Aveţi puterea!

18 DECEMBRIE 2007

Aplicaţiile puternic integrate pot beneficia acum de puterea de procesare de vârf, mulţumită dezvoltării microcontrolerelor pe 32 de biţi

Având ca background aplicaţii desktop, poate părea straniu să fie luată în considerare utilizarea unui procesor care oferă performanţe mai mici decât cele de vârf. Pentru un inginer experimentat în aplicaţii embedded, puterea de procesare a fost întotdeauna raportată nu numai la beneficiul pe care-l aduce, ci şi la resursele pe care le utilizează.
În cadrul domeniului embedded, forţa irezistibilă care este reprezentată de “mai rapid, mai mic, mai ieftin” a stat tot timpul sub semnul resurselor disponibile. Acest impas rezultă din faptul că prea multă putere de procesare consumă nu numai resursele sistemului, dar şi pe cele financiare. O supraabundenţă de performanţe sau periferice consumă în întregime bugetul deja limitat. Se pare însă că această noţiune se schimbă…
Este greu de presupus că cerinţele de putere de procesare vor face altceva decât să crească, şi atâta vreme cât beneficiul va depăşi cheltuielile, scenariul va continua, chiar şi în lumea embedded. Dar în cadrul acestei lumi, este recent faptul că balanţa puterii s-a înclinat semnificativ în favoarea unei puteri de procesare mai mari, mulţumită răspândirii largi a miezurilor pe 32 de biţi în microcontrolere.
Este important de arătat că orice schimbare pozitivă în atitudinea inginerilor embedded referitor la dispozitivele pe 32 de biţi este un efect, ca opoziţie la cauza penetrării lor în domeniul embedded.
De mulţi ani, nivelele de integrare embedded – dacă un astfel de termen este relevant şi dă nivelul de conectivitate din obiectele de zi cu zi – au favorizat dispozitivele de mici dimensiuni şi au la bază expresia “mai mult decât suficient nu este destul de suficient”. Acest lucru nu se aplică puterii de procesare – în domeniul embedded, numărul de pini este foarte important, astfel încât orice I/O inutil este inacceptabil.
Inginerii ce proiectează dispozitive embedded râvnesc după libertatea pe care o oferă dispozitivele pe 32 de biţi, dar pur şi simplu nu puteau să-şi permită utilizarea acestor dispozitive până acum. Cele mai noi tehnologii de fabricaţie, cuplate cu optimizări puternice de proiectare a miezurilor de procesoare, fac ca ingineria embedded în general şi utilizatorul de microcontrolere în particular să-şi poată permite acum utilizarea fără probleme a dispozitivelor pe 32 de biţi.
Pentru ca utilizarea unui microcontroler pe 32 de biţi să fie de succes, trebuie să se identifice cât de costisitor este. Dacă o familie de dispozitive aduce costuri ascunse, acestea nu pot trece neobservate, deoarece, chiar dacă bugetele pot fi extinse, ele totuşi au o limită.
După cum complexitatea proiectării creşte, costurile tind să reflecte mai mult costurile de dezvoltare, decât costurile materialelor necesare, astfel încât orice dispozitiv de 32 de biţi introdus pe piaţa embedded, trebuie să ofere un optim de performanţă, periferice, unelte şi soluţii de proiectare. Microchip crede că a găsit acest optim prin lansarea familiei PIC32 de microcontrolere pe 32 de biţi.

Lansarea PIC32 vine într-un moment în care cei 2 lideri ai furnizorilor IP în acest domeniu se află într-o creştere fără precedent. Microchip a ales miezul MIPS32 M4K pentru familia sa de dispozitive pe 32 de biţi, în loc să aleagă dezvoltarea sau extinderea propriei sale tehnologii (vezi diagrama bloc – pagina 1).
Motivele pentru aceasta sunt atât tehnice, cât şi comerciale. Miezul MIPS oferă operarea cea mai bună 1,5DMIPS/MHz, mulţumită arhitecturii sale pe 5 nivele. El oferă de asemenea suport pentru tehnologia de compresie de cod MIPS16e, ceea ce permite reducerea dimensiunilor programelor cod cu până la 40%. Dar, suplimentar la aceste avantaje clare, arhitectura MIPS este recunoscută şi susţinută de un ecosistem în dezvoltare al furnizorilor de unelte şi software. Acest ecosistem devine aproape instantaneu disponibil tuturor utilizatorilor PIC32, permiţând proiectarea unor sisteme complexe fără o legătură directă cu un furnizor special sau fără necesitatea de a dezvolta totul in-house, lucru care reduce drastic timpul până la lansarea pe piaţă, caracteristică presantă pentru echipele de ingineri din toate sectoarele.
Conform celor declarate de domnul Pat Hays, vicepreşedinte MIPS, M4K sunt utilizate de ceva timp în aplicaţii cu consum energetic redus. Aceasta se datorează în mare performanţelor ridicate şi tehnologiei de compresie de cod, ajutate de seturile de registre din umbră, care acceptă întreruperi rapide sau răspuns de comutaţie în funcţie de context, ceea ce permite acestor dispozitive să fie utilizabile în aplicaţii în care sunt necesare performanţe de timp real.
Suplimentar, pentru familia Microchip de dispozitive pe 32 de biţi, au fost dezvoltate şi alte îmbunătăţiri, a explicat Hays: “Noi lucrăm împreună cu Microchip pentru extinderea în continuare a capabilităţilor de depanare software, cu adăugarea de hardware de control complex şi a noii tehnologii iFlowtrace.”
Adăugarea caracteristicilor îmbunătăţite de depanare va ajuta în mod clar la dezvoltarea de funcţii cu şi mai mare complexitate, dar poate şi mai avantajoasă este migrarea de la microcontrolerele PIC Microchip de 8- şi 16-biţi, mulţumită completei compatibilităţi cu lanţul de unelte de dezvoltare MPLAB IDE.
Derek Carlson, vicepreşedintele Microchip pe probleme de unelte de dezvoltare, a declarat: “După cum ne apropiem de 600000 de sisteme de dezvoltare vândute, Microchip îşi extinde suita de unelte MPLAB dincolo de portofoliul pe 8 şi 16 biţi, către piaţa de înaltă performanţă a microcontrolerelor pe 32 de biţi.” IDE va suporta de acum caracteristicile de depanare avansată ale PIC32, inclusiv tehnologia iFlowtrace, urmărind depanarea şi controlul complex. (vezi diagrama de migrare).
Semnificaţia acestui anunţ este aceea că, datorită completei compatibilităţi API între compilatoarele C, inginerii vor dispune de programe înalt optimizate, portabile în portofoliul Microchip pe 16 biţi şi 32 biţi. În spiritul sprijinului acordat furnizorilor, Microchip IDE nu este singura opţiune de dezvoltare. La lansare, dispozitivele PIC32 sunt deja acceptate de un mare număr de unelte de dezvoltare, incluzând HI-TECH Software, care a intrat de asemenea pentru prima dată pe piaţa de 32 de biţi.
Acest furnizor de unelte a dezvoltat compilatoare C pentru dispozitive Microchip încă din 1995 şi se bucură de piaţa mare a compilatoarelor Microchip, mulţumită în parte tehnologiei patentate “Omniscient Code Generation” (OCG). Conform companiei, OCG permite o densitate de cod cu 35% mai mare faţă de celelalte compilatoare, fiind de aşteptat ca acest lucru să fie, în mod particular, util în domeniul de 32 de biţi.
CEO al companiei, Clyde Stubbs, a declarat că ei au ales să acorde suportul pentru primul compilator pe 32 de biţi al Microchip, deoarece Microchip este “liderul pieţei microcontrolerelor pe 8 şi 16 biţi”. El a continuat: “Ei oferă o cale de migrare foarte uşoară de la dispozitivele pe 16 biţi la PIC32, cu un mediu de dezvoltare unificat şi compatibilitate de pini între familiile pe 16 şi 32 de biţi.”
Aceasta reflectă un element important în “Microchip Mix” pentru microcontrolerele pe 32 de biţi, nu numai cu o cale de migrare software uşoară, dar şi o cale de migrare hardware mai simplă. Compatibilitatea de pini între 16 biţi şi 32 biţi, cuplată cu unificarea software, fac ca decizia de utilizare a unui dispozitiv pe 32 de biţi să fie mai simplu de luat.
Patrick Johnson, director al Diviziei de microcontrolere de înaltă performanţă Microchip, urează de asemenea bun venit Green Hills Software în cadrul uneltelor de dezvoltare Microchip la lansarea PIC32. El a declarat: “Soluţia de dezvoltare integrată a Green Hills Software este recunoscută în mediul industrial, iar mediul său de dezvoltare MULTI integrat permite dezvoltatorilor de software PIC32 să maximizeze performanţele şi să minimizeze dimensiunea programului şi costurile de dezvoltare şi de produs.”
Desigur, având la bază MIPS, M4K SDE (Software Development Environment), oferit de MIPS, poate reprezenta o alegere pentru inginerii deja familiarizaţi cu el. Oferind suport pentru Microchip MPLAB IDE şi MIPS SDE, Ashling Microsystems a anunţat de asemenea că Pathfinder Debugger, AsIDE şi uneltele de emulare sunt disponibile pentru PIC32. Inginerii ce utilizează Ashling IDE au posibilitatea de a comuta între compilatoarele Microchip şi MIPS.
Patrick Johnson a declarat că Ashling are peste 10 ani de experienţă în arhitecturi MIPS, şi a adăugat: “Combinând compilatorul MPLAB C32 C cu biblioteca de periferice integrate Ashling oferă dezvoltatorilor tot ce au nevoie pentru a lansa un produs pe piaţă.”
Software-ul low level poate fi de asemenea o parte semnificativă a oricărei dezvoltări pe 32 de biţi şi aici, din nou, alegerea Microchip în ceea ce priveşte miezurile de procesor aduce un suport bogat.
Un RTOS (real time operating system) este adesea esenţial în aplicaţiile high end, iar pentru a suporta aceste dispozitive Microchip a apelat la Express Logic’s ThreadX RTOS, care, important, deja suportă familiile Microchip pe 16 biţi.
Suplimentar, CMX Systems şi-a anunţat suportul pentru PIC32, sub forma unui pachet RTOS şi TCP/IP (CMX-RTX şi CMX-MicroNet).
Patrick Johnson a explicat: “Aceste produse oferă o suită puternică de software embedded pentru proiectanţii ce utilizează PIC32. Clienţii noştri pot beneficia de pe urma compatibilităţii extinse în aplicaţii de timp real şi de reţea.”
Mulţumită compatibilităţii low-level, alţi doi parteneri ai Microchip vor asigura suportul pentru familia PIC32. Unul este Segger Microcontroller Systeme GmbH din Germania cu o gamă de produse constând din RTOS, GUI şi sistem de fişiere. A doua este Micrium cu componentele sale software embedded – inclusiv RTOS, sisteme de fişiere, şi pachete TCP/IP şi USB.
Deşi va continua cererea pentru soluţii pe 8 şi 16 biţi, este clar că a sosit vremea pentru microcontrolerele pe 32 de biţi. Fără o combinaţie corectă de produse şi servicii, tranziţia poate fi o provocare. Microchip crede că a obţinut această combinaţie şi va ajuta la apariţia pe piaţă a unor noi şi interesante dispozitive embedded.

Paul Garden
European Product Marketing Manager, High Performance Microcontroller Division, Microchip Technology

www.microchip.com

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre