Читать «Архитектура компьютера» онлайн - страница 38

Как бы то ни было, даже между универсальными микроконтроллерами, с одной стороны, и стандартными ПК, с другой, наблюдаются существенные различия. Во-первых, спрос на микроконтроллеры в максимальной степени обусловлен ценами на них. Принимая решение о закупке миллионной партии таких устройств, крупный заказчик может выбрать другого производителя, если тот предложит цену на один цент (за штуку) меньше, чем конкуренты. Поэтому, разрабатывая архитектуру для микроконтроллеров, производители всеми силами стараются оптимизировать производственные издержки, не слишком задумываясь о расширении функций. Цены на микроконтроллеры определяются разрядностью, типом, емкостью памяти и рядом других факторов; для сведения отметим, что при оптовых закупках 8-разрядных микроконтроллеров цена за штуку падает до 10 центов. Именно цена позволяет устанавливать микроконтроллеры в будильники за 10 долларов.

Во-вторых, почти все микроконтроллеры работают в реальном времени. За каждым входным сигналом должен следовать незамедлительный отклик. К примеру, после нажатия пользователем кнопки во многих приборах включается световой индикатор, причем между первым и вторым событием не должно быть никаких пауз. Необходимость работы в реальном времени зачастую определяет архитектурное решение микроконтроллеров.

В-третьих, встроенные системы зачастую ограничены по многим электрическим и механическим параметрам, таким как размер, вес и энергопотребление. С учетом этих ограничений и разрабатываются микроконтроллеры, устанавливаемые в такого рода системах.

Среди особенно интересных применений микроконтроллеров можно выделить встроенную управляющую платформу Arduino, разработанную Массимо Банци (Massimo Banzi) и Дэвидом Куартиллье (David Cuartielles) в Иврее (Италия). Целью данного проекта было создание полноценной встроенной управляющей платформы, которая бы стоила меньше большой пиццы, чтобы быть доступной для студентов и любителей электроники. (Задача была трудной — в Италии пицца очень популярна и поэтому стоит дешево.) Проектировщики хорошо справились со своей задачей; полноценная система Arduino стоит менее 20 долларов!

Аппаратная структура Arduino распространяется открыто; это означает, что вся информация опубликована и находится в свободном доступе, чтобы любой желающий мог строить (и даже продавать) системы на базе Arduino. Она базируется на 8-разрядном RISC-микроконтроллере Atmel AVR, причем большинство плат также включает базовую поддержку ввода-вывода. Плата программируется на языке программирования встроенных систем Wiring, который содержит все необходимое для управления устройствами реального времени. С платформой Arduino интересно работать прежде всего из-за большого и активного сообщества разработчиков. Опубликованы тысячи проектов, использующих Arduino — от электронных детекторов загрязнения окружающей среды до байкерской куртки с поворотными сигналами, от датчика влажности, отправляющего электронную почту при необходимости поливки растений, до беспилотных летательных аппаратов. Чтобы больше узнать об Arduino и заняться практическим созданием собственных проектов Arduino, обращайтесь на сайт .