(Keil u Vision)  کد نویسی میکروکنترلر ها و تراشه های مبتنی بر ARM (برق _ الکترونیک)

پژوهشگر  و نویسنده: دکتر  ( افشین رشید )



نکته : نرم افزار Keil یک کامپایلر ، شبیه ساز و پروگرام کننده همه میکروکنترلر ها و تراشه های مبتنی بر ARM می باشد که امتیاز آن نیز برای خود شرکت ARM می باشد. به علت کامل تر بودن سورس کد ها source Code از این نرم افزار برای برنامه نویسی و کد نویسی کلیه تراشه و میکرو کنترلر های با هسته ARM استفاده میشود.

میکروکنترلر ARM دارای معماری ۳۲بیتی RISC است که شرکت Acorn Computer Ltd در سال ۱۹۸۰ توسعه‌ داده‌ شده است. میکروپروسسور  ARM حافظه فلش داخلی ندارد و منحصرا برای دستگاه­‌ های میکروکنترولر طراحی شده که آموزش و استفاده از آن ساده است.ARM نام شرکتی است که معماری میکروپردازنده را طراحی کرده است. همچنین در زمینه صدور مجوز برای تولیدکنندگانی که تراشه واقعی تولید می­‌کنند فعال است. نسل جدید پردازنده های ARM، که دارای سیستم پردازش ۳۲ بیتی با سرعت پردازش چند مگاهرتز تا چند صد مگا هرتز می باشند . سرعت بالا، قیمت ارزان و حجم کم این پردازنده ها باعث شد که اکثر تولید کنندگان میکروکنترلر ها و پروسسور ها مانند ATMEL PHILIPS, و… آن را در لیست محصولات خود قرار دهند. حجم کم پردازنده های ARM باعث شده که اکثر فضای داخلی میکروکنترلر ها برای تجهیزات جانبی مانند DAC ، Serial, LAN, USB, ADC و … بکار گرفته شود. هسته داخلی تمام میکروکنترلر های ARM کارخانجات مختلف یکی است بنابراین برنامه نوشته شده برای یک سری از میکروکنترلر ها را می توان برای سری دیگر نیز استفاده کرد.


معماری میکروکنترلر های ARM

معماری میکروکنترلر های ARM ویژگی های صرفه­‌جویی انرژی و واحد پردازش مرکزی باعث شده که این تراشه در صنعت رباتیک جایی که هزینه انرژی کم است یک هدف حیاتی برای طراحی باشد. ساختار پردازنده هایی که در میکروکنترلر های ARM استفاده می شوند ، پردازنده های ۳۲ بیتی با معماری Risk می باشد، این پردازنده ها برای کاربردهای قابل حمل (Portable) بهینه سازی شده اند به صورتی که مصرف توان آن ها بسیار کم است و می توان آن ها را توسط باتری برای مدت زیادی روشن نگه داشت به عنوان نمونه می توان گوشی های موبایل را نام برد که در آن ها از این هسته پردازشی استفاده می شود.

معماری  RISC در ساختار میکروکنترلر های ARM

این معماری داده­‌ها و برنامه را به‌­صورت مجزا ذخیره و همزمان از آن­ها استفاده می­‌کند. این خانواده از میکروکنترولر برای تراشه‌ ­هایی که از حافظه فلش برای ذخیره برنامه استفاده‌ می‌­کنند، در مقابل با EPROM قابل ­‌برنامه ­‌ریزی، EEPROM  یا ROM که میکروکنترلر های دیگر هم­زمان آن­ها را بکار می­‌گیرند، مناسبترند. حافظه فلش یک حافظه قابل برنامه ­ریزی غیر قابل‌­تغییر است .اگر چه در این معماری دستورات سریعتر انجام‌ ­می‌­شوند، نوشتن برنامه مشکل‌ ­تر است.



موارد کاربردهای میکروکنترلر خانواده ARM  

یکی از محبوب­ترین میکروکنترلر های موجود در سیستم ­‌های جاسازی شده‌ است که در صنایع به­‌ دلیل داشتن ویژگی ­‌های زیاد مورد استفاده قرار می­‌گیرد. میکروکنترلر های ARM، حساسیت و عملکرد بالایی دارند که در طیف گسترده ‌ای از دستگاه‌­ ها مانند سیستم  ­های کنترل صنعتی، شبکه‌­های ‌بی‌ ­سیم و سنسور ها و سیستم­های بدنه خودرو و در پروژه ها و صنایع رباتیک استفاده‌ می‌­ شوند.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک