Nopeuteen vaikuttavat myös muut tekijät.

• Muisti: Todellista suorituskykyä rajoittaa usein muistiviive. Intel-suorittimilla on suuret välimuistit tämän korvaamiseksi. Mikrokontrollerit eivät yleensä. Flash-muisti on paljon hitaampi kuin DRAM.

• Virrankulutus: Sulautetuissa sovelluksissa tämä on usein iso juttu. Todelliset 200 MHz: n Intel-suorittimet kuluttivat yli 10 wattia (usein paljon enemmän) ja tarvitsivat suuren jäähdytyselementin ja tuulettimen. Se vie tilaa ja rahaa, eikä siihen edes lasketa ulkoista logiikkaa ja muistia. 20 MHz: n AVR kestää noin 0,2 wattia, mikä sisältää kaiken mitä tarvitset. Tämä liittyy myös prosessiin - nopeammat transistorit ovat yleensä vuotavampia.

• Käyttöolosuhteet: Kuten Dmitry huomauttaa kommenteissa, monet mikro-ohjaimet voivat toimia laajalla jännitteellä ja lämpötila-alue. Että edellä mainittu ATMega toimii välillä -40 ° C - 85 ° C ja voidaan varastoida missä tahansa välillä -65 ° C - 150 ° C. (Muut MCU: t toimivat jopa 125 ° C: seen tai jopa 155 ° C: seen.) VCC-jännite voi olla mikä tahansa välillä 2,7 V - 5,5 V (5 V +/- 10% huipputehosta). Tätä Core i7 -taulukkoa on vaikea lukea, koska ne leikkaavat sallitun VCC: n valmistuksen aikana, mutta jännitteen ja lämpötilan toleranssit ovat varmasti kapeammat - ~ 3%: n jännitetoleranssi ja 105 °: n liitoslämpötila. (Vähintään 5 ° C, mutta kun vedät> 100 ampeeria, vähimmäislämpötilat eivät todellakaan ole ongelma.)

• Porttien määrä: Yksinkertaisempi ei aina ole nopeampi. Jos olisi, Intel ei tarvitsisi mitään suorittimen arkkitehteja! Se ei ole vain putkisto; tarvitset myös asioita, kuten korkean suorituskyvyn FPU. Se nostaa hintaa. Monissa matalaluokkaisissa keskusyksiköissä on tästä syystä vain kokonaislukuprosessorit.

• Die-alueen budjetti: Mikrokontrollerien on mahtava paljon toimintoja yhteen muottiin, joka sisältää usein sovelluksessa käytetyn muistin. (SRAM ja luotettava NOR-salama ovat melko suuria.) PC-suorittimet keskustelevat sirun ulkopuolisen muistin ja oheislaitteiden kanssa.

• Prosessi: Nämä 5 V: n AVR: t on valmistettu vanhasta edullisesta prosessista. Muista, että ne on suunniteltu alusta alkaen halpoja. Intel myy kuluttajatuotteita korkealla marginaalilla käyttäen parasta tekniikkaa, jonka rahalla voi ostaa. Intel myy myös puhdasta CMOS: ää. MCU-prosessien on tuotettava sirulla olevaa flash-muistia, mikä on vaikeampaa.

Monet yllä olevista tekijöistä liittyvät toisiinsa.

Voit ostaa 200 MHz-mikrokontrollerit tänään ( tässä esimerkki). Tietenkin ne maksavat kymmenen kertaa enemmän kuin ne 20 MHz: n ATMegat...

Lyhyt versio on, että nopeus on monimutkaisempi kuin yksinkertaisuus ja halvat tuotteet on optimoitu halpuuteen , ei nopeutta.

Hitaiden nopeuksien tärkein tekninen syy on, että halvat / pienet MCU: t käyttävät vain sirulla olevaa flash-muistia ohjelmien tallennukseen (ts. ne eivät suorita RAM-muistista).

Pienet MCU: t eivät yleensä tallenna välimuistia ohjelmamuistiin, joten heidän aina täytyy lukea käsky Flashista ennen kuin se suorittaa sen jokaisessa jaksossa. Tämä antaa deterministisen suorituskyvyn ja # sykliä / operaation, on vain halvempaa / yksinkertaisempaa ja välttää PC: n kaltaiset ongelmat, joissa koodi ja data sekoittuvat, mikä luo uuden joukon uhkia puskurin ylivuotoista jne.

lukeminen flash-muistista (luokkaa 50-100ns) on paljon hitaampaa kuin lukeminen SRAM: lta tai DRAM: lta (luokkaa 10ns tai alle), ja tämä viive on suoritettava jokaisessa jaksossa, mikä rajoittaa osan kellotaajuutta. / p>

Miksi ihmiset ajavat polkupyörällä tai pienellä moottoripyörällä, kun sinulla on Formula 1 -auto? On varmasti parempi ajaa sanomalla 300 km / h ja päästä kaikkialle heti?

Yksinkertaisesti sanottuna sinun ei tarvitse olla nopeampi kuin he ovat. Tarkoitan, että on olemassa vähän ja nopeammat mikro-ohjaimet mahdollistavat joitain asioita, mutta mitä aiot tehdä sanoen myyntiautomaatti, joka on jatkuvasti käytössä ehkä tunnin ajan päivässä? Mitä aiot tehdä TV: n sanotulla kaukosäätimellä?

Toisaalta heillä on muita tärkeitä ominaisuuksia, kuten pieni virrankulutus, paljon helpompi ohjelmoida ja niin edelleen. Pohjimmiltaan he eivät ole prosessoreita ja tekevät erilaisia ​​asioita.

On paljon ARM-ohjaimia, jotka toimivat satoja MHz tai enemmän. Kuka tarvitsee 500 MHz: n PIC-kuvan ja on valmis maksamaan riittävästi osaa perustellakseen miljoonan dollarin naamiot lähellä huipputason prosessia?

Suosittu ATmega328 on tiettävästi valmistettu 350 nm: n tekniikalla, joka on melko vähän jäljessä viimeisimmistä Intel-suorittimista (14 nm Skylake).

Jopa 8-bittiset cheapie-ohjaimet ovat hitaasti reunustaneet nopeudella, ja saat 32 ja 64 MHz PIC-ohjaimet (esimerkiksi PIC18F14K22), jotka toimivat edelleen 5 V: n jännitteellä (jälkimmäinen on huomio järjestelmän kokonaiskustannuksissa).

Yksi huomio on, että nämä ohjaimilla on arkkitehtuuri, joka on optimoitu pienille muistitiloille ja hitaille kellotaajuuksille. Kun aloitat korkean kellotaajuuden, sinun on hylättävä asiat esim. Eskalkalereilla. voisi korvata oheislaitteet, jos mikro-ohjain olisi riittävän nopea. Voit esimerkiksi pudottaa UART: n. En usko, että he kaikki olivat kaupallisesti menestyviä - Scenix-> Ubicom-> Qualcomm (peli ohi).

Kuvittele, että haluaa tuottaa autoja. Yksi lähestymistapa olisi käyttää joukko laitteita tehtaalla peräkkäin, rakentamalla yksi auto kerrallaan. Tämä lähestymistapa voidaan tehdä vaatimattomalla määrällä kohtuullisen monimutkaisia ​​laitteita, niin monta laitetta voidaan käyttää useamman kuin yhden vaiheen suorittamiseen. Toisaalta suuri osa tehtaan laitteista istuisi edelleen suurimman osan ajasta tyhjäkäynnillä.

Toinen tapa on perustaa kokoonpanolinja niin, että heti kun ensimmäistä tuotantovaihe on saanut kyseisen auton toiminnon päätökseen, se voi sitten aloittaa vastaavan toiminnan seuraavalla autolla. Yritä käyttää yhtä laitetta uudelleen valmistusprosessin useissa vaiheissa olisi monimutkaista, joten useimmissa tapauksissa on parempi käyttää enemmän laitteita, jotka kukin on optimoitu yhden erityisen tehtävän suorittamiseen (esim. Jos on tarpeen porata 50 10 erikokoista reikää, vähimmäislaitteiden kokoonpano sisältäisi yhden poran, jossa oli 10 bittiä ja pikavaihtomekanismi, mutta kokoonpanolinjalla voi olla 50 poraa, joissa kussakin yksi pysyvästi asennettu kärki, eikä nopeaa vaihtoa tarvita .

DSP: n tai GPU: n kaltaisissa asioissa on mahdollista saavuttaa erittäin suuret nopeudet suhteellisen halvalla, koska suoritettavan työn luonne on hyvin johdonmukainen. Valitettavasti monien suorittimien on kyettävä käsittelemään monimutkaisten ohjeiden mielivaltaisia ​​virheitä. Tehokas tekeminen on mahdollista, mutta se vaatii hyvin monimutkaista ajoituslogiikkaa. Monissa nykyaikaisissa suorittimissa "työn tekemiseen" tarvittava logiikka ei ole liian monimutkaista tai kallista, mutta logiikka, joka tarvitaan kaiken muun koordinoimiseksi, on.