swoje peryferia. ARM pozwala także firmą zewnętrznym na dowolne przeróbki swoich rdzeni według własnych potrzeb.

2) 8051 to mikrokontroler Intela wprowadzony wiele lat temu. Zapoczątkował on rodzinę mikrokontrolerów MCS-51 i jest to coś w stylu architektury jak Cortex m0 itd.

3) PIC to cała rodzina mikrokontrolerów składająca się z wielu grup produktów jak PIC12, PIC16, PIC18, DSPIC. Każda z tych grup ma swój rdzeń na którym bazuje i peryferia. PIC są opracowane i produkowane przez firmę Microchip - ta firma z tego co wiem nie sprzedaje licencji na swoje rdzenie.

4) Z tego co pamiętam to wcześniej Freescale używał swoich rdzeni. Coś jak STM z rdzeniami ST7, które obecnie są wypierane przez ich produkty z rdzeniami Cortex M3 itp.

Weź pod uwagę, że jedna firma jak ATMEL może produkować:

- mikrokontrolery rodziny ATTINY i ATMEGA z własnym rdzeniem 8bitowym (zresztą wielokrotnie zmienianym - dodawane nowe instrukcje)

- mikrokontrolery AVR UC3 z własnym rdzeniem 32bitowym

- mikrokontrolery oparte o architekturę ARM z rdzeniami typu ARM7, Cortex M3 itd.

Jak widać linie tej firmie konkurują same ze sobą (XMEGA z ARMami, a do tego obie linie próbują wyprzeć i odesłać w zapomnienie linię ATTINY/ATMEGA - bo mają dużo większe możliwości i coraz bardziej zbliżoną cenę)