Hier sind die 7 Prinzipien zur Charakterisierung eines Mikrosystems:
1. Ein eingebettetes Mikrosystem bedeutet, dass es verborgen ist. Tatsächlich verfügen alle elektronischen Alltagsgegenstände über integrierte Elektronik: Toaster, elektrische Heizgeräte, Mikrowellen, und doch ist bei keinem dieser Gegenstände die elektronische Karte von außen sichtbar.
2. Er kann nur eine Aufgabe erledigen. Ein Toaster kann beispielsweise nur Kaffee zubereiten.
3. Es muss notwendig und ausreichend sein. Das bedeutet, dass sein elektronischer Chip nicht zu groß sein darf, um die Kosten nicht zu erhöhen. Das beste Mikrosystem ist eines, das funktioniert und nicht viel kostet.
4. Ein Mikrosystem muss wenig verbrauchen. Tatsächlich möchten wir nicht, dass die Elektronik den größten Energieverbrauch verursacht, wie beispielsweise bei einer Fernbedienung.
5. Es muss sehr klein sein. Wir möchten nicht, dass die elektronische Karte beispielsweise die Größe unseres Toasters verdoppelt.
6. Es muss einer anspruchsvollen Umgebung standhalten. Tatsächlich kann die elektronische Karte manchmal im Sommer und im Winter verwendet werden und muss daher sehr hohen oder sehr niedrigen Temperaturen standhalten. Darüber hinaus müssen diese Mikrosysteme die Temperaturen des Marktes einhalten, auf dem sie verkauft werden:
Wenn Sie ein Projekt durchführen, haben Sie sicherlich die Wahl zwischen mehreren Mikrosystemen. Sie müssen sie also vergleichen, um herauszufinden, welches Ihren Wünschen am besten entspricht. Aus diesem Grund geben wir Ihnen Leistungsvergleichskriterien:
Die Größe des Datenbusses
Es gibt mehrere Größen: 8; 16 oder 32 Bit. Je größer die Größe, desto schneller können die Daten übermittelt werden.
Prozessorarchitektur
Prozessoren können wie Datenbusse 8, 16 und 32 Bit haben. Ein 32-Bit-Prozessor kann in der gleichen Zeit mehr Berechnungen durchführen als ein 8-Bit-Prozessor.
Eingebettete Coprozessoren
Wie bereits erwähnt, ist ein Mikrosystem einer bestimmten Aufgabe gewidmet. Nun, es ist dasselbe wie der Prozessor, er kann beispielsweise nur Additionen durchführen. Schließlich können wir den Prozessor eine Additions- oder Subtraktionsschleife ausführen lassen, um eine Multiplikation oder Division zu emulieren.
Bevor wir Ihnen die nächsten Kriterien nennen, betrachten wir ein wichtiges Konzept für Mikrosysteme: eine Anweisung. Dies ist die Aufgabe des Mikrosystems. Beispielsweise kann ein Zusatz einer Anweisung entsprechen. Für das nächste Kriterium berechnen wir die Anzahl der Taktimpulse, die das Mikrosystem benötigt, um die angeforderte Anweisung auszuführen. Ein Befehl wird in MIPS/MHz berechnet, was die Anzahl der pro Takt und Megahertz ausgeführten Befehle bedeutet.
Der Ertrag
Die Effizienz eines Prozessors ist die Fähigkeit des Prozessors, eine Reihe von Berechnungen in einer reduzierten Zeit pro Takt durchzuführen.
Diese Leistung wird von den Herstellern dieser Prozessoren angegeben. Damit Sie es besser verstehen, nehmen wir ein Beispiel:
Mikrochip:
8 Bit
0,25 MIPS/MHz
Maximale Frequenz: 40 MHz
Hier sehen wir den 8-Bit-Microship-Chip mit 0,25 MIPS/Mhz. Dies bedeutet, dass zur Ausführung einer Anweisung 4 Takte erforderlich sind.
Zusätzlich wird eine maximale Frequenz angegeben. Wir werden gleich sehen, wozu es gut ist.
Die maximale Betriebsfrequenz
Die maximale Frequenz eines Mikrosystems ist die Frequenz, bei der der Prozessor für die jeweilige Aufgabe maximal arbeitet. Allerdings arbeitet der Prozessor nicht immer mit diesem Wert, es hängt davon ab, ob die angeforderte Aufgabe wichtig oder nicht wichtig ist. Durch die Reduzierung der Frequenz verbraucht das Mikrosystem weniger Strom.
In unserem Beispiel mit dem Microchip-Chip haben wir 0,25 MIPS/MHz bei einer maximalen Frequenz von 40 MHz, was 10 Mega-Befehle pro Sekunde ergibt (0,25 * 40).
Die ersten 5 Kriterien, die wir gesehen haben, betreffen die Hardware, wir werden uns nun das letzte Kriterium ansehen, das ein Softwarekriterium ist.
Der Compiler
In der Elektronik werden Mikrosysteme in der Sprache C programmiert: Mit dieser Sprache können Sie eine Karte einfach steuern.
Mikrosysteme verstehen jedoch nur Maschinensprache, also Assemblersprache, weshalb wir einen Compiler benötigen. Der Compiler wandelt Ihre C-Sprachanweisungen in binäre Anweisungen um, die vom Mikrosystem verstanden werden können.