Frequently asked questions. Способы повышения надежности работы устройств на микроконтролл

   
Frequently asked questions.
Способы повышения надежности работы устройств на микроконтроллерах

Продолжая рубрику "Часто задаваемые вопросы", начатую в № 7 “Chip News”, сегодня мы предоставляем слово Андрею Мозжевилову ( Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript ) и Алексею Владимирову ( Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript ).

Андрей Мозжевилов

Вопрос: Зачем и в каких случаях нужно применять дополнительные меры по повышению надёжности устройств на базе микроконтроллеров (МК)?

Ответ: Устройства на базе МК, как правило, не требуют вмешательства пользователя при работе. В отличие от персональных компьютеров, где сбой программы или аппаратной части может быть в большинстве случаев устранён достаточно быстро простым переключением питания, МК-устройства могут располагаться в местах, где нет обслуживающего персонала или затруднён доступ. Очень часто такие устройства предназначены для функционирования в непрерывном режиме и в сложных условиях (большой диапазон температур, вибрация, разного рода помехи и так далее). Поэтому к ним предъявляются более высокие требования к бесперебойной работе без вмешательства извне. Для повышения помехоустойчивости и снижения вероятности “подвисания” применяются различные методы, которые можно разделить на аппаратные и программные. Принятие дополнительных мер в конечном итоге увеличивает стоимость устройства и срок его разработки, поэтому использование тех или иных методов — прежде всего, компромисс между требованиями, предъявляемыми к устройствам этого класса, себестоимостью и сроками, отпущенными на разработку.

Вопрос: В чём отличие аппаратных и программных методов повышения надёжности? Какой из этих методов важнее?

Ответ: Аппаратные методы реализуются схемотехнически, путём введения в схему устройства дополнительных элементов. К ним можно отнести и особенности разводки печатной платы устройства. Аппаратные методы по сути дела являются первичными, и должны защищать МК от разного рода внешних влияний. Программные методы реализуются исходя из предположения, что аппаратные методы защиты не сработали, либо произошёл непредусмотренный ими сбой.

Вопрос: От чего защищаться прежде всего?

Ответ: Поскольку любое устройство, в состав которого входят интегральные схемы, требует источника питания, который, как правило, не идеален, то в простейших случаях нужно защищаться, как минимум, от сбоев в напряжении питания. В зависимости от специфики и области применения устройства, существует множество помех различного рода, для которых подбираются способы ослабления. В любом случае, нужно помнить, что нельзя создать устройство со 100-% гарантией защиты от любых сбойных ситуаций, так как всегда существует определённый процент брака применяемых элементов, далеко не нулевая вероятность ошибки в программе МК и так далее.

Вопрос: Что включают в себя аппаратные способы повышения надёжности?

Ответ: Аппаратные способы — это набор определённых схемотехниче-ских решений, позволяющих либо снизить влияние факторов, вызывающих сбой устройства, либо восстановить его работоспособность после сбоя. Из множества способов стоит выделить прежде всего применение схем мониторинга питания и работоспособности МК.

Алексей Владимиров

Вопрос: Какие кросс-средства есть для SCENIX и где их взять?

Ответ: Подборку ссылок на кросс-средства для Scenix можно найти на #Development software.

Бесплатных ассемблеров по сути два — SASM () от Scenix и MPASM (Tools/pTools/MPASM/index.htm) от Microchip, к которому нужно добавить макроопределения команд Scenix (). Приличный программный симулятор один — SxSim (~eric/scenix/sxsim/). Он поддерживает только SX18/28, для SX48/52 есть только внутрисхемные эмуляторы, о которых речь пойдёт чуть ниже.

Основных компиляторов C для SX два, оба вполне работоспособны и в бесплатном режиме. C ftp://ftp.htsoft. com/hitech/demo/picdemo.zip можно скачивать триальную версию Hitech PIC C, которая работает 21 день, а потом придётся скачать заново. А с SiliconValley/Station/7733/ можно скачать бесплатный AS2SX — дополнение Hitech PIC C для работы с SX. Второй компилятор С и C++ — С2С (SiliconValley/Network/3656/c2c/c.html). Слегка ограниченная версия бесплатна, полная — стоит $45. Здесь же есть неплохое сравнение эффективности компиляторов C для PIC и SX.Для приверженцев PASCAL есть и его компилятор — P2C (SiliconValley/Network/3656/p2c/p.html), урезанная версия — бесплатна.

Интегрированных оболочек три: SX-DEV, SX-KEY и MPLAB.

SX-DEV () представляет собой оболочку, объединяющую программатор/внутрисхемный эмулятор SX-DEV, внешний ассемблер MPASM или SXASM, внешний симулятор SXSIM и встроенный софт для обеспечения всех режимов эмуляции. Стоит $150, в комплект входит собственно программатор/внутрисхемный эмулятор, модуль реального времени и софт.

SX-KEY () — это софт программатора/внутрисхемного эмулятора SX-KEY. Полностью “вещь в себе” — никаких внешних программ подключить нельзя, аппаратура не позволяет отлаживать кристаллы при низком напряжении. Однако пользоваться можно. Стоит $149.

В качестве интегрированной оболочки можно использовать и MPLAB, добавив к MPASM файл макроопределений SX. Компилятор Hitech PIC C интегрируется туда штатным образом, компиляторы C2C++/C2C и P2C интегрируются в MPLAB при помощи C2C++/C2C/P2C Rocket (SiliconValley/Network/3656/rocket/index.html). Однако, встроенным в MPLAB симулятором и программатором PICSTART для работы с SX воспользоваться не удастся.

Вопрос: Чем запрограммировать SX?

Ответ: Лучше всего воспользоваться программатором SX-TIPS () . Его можно купить там же, где и сами кристаллы. Можно собрать программатор самому, например, по документации от Sсenix () или Fluffy (~ben/sens/pic/sx/) или “заапгрейдить” COMPIC-1 (SiliconValley/Station/7733/), переведя его на внешнее питание, добавив транзисторный ключ и заменив софт.

Вопрос: Что меньше потребляет, PIC, SX или AVR ?

Ответ: Вот сравнение при одинаковой производительности (то есть тактовая PIC в 4 раза больше, чем для SX и AVR) следующих похожих по параметрам 28-выводных микроконтроллеров с флэш:

  • PIC16F872, Download/Lit/PICmicro/16F87X/30221a.pdf (2Kx14 флэш, 128 байт ОЗУ, 5 входов АЦП, 1 ШИМ, 3 таймера, 28 выводов);
  • AT90S4433, (4Kx8 флэш, 128 байт ОЗУ, 6 входов АЦП, 2 таймера, 2 ШИМ, 1 UART, 1 компаратор, 28 выводов);
  • SX28, PDF (2Kx12 флэш, 136 байт ОЗУ, 1 таймер, 1 компаратор, 28 выводов).

Сравниваются типовые значения тока потребления, указанные в “даташитах”, при нормальной температуре c кварцевым резонатором при минимальном питании для данной частоты.
Таблица. Потребление 8-выводных флэш-микроконтроллеров Условия PIC, мА AVR, мА SX, мА PIC, AVR и SX в power down 2,5 B, WTD отключен ~0,01 ~0,01 ~0,01 PIC на 32 кГц 2 В, AVR и SX на 32 кГц 2,5 В ~0,015 - ~0,1 PIC на 4 МГц 2 В, AVR и SX на 1 МГц 2,5 В ~0,7 ~1 ~1 PIC на 10 МГц 3 В, AVR и SX на 2,5 МГц 3 В ~2,5 ~2 ~2 PIC на 20 МГц 4 В, AVR и SX на 5 МГц 3 В ~6 ~4 ~4 PIC на 48 МГц, AVR и SX на 12 МГц 3 В не работает ~8 ~10 PIC на 60 МГц, AVR на 15 МГц 5 В, SX на 15 МГц 3 В не работает ~24 ~15 PIC на 200 МГц, AVR на 50 МГц, SX на 50 МГц 3 В не работает не работает ~37 PIC на 300 МГц, AVR на 75 МГц, SX на 75 МГц 5 В не работает не работает ~100

Вопрос: Где можно приобрести микроконтроллеры фирмы Scenix?

Ответ: Если говорить о России, то в Москве поставкой продукции Scenix занимается фирма Макро Тим, в Латвии — SV TEHS, на Украине — фирма СВ АЛЬТЕРА.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.