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Neue Anforderungen aus dem "Consumer Umfeld" steigern die Komplexität von eingebetteten Systemen immer weiter, hinzu kommt ein überhitzter Bauteilemarkt.

In diesem White Paper stellen wir Ihnen drei Wege vor, die zu einer erfolgreichen und robusten Embedded-Plattform führen.

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12.04.2016 | Fachthema

Von Prozessoren und Mikrocontroller

Verwendete Tags:
Controller
Elektronik
Embedded
Embedded Linux
Embedded System
Hardware
Prozessor
Technik

Von Prozessoren und Mikrocontroller

Embedded Systeme sind wie die meisten Computer aufgebaut: Ein Mikroprozessor sorgt für die Abarbeitung des Programms, das in einem Speicher hinterlegt ist. Es gibt noch Speicher für Variablen und Ein-/Ausgabebausteine zur Ansteuerung von unterschiedlichen Sensoren und Aktoren für die Interaktion mit der Umwelt. Schraubt man einen PC auf, dann kann man die erwähnten Komponenten mit freiem Auge gut erkennen und Teile davon sogar tauschen, umbauen oder aufrüsten.

Embedded Systeme sind im Gegensatz dazu heute zumeist hoch integriert. Prozessor, Peripherie und oft sogar die notwendigen Speicher sind in Mikrocontrollern integriert. Auf diese Art und Weise können komplette Systeme mit wenigen oder sogar nur einem Chip und einer Handvoll passiver Bauteilen realisiert werden. Man spricht vom System on a Chip (SoC).

 

Eine Vielzahl an Komponenten in nur einem Baustein

Eine Vielzahl an Komponenten in nur einem Baustein

Welche Komponenten kann man in typischen Mikrocontrollern finden?

  • Einen oder mehrere Prozessorkerne
  • Flash und RAM Speicher
  • Serielle Schnittstellen wie SPI, CAN, I²C, I²S
  • Viele Ein- und Ausgabeleitungen mit integrierten Zählern und PWM-Funktionen
  • Netzwerk Anbindungen
  • Video und LCD Treiber

 

In vielen modernen Mikrocontrollern sind Funktionen zur Reduktion des Energiebedarfs oder komplette drahtlose Schnittstellen für Bluetooth, ZigBee oder WLAN enthalten.

Die Peripherie in den Controllern ist oftmals so intelligent und leistungsfähig, dass der Prozessorkern mit den Aufgaben für eine Motorsteuerung, die Netzwerkkommunikation oder dem Ansteuern von Bildschirmen überhaupt nicht mehr belastet wird.

Schaut man sich das Angebot von führenden Herstellern von Embedded Mikrocontrollern wie Microchip, Freescale, Infineon oder Renesas an, dann ist es nicht einfach den Überblick zu bewahren. Es gibt Controller für unterschiedliche Anwendungsbereiche, mit verschiedenen Peripherieelementen, mehr oder weniger Speicher und Rechenleistung. Viele Controller-Hersteller schnüren SoC‘s für spezielle Zielmärkte. So gibt es Controller, die sich sehr gut für Anwendungen im Motorraum von Autos bei sehr niedrigen und sehr hohen Temperaturen eignen. Andere bedienen gezielt Multimedia- und Consumer-Produkte.

Die Anzahl der weltweit verbauten Microcontroller übertrifft heute die Anzahl der Standardprozessoren um Größenordnungen und diese fleißigen Embedded-Helferlein durchdringen alle unsere Lebensbereiche mehr und mehr.

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