Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В вычислениях автономная периферийная работа - это аппаратная функция, присутствующая в некоторых современных архитектурах микроконтроллеров, которая позволяет выгружать определенные задачи во встроенные автономные периферийные устройства , чтобы минимизировать задержки и повысить пропускную способность в приложениях жесткого реального времени, а также для экономии энергии в сверхнизких условиях. -силовые конструкции.

Обзор [ править ]

Формы автономных периферийных устройств в микроконтроллерах были впервые представлены примерно в 2005 году. Разрешение встроенным периферийным устройствам работать независимо от ЦП и даже взаимодействовать друг с другом определенными заранее настраиваемыми способами разгружает управляемую событиями связь с периферийными устройствами, чтобы помочь улучшить работу в режиме реального времени. производительность за счет более низкой задержки и потенциально более высокая пропускная способность данных за счет дополнительного параллелизма. С 2009 года схема была улучшена в новых реализациях для продолжения работы в спящих режимах , что позволяет процессору оставаться в спящем режиме в течение более длительных периодов времени для экономии энергии. Частично это связано с Интернетом вещей.рынок. [1]

Концептуально автономную периферийную работу можно рассматривать как обобщение и смесь прямого доступа к памяти (DMA) и аппаратных прерываний . Периферийные устройства, которые выдают сигналы событий, называются генераторами или производителями событий, тогда как целевые периферийные устройства называются пользователями или потребителями событий . В некоторых реализациях периферийные устройства могут быть сконфигурированы для предварительной обработки входящих данных и выполнения различных функций, специфичных для периферийных устройств, таких как сравнение, обработка окон, фильтрация или усреднение в аппаратных средствах без необходимости передавать данные через ЦП для обработки.

Реализации [ править ]

Известные реализации включают:

  • Интеллектуальные автономные периферийные устройства (блок захвата / сравнения CCU6 ) в Infineon XC800 серии 8051- совместимых 8-битных микроконтроллеров с 2005 года [2]
  • Система событий ( EVSYS ) в 8-битных микроконтроллерах Atmel AVR XMEGA с 2008 г. [3] [4]
  • Периферийная система событий ( PES ) с SleepWalking [5] в Atmel (теперь Microchip Technology ) 32-разрядные микроконтроллеры AVR32 AT32UC3L с 2009 г. [6] [7] [8]
  • Периферийная рефлекторная система ( PRS ) в Energy Micro (ныне Silicon Labs ) 32-битные микроконтроллеры на базе ARM Gecko EFM32 с 2009 года [9] [10] [8]
  • IXYS / Zilog ZNEO Z16FMC 16-битные микроконтроллеры с 2011 года [11] [12]
  • Event Link Controller ( ELC ) в микроконтроллерах Renesas с 2011 г.
  • Программируемое периферийное соединение ( PPI ) в 32-битных микроконтроллерах Nordic nRF на базе ARM примерно с 2011 г. [13]
  • Автономные периферийные устройства в 32-битных микроконтроллерах Infineon XMC с 2012 г. [14]
  • Диспетчер передачи данных ( DTM ) в 32-битных микроконтроллерах ARM Cortex-M3 Silicon Labs Precision32 SiM3L1 с 2012 года [15] [8] [16]
  • Периферийная система событий ( PES ) с SleepWalking в Atmel (теперь Microchip Technology) SAM4L 32-битные микроконтроллеры ARM Cortex-M4 с 2012 года [17]
  • Периферийные устройства Power-Smart в Freescale (теперь NXP ) 32-разрядные микроконтроллеры ARM Cortex-M0 + Kinetis L с 2012 г. [18]
  • Система событий ( EVSYS ) с SleepWalking [5] в Atmel (теперь Microchip Technology) SAMD , SAML и SAMC 32-битные микроконтроллеры ARM Cortex-M0 + с 2013 года [19] [20]
  • Независимые от ядра периферийные устройства ( CIP ) в Microchip PIC16F [21] и PIC18F [22], а также 8-битные микроконтроллеры Microchip AVR ATtiny с 2015 года [23] [24] [25]
  • Матрица соединения периферийных устройств в 32-битных микроконтроллерах STMicroelectronics на базе ARM STMicroelectronics с 2015 г. [26]

См. Также [ править ]

  • Канал ввода / вывода
  • Периферийный контроллер DMA (PDC)
  • Стробирование часов , автономное стробирование периферийных часов
  • Стробирование мощности
  • Рассеивание мощности процессора
  • Маломощная электроника
  • Архитектура, управляемая событиями
  • Событийно-ориентированное программирование

Ссылки [ править ]

  1. ^ Кувшин, Грэм (2014-01-28). «Вещи, достойные рассмотрения - Интернет вещей подталкивает разработчиков микроконтроллеров двигаться в неожиданном направлении» . Новая электроника . С. 22–23. Архивировано 10 мая 2018 года . Проверено 10 мая 2018 . [1]
  2. ^ «Презентация продукта XC800 - блок сравнения захвата CC6» (PDF) . Infineon . Май 2006 г. XC886 CC6 V1. Архивировано (PDF) из оригинала 10.05.2018 . Проверено 10 мая 2018 . […] Приводам требуется производительность в реальном времени - контур управления должен работать быстрее, чем 2-4 периода ШИМ (например, 100-200 мкс) - Производительность ЦП важна и должна сохраняться для ключевых задач - Вопрос: Как разгрузить ЦП? –Ответ: создавайте интеллектуальные и автономные периферийные устройства! […] CC6 в приложении Drive: - генерировать шаблоны PWM для всех типов двигателей - всегда работать в безопасном состоянии - даже в состоянии ошибки - взаимодействовать с ADC для бессенсорного управления двигателями […] CC6 используется интенсивно - тем более он работает автономно, что позволяет снизить нагрузку на ЦП для алгоритмов управления […]
  3. ^ Фор, Филипп (2008-02-26). «Atmel AVR XMEGA переопределяет производительность системы для 8/16-битных микроконтроллеров» (сообщение для прессы). Атмель . Архивировано 01 мая 2018 года . Проверено 1 мая 2018 .
  4. ^ Бьорнеруд, руна Андре (2009). «Реализации систем событий для схем микроконтроллеров» . ЛВП : 11250/2370969 . Проверено 29 апреля 2018 .
  5. ^ a b Андерсен, Майкл П .; Каллер, Дэвид Итан (25 августа 2014 г.). «Компромиссы при проектировании системы во встроенной беспроводной платформе нового поколения» (PDF) (Технический отчет). Электротехника и компьютерные науки, Калифорнийский университет в Беркли . № UCB / EECS-2014-162. Архивировано (PDF) из оригинала 30.04.2018 . Проверено 30 апреля 2018 .
  6. ^ Перлегос, Хелен (2009-06-22). «Atmel представляет микроконтроллер AVR32, который снижает лучшее в отрасли энергопотребление на 63%» (сообщение для прессы). Атмель . Архивировано 30 апреля 2018 года . Проверено 30 апреля 2018 .
  7. ^ Эйланд, Андреас; Крангнес, Эспен (2012-10-28). «Улучшите реакцию на прерывания MCU Cortex M4 с помощью интеллектуальной системы периферийных событий» . Atmel Corp. Архивировано 30 апреля 2018 года . Проверено 30 апреля 2018 .
  8. ^ a b c «Повышение производительности без нарушения бюджета мощности» . Дигики . 2013-07-10. Архивировано 02 мая 2018 года . Проверено 1 мая 2018 .
  9. ^ Буш, Стив (2009-07-08). «Energy Micro раскрывает более подробную информацию об энергоэффективном микроконтроллере ARM» . Еженедельник электроники . Архивировано 30 апреля 2018 года . Проверено 30 апреля 2018 .
  10. ^ Буш, Стив (2009-10-21). «Energy Micro подробно описывает линейку EFM32G на базе ARM Cortex M3» . Еженедельник электроники . Архивировано 30 апреля 2018 года . Проверено 29 апреля 2018 .
  11. ^ "ZILOG выпускает новую 16-битную систему микроконтроллера на чипе для приложений управления двигателем" . BusinessWire . 2011-01-06. Архивировано 02 мая 2018 года . Проверено 1 мая 2018 .
  12. ^ Коулсон, Дэйв (2011-10-12). «Необходимость автономного периферийного взаимодействия в бессенсорных приложениях BLDC» . ООО "Конвергенция Промоушнс". Архивировано 01 мая 2018 года . Проверено 1 мая 2018 .
  13. ^ Элахи, Джунаид; Рустен, Джоар Олай; Олсен, Лассе; Санделл, Ларс (12 декабря 2011 г.). «Программируемое периферийное соединение» . Nordic Semiconductor ASA . Патент США US9087051B2 . Проверено 29 апреля 2018 .
  14. ^ Бауэр, Питер; Шефер, Питер; Зизала, Стефан (23 января 2012 г.). «Платформа единого микроконтроллера. Бесчисленное множество решений. XMC4000» (PDF) (презентация). Международная пресс-конференция, Am Campeon, Мюнхен, Германия: Infineon . Архивировано (PDF) из оригинала 10.05.2018 . Проверено 10 мая 2018 .
  15. ^ Маннерс, Дэвид (2012-10-03). «32-битные микроконтроллеры с самым низким энергопотреблением от Si Labs» . Еженедельник электроники . Архивировано 02 мая 2018 года . Проверено 1 мая 2018 .
  16. ^ Кремниевые лаборатории . «Технология низкого энергопотребления: периферийные устройства микроконтроллеров расширяют границы сверхмалого энергопотребления» . Проверено 1 мая 2018 .
  17. ^ Крагнес, Эспен; Эйланд, Андреас (2012). «Новое определение показателя мощности» (PDF) (Белая книга). Атмель . Архивировано (PDF) из оригинала на 2018-05-01 . Проверено 1 мая 2018 .
  18. ^ «Энергосберегающие решения Freescale: микроконтроллеры Kinetis серии L» (PDF) (Белая книга). Freescale . 2012. Архивировано (PDF) из оригинала 2018-05-03 . Проверено 3 мая 2018 .
  19. ^ Riemenschneider, Франк (2013-06-18). «Микроконтроллер: Neue Cortex-M0 + -Familie von Atmel» (на немецком языке). elektroniknet.de. Архивировано 30 апреля 2018 года . Проверено 29 апреля 2018 .
  20. ^ "Более пристальный взгляд на Периферийную Систему Событий Атмела" . Архивировано 01 мая 2018 года . Проверено 1 мая 2018 .
  21. ^ Quinnell, Rich (2015-07-28). «8-битное сражение с автономными периферийными устройствами» . Санта-Клара, США: EETimes . Архивировано 30 апреля 2018 года . Проверено 30 апреля 2018 .
  22. ^ Буш, Стив (2016-10-31). «Автономная периферия для микроконтроллеров PIC18F» . Еженедельник электроники . Архивировано 30 апреля 2018 года . Проверено 29 апреля 2018 .
  23. ^ Стро, Ирис (2016-11-10). «Microchip Technology: 8-Bit-Offensive: AVR» (на немецком языке). elektroniknet.de. Архивировано 30 апреля 2018 года . Проверено 29 апреля 2018 .
  24. ^ Di Jasio, Лусио (2015-05-05). «Нечего изобретать во встроенном управлении, часть 1» . Архивировано 01 мая 2018 года . Проверено 1 мая 2018 .
  25. ^ Di Jasio, Лусио (2015-05-12). «Нечего изобретать во встроенном управлении, часть 2» . Архивировано 01 мая 2018 года . Проверено 1 мая 2018 .
  26. ^ «Соединения периферийных устройств на ST M32F405 / 7xx, STM32F415 / 7xx, STM32F42xxx, STM32F43xxx, STM32F446xx и STM32F469 / 479xx» (PDF) (примечание по применению). STMicroelectronics . AN4640. Архивировано (PDF) из оригинала на 2018-05-01 . Проверено 1 мая 2018 .