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工业互联网对微控制器的要求和趋势
[发布时间]：2013年10月29日 [来源]：中国智能化网 [点击率]：1571
【导读】： 微控制器的选用受到多项重大趋势的影响，例如：节能议题便是马达、智能工厂与智能建筑等工业应用中，长期受到关注与讨论的趋势。同时，为了以经济实惠的方式达成效率，另一个趋势是将个别电子系统整合于通讯网路...
    微控制器的选用受到多项重大趋势的影响，例如：节能议题便是马达、智能工厂与智能建筑等工业应用中，长期受到关注 与讨论的趋势。同时，为了以经济实惠的方式达成效率，另一个趋势是将个别电子系统整合于通讯网路中。此外，各国的立法(特 别是在欧洲)也加速了市场对于工业系统安全功能之需求。 这些趋势如何影响微控制器的选用? 运算效能需求提高，需要更强大的演算法。对特定应用周边的需求提高，让功率与类 比元件迈向更高效能。通讯堆叠、作业系统及更精细控制的软体也刺激了对于高阶程式设计管理软体复杂度的需求。除了微控制器 标准功能外，安全应用也要求所有运作状态达到适当品质水准，以及10 年以上的标准产品使用寿命。 工业微控制器供应商，可从三大方面因应这些趋势： 1) 针对特定应用量身打造微控制器架构，例如，利用硬体讯号结合数个计时器单元，打造3 阶变频器 2) 长期稳定地供应特定元件 3) 采用更具效率的方法，克服不断提高的软体复杂性。 更快速的控制回路与更先进的演算法，需要具备DSP 功能的核心架构，以及快速的快闪记忆体(即使是在最糟的情况下)。 最佳化的周边可更快速精确地测量类比讯号，以及提供更快速适当的PWM (脉冲宽度调变) 生成。以这些特性为基础，在类FPGA 方 法中结合标准微控制器周边，可让系统开发人员根据应用，量身打造微控制器硬体。英飞凌XMC4000 微控制器系列产品具备独特的 弹性，可结合不同的硬体周边设备。中央连接矩阵可利用软体连接不同硬体模组的内部及外部输入与输出触发讯号。如此，软体就 能以极为弹性的方式，打造硬体功能。 提升连线能力是工业系统合理的下一步，好处是实现更理想的系统互通性、更容易的系统整合、管理及维护。其中包括两 项层面：即时重要网域内部的连线能力，以及通往「外部」世界的连线能力。UART、SPI、IO-Link 等简易标准或专属通讯协定， 在即时关键网域CAN 内部相当普遍，并具备符合成本效益及稳定可靠等特色。至于通往外部世界的连线能力，则有两项主要的使用 情况：手动更新或下载时，需要USB 或SD/MMC 等高速介面；远端程序管理、监控或维护的主要趋势则是使用乙太网路。 多项工业研究证实软体复杂度是嵌入式系统发展的主要问题之一，对于开发团队规模相对较小（十名工程师左右）的中小 型公司，这项问题特别严重。其中的主要挑战包括通讯堆叠、作业系统整合，以及重复使用最佳演算法。 若要控制软体复杂度，所选的微控制器硬体应具备足够弹性，以广泛支援各种应用和支援平台解决方案，此外，也需要更 抽象化的软体开发。英飞凌免费提供Eclipse 型整合式开发环境(IDE) - DAVE 3，包括工具链及可延伸的自动程式码产生器。使用 DAVE 3，可在图形化的环境中合并与连结称为「DAVE 应用程式」的软体元件。DAVE 3 会将元件对应至微控制器的可用资源(记忆 体、周边、针脚等)，然后产生C 程式码。相较于使用程式库及程式码范例进行编程，此环境可提供更高的软体抽象程度，并简化 整合与维护。由于DAVE 3 是开放式平台，因此可让使用者扩充和调整，并可与第三方编译器及除错器顺利互通。      
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