Имеет ли значение, какой микроконтроллер использовать для первого встроенного системного программиста?

Учитывая, что у вас уже есть опыт программирования, вы можете подумать о том, чтобы приобрести Arduino и стереть прошивку, чтобы делать свои собственные вещи с помощью AVR Studio + WinAVR. Arduino дает вам хорошую отправную точку в понимании того, что касается электроники. Удаление загрузчика Arduino даст вам лучший доступ к внутренностям Atmel.

Чтобы достичь поставленных вами целей, я также рекомендовал бы более глубоко изучить настольные компьютеры с помощью программирования x86. Например, вы можете собрать ядро ​​операционной системы x86.

ARM - это наиболее широко используемая встраиваемая архитектура, охватывающая огромный диапазон устройств от различных поставщиков и широкий диапазон затрат. Тем не менее, есть существенные различия между устройствами ARM7, 9, 11 и Cortex, особенно Cortex. Однако, если ваша цель - профессионально заняться встраиваемыми системами, опыт ARM вам пригодится.

8-битные архитектуры, как правило, проще в использовании, но они часто очень ограничены как по объему памяти, так и по скорости ядра. Кроме того, потому что они просты в использовании, 8-битные навыки относительно легко приобрести, поэтому это менее привлекательный навык для потенциального работодателя, потому что его легко реализовать внутри компании или с менее опытным (и, следовательно, менее дорогостоящим) персоналом.

Однако если это хобби, а не карьера, низкая стоимость деталей, плат и инструментов, а также простота использования могут сделать 8 bit привлекательным. Я бы посоветовал AVR просто потому, что он поддерживается бесплатным набором инструментов avr-gcc. Некоторые 8-битные цели поддерживаются SDCC, другим компилятором C. Я считаю, что Zilog делает свой компилятор Z8 бесплатным, но вам, возможно, придется заплатить за оборудование для отладки (хотя это относительно недорого). Многие поставщики коммерческих инструментов предоставляют версии своих инструментов с ограниченным размером кода для оценки и некоммерческого использования, но будьте осторожны, большинству отладчиков требуется специальное оборудование, которое может быть дорогостоящим, хотя в некоторых случаях вы можете собрать его самостоятельно, если вам нужны только базовые функции и низкие скорости.

Что бы вы ни делали, смотрите на www.embedded.com. Если вы выберете ARM, я успешно использовал WinARM в коммерческих проектах, хотя он не создан для удобства! Хороший список ресурсов ARM доступен здесь. Для AVR обязательно посетите www.avrfreaks.net

Я бы порекомендовал только компоненты Microchip PIC (по крайней мере, самые дешевые) для высокозатратных проектов, где микс периферийных устройств хорошо подходит для приложения; не для изучения встроенных систем. PIC - это скорее брендинг, чем архитектура, различные диапазоны PIC12, 16, 18, 24 и PIC32 сильно отличаются друг от друга, поэтому изучение одного не обязательно поможет вам использовать другой - часто вам даже нужно приобрести новые инструменты! Тем не менее, dsPIC, основанный на архитектуре PIC24, может быть хорошим выбором, если вы одновременно хотите получить простой опыт работы с DSP.

Во всех случаях проверяйте доступность компилятора (особенно если требуется поддержка C ++) и его стоимость, а также требования к оборудованию отладчика, так как часто это будут самые дорогие части вашего комплекта разработчика, платы и части часто являются наименее дорогостоящими частями.

На этот вопрос сложно ответить, поскольку ваш идеальный ответ во многом зависит от того, чему вы хотите научиться.

Если ваша цель - просто немного глубже погрузиться во внутреннюю работу вычислительных систем, я почти рекомендую вам отказаться от встроенного маршрута и взять книгу по написанию модуля ядра Linux. Напишите что-нибудь простое, что считывает датчик температуры с SMbus или что-то в этом роде.

Если вы хотите заняться разработкой встроенных приложений высокого уровня (телефоны и т. Д.), Загрузите Android SDK, вы можете писать код на java под eclipse и даже иметь хороший эмулятор.

Если вы хотите попасть в «реальное» пространство микроконтроллеров и действительно взглянуть на низкоуровневое системное программирование, я бы порекомендовал вам начать с очень простой архитектуры, такой как AVR или PIC, что-то без MMU.

Погружение в золотую середину, например, ARM с MMU и какой-то ОС, будь то linux или что-то еще, будет немного шоком, поскольку без фона есть как системное программирование, так и аппаратный интерфейс, я думаю, что переход будет очень грубым если вы планируете заниматься чем-то другим, кроме написания очень простых приложений, подсчета нажатий кнопок или чего-то подобного.

Texas Instruments выпустила очень интересный комплект разработчика по очень низкой цене: eZ430-Chronos Development Tool содержит MSP430 с дисплеем и различными датчиками в спортивных часах, включая программатор отладки USB и точку доступа USB-радио за 50 $

Также существует вики, содержащая много-много информации.

Я уже создал предложение по обмену стека для eZ430-Chronos Набор.

Неважно, хотите ли вы научиться программировать встроенное устройство. Но вам нужно знать, с чего начать и куда двигаться дальше. Потому что существует множество микроконтроллеров, и вы не знаете, какой из них выбрать. Так что лучше иметь дорожную карту перед началом.

На мой взгляд, вы должны начать с - Любой платы AVR (atmega 328P - платы arduino или платы AVR), затем вам следует перейти к микроконтроллеру ARM - сначала выполните ARM CORTEX TDMI, затем плату ARM Cortex M3. Таким образом, вы получите общее представление после чего вы можете выбрать любую доску в зависимости от того, над каким проектом вы работаете и каковы ваши требования.

Что бы вы ни делали, убедитесь, что у вас хорошая среда разработки. Я не являюсь поклонником инструментов разработки Microchip, хотя мне нравятся их микроконтроллеры (MPLAB + ICD слишком много раз сжигал меня, слишком много хлопот и дисфункций). DSP TI серии 2800 довольно хороши и имеют среду разработки C ++ на основе Eclipse, в которую вы можете войти за ‹100 долларов США (получите один из экспериментальных наборов на основе" controlCARD ", например, для 28335) - канал связи отладчика действительно надежный; IDE хороша, хотя иногда случается сбой.

Где-то есть более качественные микросхемы и платы; Я не так хорошо знаком с ландшафтом встроенных микроконтроллеров, но у меня нет особого терпения к плохим IDE с еще одной цепочкой программных инструментов, в которой мне нужно выяснить, как обойти все ошибки.

Некоторые рекомендуют ARM. Я бы рекомендовал ее не как первую платформу для изучения, а как вторую платформу. ARM - немного сложная платформа для изучения низкоуровневых деталей встраиваемых систем, потому что ее код запуска и требования к инициализации сложнее, чем у многих других микропрограмм. Но ARM - крупный игрок на рынке встраиваемых систем, поэтому стоит научиться. Так что я бы порекомендовал это как вторую платформу для изучения.

Atmel AVR был бы хорош для изучения многих встроенных основ по трем основным причинам:

1. Архитектура достаточно проста
2. Доступны хорошие комплекты для разработки с учебными пособиями
3. Форум поклонников с множеством ресурсов

Также могут подойти другие микросхемы с средствами разработки, например MSP430 - хотя у них может и не быть такого фан-форума. Использование средств разработки - хороший способ, поскольку они ориентированы на быстрое освоение микроконтроллера и способствуют эффективному обучению. Скорее всего, у них есть руководства, ориентированные на быстрое начало работы.

Что ж, я полагаю, что комплекты разработки и их учебные пособия, вероятно, затушевывают такие вещи, как загрузчики и код запуска, в пользу того, чтобы ваш код как можно скорее мигал светодиодом. Но это может быть хорошим началом, и вы можете исследовать цепочку событий от «включения» до «запуска кода» в своем темпе.

Я не поклонник PIC, по крайней мере, PIC16, из-за их архитектуры . Это не очень удобно для Си. А банки памяти болезненны.

Это важно, нужно постепенно набираться опыта, начиная с более простых систем. Обратите внимание, что под простым я не имею в виду менее мощный, я имею в виду простоту использования, простоту настройки и т. Д. В этом ключе я бы порекомендовал следующее (я не заинтересован ни в одном из продуктов, я просто нашел их лучшими):

Я начал использовать одну из них (плата разработчика MBED). Большими преимуществами для меня было то, что я мог кодировать на C или C ++, прямое подключение к USB и удобную среду разработки в режиме онлайн (установка локального инструмента не требовалась вообще!).

http://mbed.org/

Через пять минут после открытия коробки у меня была пробная программа для моргания («привет, мир!»), Выполнявшая следующее:

#include "mbed.h"

DigitalOut myled(LED1);

int main()
{
    while(1)
    {
        myled = 1;
        wait(0.2);
        myled = 0;
        wait(0.2);
    }
}

Вот и все! Выше полная программа!

Он основан на ARM Cortex M3, быстр и имеет много памяти для встраиваемых проектов (100 МГц, 256 КБ флэш-памяти и 32 КБ оперативной памяти). У онлайн-инструментов разработчика есть очень хорошая библиотека, множество примеров и очень активный форум. Обширная помощь по подключению устройств к MBED и т. Д.

Несмотря на то, что у меня большой опыт работы со встроенными системами (ARM 7/9, Renases M8 / 16/32, Coldfire, Zilog, PIC и т. Д.), Я все же обнаружил, что это очень простая система, с которой можно справиться, имея серьезные возможности.

Сначала поиграв с ним на базовой макетной плате, я купил базовую плату у этих ребят: http://www.embeddedartists.com/products/lpcxpresso/xpr_base.php?PHPSESSID=lj20urpsh9isa0c8ddcfmmn207. У этого есть куча устройств ввода-вывода (включая миниатюрный OLED-экран и 3-осевой акселерометр). На том же сайте я также купил одну из процессорных плат LCPExpresso, которая дешевая, с меньшим энергопотреблением и памятью, чем у MBED, но идеально подходящая для небольших задач (все еще выбивает дерьмо из процессоров PIC / Atmega). Базовая плата поддерживает как LCPExpresso, так и MBED. Приобретение процессорной платы LCPExpress также дало мне прикрепленный отладчик JTAG и автономную среду разработки (комплект разработчика Code Red на основе GCC / Eclipse). Это намного сложнее, чем онлайн-среда разработки MBED, но является логическим продолжением после того, как вы приобрели опыт работы с MBED.

Что касается моей первоначальной точки зрения, то контроллер MBED намного более эффективен, чем контроллер LPCExpresso, НО гораздо проще в использовании и обучении.

Я использую микрочипы PIC, это то, с чего я начал, в основном я занялся этим из-за 123 проектов микроконтроллеров для книги злого гения. Я взял уроки микропроцессоров в школе для получения степени и немного узнал о прерываниях, времени и многом другом, это очень помогло с моими микроконтроллерами. Я полагаю, что некоторые другие программисты и т. Д. Могут быть лучше / проще, но за 36 долларов за PicKit1 я слишком дешев, чтобы покупать еще один ... и, честно говоря, не используя их, я не знаю, легче ли они / лучше Мне нравится мой и я рекомендую его при каждой возможности, и мне потребовалась целая вечность, чтобы по-настоящему взглянуть на него, но, наконец, я смог запрограммировать другой чип вне платы с ICSP. Я не знаю, что делают другие программисты, но для меня это самая приятная вещь, 5-проводный интерфейс, и вы запрограммированы. Это не победить палкой ...

Я использовал только один из них.

Freescale - прекрасная фишка. Я годами использовал чипы HC-something для небольших проектов. Единственное предостережение: я бы не стал трогать CodeWarrier со встроенным 10-футовым шестом. Вы можете найти небольшие бесплатные компиляторы и ассемблеры C (я не помню названия последнего из них), которые отлично справляются с этой задачей. Codewarrior был большим и запутанным, и независимо от того, насколько я знал об архитектуре чипа и программировании на C, всегда казалось, что это только усложняет задачу. Если вы когда-то использовали Codewarrior на Mac и думаете, что CW довольно удобен, что ж, это совсем не так. Встроенный CW выглядит отдаленно похожим, но он работает совсем по-другому и не очень хорошо.

Компилятор командной строки обычно прекрасен. Профессионалы, которые могут выложить большие деньги, получают дорогостоящие среды разработки, и я уверен, что они делают вещи лучше, но без этого это все равно намного лучше, чем писать ассемблерный код для настольного ПК в 1990 году, и каким-то образом нам это удалось. . :-)

Вы можете подумать о RoBoard. Эта плата может не быть тем, что вы ищете с точки зрения микроконтроллера, но у нее есть то преимущество, что она позволяет запускать Windows или DOS, и, таким образом, вы могли используйте Microsoft .NET или даже инструменты разработки C / C ++, чтобы возиться с такими вещами, как сервоприводы или датчики, или даже, что за черт, построить робота! На самом деле это довольно весело.

Также существует Axon II с процессором ATmega640.

В любом случае обе доски должны помочь вам в достижении вашей цели.

Извините за фокус на робототехнике, просто то, что меня интересует, и я подумал, что это может вам тоже помочь.

Я использую PIC, но, если бы выбрал сегодня, подумал бы об Arduino. Но из ваших целей:

• как работают порты ввода-вывода
• ограничения / требования к памяти
• процедуры обслуживания прерываний

Интересно, лучше ли вам просто взломать ядро ​​Linux?

BBC Micro Bit

https://en.wikipedia.org/wiki/Micro_Bit

Эта дешевая маленькая доска (~ 20 фунтов) был предоставлен ARM Holdings в качестве учебного пособия, и 1 миллион единиц были бесплатно выданы британским студентам.

Он содержит ARM Cortex-M0, самое маленькое ядро ​​ARM из всех.

Я рекомендую ее в качестве первой платы микроконтроллера из-за ее широкой доступности, низкой стоимости, простоты и того факта, что она знакомит вас с архитектурой ARM, которая имеет гораздо более совершенные платы, также доступные для более серьезных приложений.