Autonomní periferní provoz - Autonomous peripheral operation
Ve výpočetní technice, autonomní periferní provoz je hardwarová funkce nalezená v některých moderních mikrokontrolér architektury odložit určité úkoly do vložených autonomní periferie aby se minimalizovalo latence a zlepšovat se propustnost v v reálném čase a také šetřit energii v ultra-nízký výkon vzory.
Přehled
Formy autonomních periferií v mikrokontrolérech byly poprvé představeny kolem roku 2005. Povolení vestavění periferní zařízení pracovat nezávisle na procesor a dokonce i vzájemně komunikovat určitými přednastavitelnými způsoby, jak odlehčit komunikaci řízenou událostmi do periferních zařízení, což pomůže zlepšit reálný čas výkon kvůli nižší latence a umožňuje potenciálně vyšší data propustnost kvůli dalšímu paralelismu. Od roku 2009 byl režim vylepšen v novějších implementacích, aby fungoval i nadále režimy spánku také, což umožňuje CPU zůstat nečinný po delší dobu, aby šetřil energii. To je částečně způsobeno IoT trh.[1]
Koncepčně lze autonomní periferní provoz chápat jako zobecnění a míchání mezi nimi přímý přístup do paměti (DMA) a hardwarová přerušení. Jsou volána periferní zařízení, která vydávají signály událostí generátory událostí nebo výrobci zatímco cílové periferie jsou volány uživatelé událostí nebo spotřebitelé. V některých implementacích mohou být periferní zařízení nakonfigurována tak, aby předzpracovávala příchozí data a prováděla různé funkce specifické pro periferní zařízení, jako je porovnávání, vytváření oken, filtrování nebo průměrování v hardwaru, aniž by bylo nutné předávat data procesorem pro zpracování.
Implementace
Mezi známé implementace patří:
- Inteligentní autonomní periferie (Zachyťte / porovnejte jednotku CCU6) v Infineon XC800 řada 8051 -kompatibilní 8bitové mikrokontroléry od roku 2005[2]
- Systém událostí (EVSYS) v Atmel AVR XMEGA 8bitové mikrokontroléry od roku 2008[3][4]
- Systém periferních událostí (PES) s Náměsíčnost[5] v Atmelu (nyní Technologie mikročipů ) AVR32 AT32UC3L 32bitové mikrokontroléry od roku 2009[6][7][8]
- Periferní reflexní systém (PRS) v Energie Micro (Nyní Silicon Labs ) Gekon EFM32 32bitové mikrokontroléry založené na ARM od roku 2009[9][10][8]
- IXYS /Zilog ZNEO Z16FMC 16bitové mikrokontroléry od roku 2011[11][12]
- Řadič odkazu na událost (ELC) v Renesas mikrokontroléry od roku 2011
- Programovatelné periferní propojení (PPI) v Severské nRF 32bitové mikrokontroléry založené na ARM přibližně od roku 2011[13]
- Autonomní periferie v Infineon XMC 32bitové mikrokontroléry od roku 2012[14]
- Správce přenosu dat (DTM) v Silicon Labs Přesnost32 SiM3L1 32-bit ARM Cortex-M3 mikrokontroléry od roku 2012[15][8][16]
- Systém periferních událostí (PES) s Náměsíčnost v Atmel (nyní Microchip Technology) SAM4L 32-bit ARM Cortex-M4 mikrokontroléry od roku 2012[17]
- Inteligentní periferní zařízení v Freescale (Nyní NXP ) Kinetis L. 32-bit ARM Cortex-M0 + mikrokontroléry od roku 2012[18]
- Systém událostí (EVSYS) s Náměsíčnost[5] v Atmel (nyní Microchip Technology) SAMD, SAML a SAMC 32bitové mikrokontroléry ARM Cortex-M0 + od roku 2013[19][20]
- Nezávislá periferní zařízení (CIP) v mikročipu PIC16F[21] a PIC18F[22] stejně jako Microchip AVR ATtiny 8bitové mikrokontroléry od roku 2015[23][24][25]
- Matice propojení periferních zařízení v STMicroelectronics ' STM32 32bitové mikrokontroléry založené na ARM od roku 2015[26]
Viz také
- Kanál I / O
- Periferní řadič DMA (PDC)
- Vrata hodin, autonomní hradlo periferních hodin
- Power gating
- Ztráta výkonu procesoru
- Nízkoenergetická elektronika
- Architektura založená na událostech
- Programování řízené událostmi
Reference
- ^ Džbán, Graham (2014-01-28). „Věci, které stojí za zvážení - Internet věcí tlačí vývojáře mikrokontrolérů na neočekávané směry“. Nová elektronika. s. 22–23. Archivováno od původního dne 2018-05-10. Citováno 2018-05-10. [1]
- ^ „Prezentace produktu XC800 - Capture Compare Unit CC6“ (PDF). Infineon. Květen 2006. XC886 CC6 V1. Archivováno (PDF) od původního dne 2018-05-10. Citováno 2018-05-10.
[…] Jednotky vyžadují výkon v reálném čase - řídicí smyčka musí běžet rychleji než 2–4 periody PWM (např. 100–200us) - výkon CPU je cenný a musí být uložen pro klíčové úkoly - Otázka: Jak uvolnit CPU? –Odpověď: Budujte inteligentní a autonomní periferní zařízení! […] CC6 v aplikaci Drive: - generování vzorů PWM pro všechny druhy motorů - provoz vždy v bezpečném stavu - i v chybovém stavu - interakce s ADC pro bezsenzorové řízení motorů […] CC6 se používá intenzivně - čím více funguje to autonomně, čím více zátěže procesoru lze uložit pro řídicí algoritmy […]
- ^ Faure, Philippe (2008-02-26). „Atmel's AVR XMEGA redefines system performance for 8/16-bit microcontrollers“ (Tiskové oznámení). Atmel. Archivováno od původního dne 2018-05-01. Citováno 2018-05-01.
- ^ Bjørnerud, Rune André (2009). „Implementace systému událostí pro obvody mikrokontrolérů“. hdl:11250/2370969. Citováno 2018-04-29.
- ^ A b Andersen, Michael P .; Culler, David Ethan (2014-08-25). „Systémový kompromis v integrované bezdrátové platformě nové generace“ (PDF) (Technická zpráva). Elektrotechnika a počítačové vědy, Kalifornská univerzita v Berkeley. Č. UCB / EECS-2014-162. Archivováno (PDF) od originálu na 2018-04-30. Citováno 2018-04-30.
- ^ Perlegos, Helen (2009-06-22). „Atmel představuje mikrokontrolér AVR32, který snižuje nejlepší průmyslovou spotřebu energie o 63%“ (Tiskové oznámení). Atmel. Archivováno od originálu na 2018-04-30. Citováno 2018-04-30.
- ^ Eieland, Andreas; Krangnes, Espen (2012-10-28). „Vylepšete reakce na přerušení Cortex M4 MCU pomocí inteligentního systému periferních událostí“. Atmel Corp. Archivováno od originálu na 2018-04-30. Citováno 2018-04-30.
- ^ A b C „Zvyšování výkonu bez narušení rozpočtu na výkon“. Digikey. 2013-07-10. Archivováno z původního dne 2018-05-02. Citováno 2018-05-01.
- ^ Bush, Steve (08.07.2009). „Energy Micro odhaluje více podrobností o energeticky účinném ARM MCU“. Týdenní elektronika. Archivováno od originálu na 2018-04-30. Citováno 2018-04-30.
- ^ Bush, Steve (21. 10. 2009). „Energy Micro podrobně popisuje řadu EFM32G založenou na ARM Cortex M3“. Týdenní elektronika. Archivováno od originálu na 2018-04-30. Citováno 2018-04-29.
- ^ „ZILOG uvádí nový 16bitový systém MCU na čipu pro aplikace řízení motorů“. BusinessWire. 2011-01-06. Archivováno z původního dne 2018-05-02. Citováno 2018-05-01.
- ^ Coulson, Dave (12.10.2011). „Potřeba autonomní periferní spolupráce v aplikacích BLDC bez senzorů“. Convergence Promotions LLC. Archivováno od původního dne 2018-05-01. Citováno 2018-05-01.
- ^ Elahi, Junaid; Rusten, Joar Olai; Olsen, Lasse; Sundell, Lars (12. 12. 2011). „Programovatelné periferní propojení“. Nordic Semiconductor ASA. US patent US9087051B2. Citováno 2018-04-29.
- ^ Bauer, Peter; Schäfer, Peter; Zizala, Stephan (2012-01-23). „Jedna platforma mikrokontroléru. Nespočet řešení. XMC4000“ (PDF) (Prezentace). Mezinárodní tisková konference, Am Campeon, Mnichov, Německo: Infineon. Archivováno (PDF) od původního dne 2018-05-10. Citováno 2018-05-10.
- ^ Manners, David (03.10.2012). „Nejnižší výkon 32bitových MCU od Si Labs“. Týdenní elektronika. Archivováno z původního dne 2018-05-02. Citováno 2018-05-01.
- ^ Silicon Laboratories. „Nízkoenergetická technologie: Periferní zařízení mikrokontroléru posouvají hranice ultra-nízkého výkonu“. Citováno 2018-05-01.
- ^ Kragnes, Espen; Eieland, Andreas (2012). „Předefinování výkonového měřítka“ (PDF) (Bílý papír). Atmel. Archivováno (PDF) od původního dne 2018-05-01. Citováno 2018-05-01.
- ^ „Freescale Energy-Efficient Solutions: Kinetis L Series MCUs“ (PDF) (Bílý papír). Freescale. 2012. Archivováno (PDF) z původního dne 2018-05-03. Citováno 2018-05-03.
- ^ Riemenschneider, Frank (2013-06-18). „Mikrokontrolér: Neue Cortex-M0 + -Familie von Atmel“ (v němčině). elektroniknet.de. Archivováno od originálu na 2018-04-30. Citováno 2018-04-29.
- ^ „Bližší pohled na systém periferních událostí Atmel“. Archivováno od původního dne 2018-05-01. Citováno 2018-05-01.
- ^ Quinnell, Rich (2015-07-28). „8bitový boj s autonomními periferními zařízeními“. Santa Clara, USA: EETimes. Archivováno od originálu na 2018-04-30. Citováno 2018-04-30.
- ^ Bush, Steve (2016-10-31). „Autonomní periferie pro MCU PIC18F“. Týdenní elektronika. Archivováno od originálu na 2018-04-30. Citováno 2018-04-29.
- ^ Stroh, Iris (10.11.2016). „Microchip Technology: 8-Bit-Offensive: AVR“ (v němčině). elektroniknet.de. Archivováno od originálu na 2018-04-30. Citováno 2018-04-29.
- ^ Di Jasio, Lucio (05.05.2015). „Ve vestavěném řízení není nic vymysleno, 1. část“. Archivováno od původního dne 2018-05-01. Citováno 2018-05-01.
- ^ Di Jasio, Lucio (2015-05-12). „Ve vestavěném řízení není nic, co by mělo být vynalezeno, část 2“. Archivováno od původního dne 2018-05-01. Citováno 2018-05-01.
- ^ „Propojení periferií na ST M32F405 / 7xx, STM32F415 / 7xx, STM32F42xxx, STM32F43xxx, STM32F446xx a STM32F469 / 479xx“ (PDF) (Aplikační poznámka). STMicroelectronics. AN4640. Archivováno (PDF) od původního dne 2018-05-01. Citováno 2018-05-01.