MCU-HCMC: “Tính năng của từng dòng sản phẩm”

Mâm ngũ quả đã bày, chén rượu đầu xuân thêm ấm lòng khách phương xa!

Ta thử lướt qua datasheet của một số sản phẩm của các hãng cung cấp MCU hiện nay trên thị trường với dòng sản phẩm 8051 có tính năng mở rộng:

Atmel: dòng sản phẩm AVR của Atmel như AT90S8535  có những tính năng tương đối nổi bật:

+AVR là dòng sản phẩm CMOS 8bit với kiến trúc tập lệnh RISC, có tổng cộng 32 thanh ghi đa chức năng 8 bit nối trực tiếp với bộ xử lý toán học ALU. Một số đặc tính lấy ra từ Datasheets AT90S8515:

AVR® – Kiến trúc RISC có tính năng cao và dùng ít năng lượng:

– 118 chỉ lệnh, hầu hết thực hiện trong 1 chu kì xung nhịp.

– 32 thanh ghi đa dụng 8 bits. <Đặc trưng của RISC>

– Lên tới 8 MIPS <8 Milion instructions per second> ở tần số dao động 8 MHz.

+Bộ nhớ dữ liệu và chương trình Flash-loại Nonvolatile<không bốc hơi-vẫn còn khi mất nguồn>

– 8 KBytes  ISP Flash

Giao tiếp ngoại vi nối tiếp SPI.

Chu kì sử dụng Flash: 1,000 lần nạp/xóa chương trình.

– 512 Bytes EEPROM

Chu kì sử dụng: 100,000 lần nạp/xóa EEPROM.

– 512 Bytes Internal SRAM

– Có bit bảo mật chương trình.

Các tính năng ngoại vi:

– ADC10bits, 8 kênh.

– UART có thể lập trình

– Master/Slave SPI Serial Interface

– 2 Timer/Counters 8 bit với chế độ so sánh và Prescaler độc lập.

– 1 Timer/Counters 16 bit với chế độ so sánh và Prescaler độc lập và PWM 8,9,10bit.

– Watchdog Timer với dao động trong chip có thể lập trình.

– Bộ so sánh Analog trên chip.

Các tính năng nổi bât khác:

– Power-on Reset Circuit

– Real-time Clock (RTC).

– Nhiều nguồn ngắt External và Internal.

– Giao thức USB.

– 3 chế độ nghỉ: Idle, Power Save và Power-down

Sá»­ dụng năng lượng ở 4 MHz, 3V, 20⁰C

– Hoạt động tích cực: 6.4 mA

– Chế độ Idle: 1.9 mA

– Chế độ Power-down: <1 μA

Microchips: Ở đây dẫn ra sản phẩm thông dụng PIC16F877A

Bộ xử lý chính:

+ Cấu trúc CPU RISC

+ Chỉ có 35 lệnh, mỗi lệnh 1 word.<trong bộ nhớ, ta gọi mỗi một vùng nhớ là 1 word, 1 word có kích thước bằng với chiều dài của bus dữ liệu-8bits>

+ Hầu hết các lệnh là 1 chu kì máy, chỉ có lệnh rẽ nhánh là 2 chu kì.

+ Chu kì lệnh tốt nhất khi tần số dao động tối đa với thạch anh 20MHz là 200ns.

+ Lưu được 8K lệnh trong bộ nhớ.

+ Có 368KB bộ nhớ dữ liệu.(RAM)

+ Có 256KB bộ nhớ EEPROM

+ Có 14 loại ngắt.

+ Power-on Reset (POR)

+ Power-up Timer (PWRT)

+ Oscillator Start-up Timer (OST)

+ Watchdog Timer (WDT) với bộ dao động trên chip.

+ Bảo mật chương trình.

+ Chế độ Sleep để tiết kiệm năng lượng.

+ In-Circuit Serial Programming (ICSP)

+ In-Circuit Debugging

Các tính năng của ngoại vi:

+ Timer0: 8-bit timer/counter vá»›i bá»™ chia trÆ°á»›c 8-bit

+ Timer1: 16-bit timer/counter với bộ chia trước có thể tăng khi đang ở chế độ Sleep thông qua xung nhịp ngoài.

+ Timer2: 8-bit timer/counter với thanh ghi chu kì 8-bit, bộ chia trước và chia sau.

+ 2 modules Capture, Compare, PWM.

+ Capture 16-bit, độ phân giải lớn nhất là 12.5 ns.

+ Bộ so sánh 16-bit, độ phân giải lớn nhất 200 ns.

+ Kênh điều xung PWM phân giải lớn nhất: 10-bit

+ Cổng đồng bộ nối tiếp Port (SSP) với SPI™ (Master mode) và I2C™ (Master/Slave)

+ Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter (USART/SCI) với 9-bit phát hiện địa chỉ.

+ Cổng phụ song song Parallel Slave Port (PSP) – 8 bits với điều khiển RD, WR và CS từ bên ngoài (40/44-pin)

+ Mạch phát hiện Brown-out cho quá trình Brown-out Reset (BOR).

Philips:

P89V51RD2:

+Khái quát:

¡              P89V51RD2 là vi điều khiển 80C51 có 64kB Flash và 1024bytes<1kB> bộ nhớ dữ liệu RAM.

¡              Tính năng đặc biệt của P89V61RD2 là ở chế độ hoạt động mode x2. Người thiết kế chọn chạy ứng dụng của mình ở chế độ này để nâng đôi tốc độ khi hoạt động ở cùng tần số dao động<một chu kì máy=6 chu kì xung nhịp>

¡              Bộ nhớ chương trình Flash cho phép lập trình ISP hoặc/và song song. Chế độ lập trình song song được đưa ra để thích ứng với tốc độ cao, giảm thời gian và giá thành.

¡              IAP/ISP.

+Các tính năng:

¡              CPU 80C51.

¡              Hoạt động ở 5VDC trong tầm tần số dao động đến 40MHz.

¡              64kB ISP.

¡              SPI

¡              5 PCA với chức năng PWM/capture/compare 16bits.

¡              4 cổng xuất nhập.

¡              3 Timers/Couters 16bits

¡              Watchdog Timer có thể lập trình được.

¡              8 nguồn ngắt.

¡              2 thanh ghi DPTR.

¡              Tương thích mức logic TTL và CMOS.

¡              Phát hiện nguồn yếu <Brownout Detect>

¡              Chế độ Low-power, Power down, Idle.

P89LPC922:

+Khái quát: P89LPC922 là sản phẩm vi điều khiển 8 bit được thiết kế cho các ứng dụng hệ thống có yêu cầu cao, giá thành thấp. Cấu trúc P89LPC922 cho phép thực thi chỉ lệnh trong 2-4 chu kì xung nhịp, tốc độ nhanh hơn 6 lần MCU 89C51 kinh điển.

+Các đặc tính:

Đặc tính cơ bản:

¡              8KB bộ nhớ Flash.

¡              256byte bộ nhớ dữ liệu <RAM>

¡              2 Timer/counter 16 bit. Mỗi Timer có thể định cấu hình để trở thành kênh điều xung, hoặc lật mức ngõ ra khi tràn cờ.

¡              Real Time clock có thể sử dụng như đồng hồ hệ thống.

¡              2 bộ so sánh analog với ngõ vào và nguồn so sánh có thể lựa chọn.

¡              Nâng cao tính năng UART với nguồn sinh tốc độ Baud độc lập, phát hiện khung lỗi, phát hiện truyền phát sai, tự phát hiện địa chỉ và khả năng ngắt linh hoạt.

¡              Cổng giao tiếp I2C với tốc độ truyền tới 400kHz.

¡              Chọn nguồn dao động linh hoạt: trên chip, thạch anh ngoài, Watchdog Timer bằng cách cấu hình lại các bit điều khiển trên Flash.

¡              Hoạt động trong tầm 2.4V đến 3.6V. Các chân xuất/nhập có dung sai đến 5.5V.

¡              15 chân xuất/nhập, đến 18 chân xuất/nhập khi sử dụng dao động trên chip và không dùng lựa chọn Reset. <chân Reset là chân input trong trường hợp này>

Các đặc tính mở rộng:

¡              Hầu hết các chỉ lệnh thực thi trong vòng 167-333ns khi hoạt động với thạch anh 12MHz.

¡              Bộ nhớ Flash có thể lập trình ngay khi đang chạy ứng dụng <IAP>

¡              ISP/ICP

¡              Wachdog Timer có thể hoạt động với nguồn dao động độc lập.

¡              Phát hiện nguồn yếu <Brownout detect> cho phép hệ thống dừng lại khi nguồn bị lỗi, có thể cấu hình như là ngắt.

¡              Idle, Power down.

¡              Phát hiệndao động sai nhịp nhờ Wachdog.

¡              Các port xuất nhập có thể cấu hình đa dụng:

o       Quasi-bidirectional.

o       Cực máng hở.

o       Đẩy-kéo

o       Chỉ nhập <trở kháng cao>

¡              So sánh ngõ vào với mẫu định trước <thích hợp để làm password>

¡              4 mức ưu tiên ngắt.

¡              8 ngắt bàn phím, 2 ngắt ngoài.

¡              Ngõ vào kích cạnh.

Trên, tôi đưa ra 4 sản phẩm cho là sẽ còn hữu dụng trong vòng 1-2 năm tới trên thị trường, AT89C51/52 không được dẫn ra vì nó đã trở nên quá thông dụng. Mặt khác, nó không thuộc về loại 8051 có tính năng mở rộng ta đang xét tới. Các sản phẩm được liệt kê theo hàng dọc vì tôi không muốn có sự so sánh, mọi sự yêu ghét với dòng sản phẩm nào là do tự bạn! Mức độ thân thiện của người dùng đến từng sản phẩm sẽ quyết định sản phẩm đấy trở thành phổ biến. Thị trường trong vòng 1-2 năm tới chắc còn nhiều biến động, khi mà PIC đang có một cộng đồng hỗ trợ tốt, Atmel vẫn còn một lượng không ít người dùng trung thành, Philips MCUs lại đang đặt những bước chân vững chắc của mình trên con đường chinh phục người sử dụng, bằng cả chiến dịch cung cấp hàng tài trợ-dùng thử và tổ chức những cuộc thi về sản phẩm MCU của họ. Dallas vẫn giữ ngôi độc tôn ở chức năng RealTime. Chuyện tương lai, khó đoán trước!

Còn 2 sản phẩm tôi cho là có tiềm năng là MicroPIC16 bit 18F và Philips MCU 32bit ARM, khi mà số người dùng các sản phẩm này ở ta vẫn còn đếm trên đầu ngón tay,<bản thân tôi cũng chưa dùng> nên chưa dám có nhận xét gì, nhưng bằng tất cả hi vọng, mong rằng tương lai của dòng sản phẩm có tính năng mạnh sẽ rất phát triển!

Trong thời gian sắp tới, tôi sẽ mở hẳn một chuyên đề để nói về dòng ARM7, mà cụ thể là LPC2214 của Philips, hi vọng, các bạn sẽ ủng hộ và đóng góp ý kiến!

Các bài viết liên quan:

1. Bài 1: “Điểm mặt anh tài”
2. Bài 2: “Tính năng của từng dòng sản phẩm”
3. Bài 3: “Chúng ta cần gì ở các MCU?”
4. Bài 4: “Chúng ta đã làm gì vá»›i các MCU?”
5. Bài 5: “Nhìn lại quanh ta-Nhìn ra thế giá»›i”