2.7.處理器速度方面的考慮
主要考慮幾個細節問題:
1)處理器速度與處理器時鐘之間的關系
例:單片機8031為例,由該處理器可以適應12MHz頻率的輸入時鐘,因此就可以認為它是一個速度為12MHz的處理器了嗎?不是,實際上,由于該處理器內部邏輯電路執行每條指令需要多種不同頻率的時鐘脈沖,因此該處理器內部時鐘電路要對輸入的12MHz時鐘12分頻處理;最終為處理器提供的只是 1MHz主頻。
有的時候,80MHz主頻的處理器(80MHz輸入時鐘,80MHz執行速度)要比200MHz主頻的處理器(200MHz輸入時鐘,50MHz執行速度)執行速度要快得多。
2)處理器指令系統
如果不需要執行復雜數學運算的應用,那么RISC指令集的處理器要快;如果執行比較復雜的操作,則CISC指令集的處理器速度要更快。
3)芯片結構體系
現在有的芯片是將多個不同功能的核封裝到一個芯片IC中,定制某種特定的功能,比如DSP,其中包括用于實現數字解碼、乘法運算的硬件乘法器和移相器等;然而,這類處理器也由其自身局限,往往在執行某些普通操作之前必須要使用額外的指令來把RAM中的數據放入內部寄存器,相比之下,一般處理器只允許對 RAM中的數據進行直接訪問。
2.8.只讀存儲器(ROM)的選擇
多數工程項目在其開發階段一般使用可擦寫可編程只讀存儲器(EPROM)或快速存儲器(Flash Memory);這類可擦寫可重復寫入存儲器的主要優點是可多次使用。一旦產品研制完畢,就可以用一次寫入設備(OTP)來取代EPROM存儲器,一次性寫入器件的外觀與封裝幾乎與EPROM完全一樣,惟一不同之處就是其表面沒有擦出窗口,并且價格要比EPROM低很多。
但是,另外一種情況,如果該產品今后需要升級固件,或在線編程,那么我們還是應該選擇可擦寫可編程的存儲器。
還有一種是非易失的存儲器,例如制造一臺電視機,就有可能需要該設備具有記憶上次觀看最后一個頻道的功能,即使在切斷電源后,該頻道信息也不會丟失。
總結:所以,根據不同的產品選擇不同的存儲器也是一門很講究的學問。
2.9.電源的要求
在某些設計中方案中,電源根本不存在問題,對電源唯一的要求就是可以為電路正常供電;實際上,選擇電源主要要考慮三個方面的問題:
1)要注意設計方案中是否對電源的供電方式有所限制,例如,是否像大多數家用電器那樣需要使用屋內墻上的電源插座供電,或是是使用USB接口供電
2)看系統是否需要使用電池供電方式,如果這樣,我們就要考慮選擇那種對驅動電流要求不高的處理器,然后再為其選擇合適的電池。
3)休眠電流:許多微處理器都支持低功率運行模式,在這種模式下,系統的CPU處理器將處于休眠狀態,同時所有外部設備的電源供電都被暫時切斷,以便減少系統的電能消耗;某些微處理器在這種方式下需要的維持電流極小,但也有一些微處理器在這種方式下并不能節省多少功率;不管怎樣,我們都要對系統在節點模式下的工作時間有一個估測,以便對具體情況選擇使用的電池。
總之,無論哪種情況,我們都要對系統需要的供電總功率做到心中有數。
2.10.設備工作環境的要求
環境要求主要內容是考慮溫度,濕度等;如果系統必須在溫度范圍較大的環境下運行,諸如用于軍事設備或汽車的控制系統,那么處理器可選擇的范圍就要小得多;
并且由于大范圍溫度變化的設備通常比較昂貴,因此在設計過程中就不能再根據一般工業級器件的價格來制定預算。
2.11.使用周期成本
如果我們的產品是stm32神舟開發板,在一般情況下,可以不必考慮在用戶現場對stm32神舟開發板程序進行修改的問題,也不用為是否可以得到設備備件而著急,這是因為stm32神舟開發板是一種學習型的消費產品,僅僅只是一款開發板而已。
換句話說,如果我們的產品是價值幾萬塊的工業設備并且需要常年不斷地運行,那么我們在產品設計過程中就必須從長計議了:
a.首先,我們需要選擇一種處理器或存儲體系結構都可以升級的器件
b.考慮到程序升級的可能,我們還要選擇較大容量的內存
c.最后要注意的則是所選處理器是否可以長期供貨,這一點的重要性遠遠大于處理器的價格
除了上面的考慮之外,使用周期成本也是在設計之初要考慮的因素。總的來說,生產的部件越多,則可以接受的前期開發成本也就越大。如果產品是mp3,我們可能會選擇一個低價微處理器,同時投入一大筆錢來開發控制mp3的軟件。
但如果我們的產品是價格昂貴的工業用設備,那么在產品的使用期內,該設備的銷售量將只有幾百臺,毫無疑問,開發這種產品最重要的就是降低開發成本(降低開發成本而不是硬件成本!!!);除此之外,工業產品的成本也不像家用電器或消費電子產品那么敏感。綜上所述,開發工業產品當然要選擇一種便于進行開發并且有助于縮短開發過程的處理器。
2.12.處理器相關資料是否豐富
如果該款處理器在市場上已經用得很廣了,那么我們可以獲取更多的相關資料,觀察人家的產品是如何使用處理器的,也能在網絡上找到不少的相關的設計資料以及相關技術主題,這樣就進一步降低了技術門檻,確保了使用該處理器做產品可行性,減低了風險;例如STM32神舟IV號開發板就有針對該板子有個700多頁的手冊文檔,如果我們選擇STM32芯片來開發產品的話,借助詳細資料開發起來就輕松了,達到事半功倍的效果。
反之,如果是廠商全新推出的處理器,因為市場上還沒有可以借鑒的產品,我們就只能從全英文的芯片手冊開始閱讀,了解這款芯片,這樣開發周期不僅變長,而且不可預知的風險也很大。
3.開發成本的預測和估計
大多數項目或產品都有專人負責預測整個過程的開發成本,對于任何項目來說,其開發成本主要包括人力和材料開銷。
預測開發成本在很大程度上需要根據經驗,這也是為什么大型公司一般指定有經驗的高級工程師來完成這一任務的原因,除了人力和材料的開銷之外,總結下來,還有以下的開銷:
1)人力成本(開發人員、管理人員、銷售人員、其他行政等輔助人員)的開銷
2)材料(硬件物料和損耗,有時候需要投幾次PCB版才把產品穩定下來)的開銷
3)開發系統和開發工具軟件的開銷
對于整個項目來說,上述的開銷將直接可能導致產品成本增加,其中人力成本最為關鍵,尤其是在中國。
4.產品開發設計文檔(需要包括硬件和軟件兩個方面)
評論
查看更多