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MCU中的奇美拉——Cypress PSoC6系列評(píng)測(cè)之一
- [導(dǎo)讀]
- 據(jù)稱是業(yè)內(nèi)最低功耗的M4內(nèi)核MCU產(chǎn)品，同時(shí)具有雙核結(jié)構(gòu)和諸多可編程模擬與數(shù)字外設(shè)，結(jié)合強(qiáng)大的PSoC Creator，這次的PSoC6的體驗(yàn)可謂是非常酣暢。
圖 PSoC 6系列的幾個(gè)子系列,而此次評(píng)測(cè)的先鋒套件板載的是PSoC 63最高端的版本
圖 幾個(gè)子系列的定位
Cypress的想法是,這個(gè)系列全用來(lái)開發(fā)IoT產(chǎn)品,比如一個(gè)可穿戴設(shè)備的構(gòu)成:
圖 可穿戴應(yīng)用框架
跟目前已有的一些解決方案相比,這種方案有以下優(yōu)點(diǎn):
· 內(nèi)置資源豐富,比如BLE內(nèi)置,PDM/PCM, 觸摸感應(yīng)功能全都內(nèi)置;
· 有可編輯的數(shù)字邏輯單元UDB類似于PLD,事實(shí)上UDB也不僅僅可以應(yīng)用在此方案;
· 模擬外設(shè)集成度高,比如比較器，ADC,OpAmp等可大大降低產(chǎn)品體積;
再看一張PSoC 6的系統(tǒng)框圖:
圖 PSoC 6系統(tǒng)框圖
硬件方面,暫時(shí)只說(shuō)這么多了.因?yàn)榻M成這個(gè)芯片的部件可能很多工程師都是了解的.但是其優(yōu)點(diǎn),其創(chuàng)新之處通過(guò)開發(fā)過(guò)程與應(yīng)用才能更好體現(xiàn)出來(lái).
軟件開發(fā)
剛剛說(shuō)了,這芯片系列屬于還燙手的剛出蒸鍋的包子.甚至乎連開發(fā)工具目前只有Beta版本.
Cypress公司當(dāng)家的開發(fā)工具叫做: PSoC Creator,目前正式版本是4.1. 如果讀者想開發(fā)PSoC 6的應(yīng)用,請(qǐng)不要下載4.1的版本.要下載4.2的Beta版本,只有這個(gè)版本才能支持PSoC 6的開發(fā):
簡(jiǎn)單而言,PSoC Creator(以下簡(jiǎn)稱Creator)是一個(gè)IDE,但是比常規(guī)的IDE功能要多,因?yàn)轳詈狭瞬簧僦粚儆谠摴拘酒攸c(diǎn)的專用功能.除了普通的用法,即僅僅使用Creator進(jìn)行開發(fā),官方的教程中有該工具與其他工具配合的另外一種用法,與第三方的IDE混合使用:
圖 Creator使用流程
另外如果用戶如果只想使用PDL(Cypress公司的外設(shè)庫(kù),相當(dāng)于其他公司的HAL庫(kù)),也可以完全不用Creator:
圖 僅僅使用第三方工具開發(fā)
這些靈活性當(dāng)然是由于模塊化設(shè)計(jì)的思想的豐碩成果,但是對(duì)于一般的用戶來(lái)講,最好不要玩這些花式開發(fā).因?yàn)橛泻芏喙δ苤挥蠧reator才有,再說(shuō)除非有特別的理由,也沒(méi)有必要把一堆工具切換來(lái)切換去的.來(lái)一張Creator的截圖:
圖 Creator截圖
看到電路圖沒(méi)有,Creator的Style就是先畫電路圖,生成代碼再開始軟件開發(fā).如果還要開發(fā)UDB,就還得搞HDL開發(fā).事實(shí)上Cypress公司的器件對(duì)設(shè)計(jì)者帶來(lái)了新的挑戰(zhàn),當(dāng)然越靈活,可能性越大.設(shè)計(jì)者應(yīng)該加強(qiáng)自身能力的培養(yǎng),擁抱這種靈活性.
雙核開發(fā)的迷思
雙核開發(fā),說(shuō)起來(lái)很簡(jiǎn)單,但是一旦做起來(lái)又感覺(jué)到處都是不確定性因素.目前桌面電腦/服務(wù)器/手機(jī)等高端一點(diǎn)的設(shè)備早就進(jìn)入多核心的時(shí)代.但是嵌入式領(lǐng)域,多核心編程屬于很新的內(nèi)容.就本人知識(shí)而言,目前推出多核心架構(gòu)的深度嵌入式產(chǎn)品目前還不多.
就事論事,本PSoC 6 BLE Pioneer Kit開發(fā)板子上的主控CY8C6347BZI-BLD53擁有兩個(gè)內(nèi)核:
為甚么要弄兩個(gè)核心呢,M4的性能強(qiáng),M0+的功耗低,所以兩者結(jié)合.在需要高性能的時(shí)候,開M4計(jì)算,需要使用頻率高的監(jiān)控采樣時(shí)就開M0+.比如很多工業(yè)類的應(yīng)用,很多無(wú)線通信協(xié)議(BLE就是一個(gè)例子)都需要頻繁監(jiān)控,回應(yīng),采樣.這種場(chǎng)合,M4處理器經(jīng)常醒來(lái)處理就不大節(jié)省功耗.單核心的架構(gòu)中,內(nèi)核在需要快速處理的時(shí)候醒來(lái)快速處理完馬上回到休眠狀態(tài),這是經(jīng)典設(shè)計(jì).但是隨著嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜性日益增長(zhǎng),多核心的必要性已經(jīng)來(lái)臨.目前作者知道的多核心嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品:
· 英飛凌的Aurix處理器,多核心的動(dòng)機(jī)是提升性能的同時(shí)增加系統(tǒng)的冗余性,畢竟汽車類電子安全相當(dāng)重要;
· NXP的i.MX6系列,屬于Cortex A+Cortex M的架構(gòu),Cortex M只是打雜處理非常簡(jiǎn)單的任務(wù),屬于比較偏門的多核心;
· NXP的LPC系列的某些型號(hào),Cortex M4+Cortex M0的架構(gòu),與本文主角PSoC6類似，但是PSoC6采用的芯片工藝及芯片架構(gòu)和設(shè)計(jì)特色不是LPC系列所抗衡的;
· 上海樂(lè)鑫的ESP32有多核心的版本,一個(gè)處理業(yè)務(wù),一個(gè)處理網(wǎng)絡(luò)通信類;
至于桌面上的電腦,大多采用對(duì)稱式的多核心,分擔(dān)任務(wù),因?yàn)槟壳暗墓に囋谔嵘俣纫呀?jīng)快到極限了;手機(jī)上的大多采用非對(duì)稱式的多核心,也就是Little.Big模式,大多數(shù)時(shí)間只有Little內(nèi)核運(yùn)行以節(jié)省功耗,游戲視頻則啟用Big內(nèi)核.PSoC 6的多核心類似于手機(jī)上的Little.Big模式.
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