اپنی ایمبیڈڈ ایپلی کیشن کے ل the صحیح مائکروکنٹرولر کا انتخاب کیسے کریں

مائکروکنٹرولر بنیادی طور پر چپ پر ایک چھوٹا کمپیوٹر ہوتا ہے ، جیسے کسی بھی کمپیوٹر کی طرح ، اس میں میموری ہوتی ہے اور عام طور پر ایمبیڈڈ سسٹم میں پروگرام کیا جاتا ہے تاکہ ان پٹ مل سکے ، حساب کتاب کیا جاسکے اور آؤٹ پٹ پیدا ہوسکے۔ کسی پروسیسر کے برعکس ، اس میں میموری ، سی پی یو ، I / O اور دیگر پردییوں کو ایک چپ پر شامل کیا جاتا ہے جیسے نیچے کی ترتیب میں دکھایا گیا ہے۔

کسی پروجیکٹ کے لئے صحیح مائکرو قانع کنٹرولر کا انتخاب ہمیشہ ایک پیچیدہ فیصلہ کرنا ہوتا ہے کیوں کہ یہ اس منصوبے کا دل ہے اور نظام کی کامیابی یا ناکامی اس پر منحصر ہے۔

ایک ہزار مختلف قسم کے مائکروکانٹرولر موجود ہیں ، ان میں سے ہر ایک انفرادی خصوصیت یا مسابقتی فائدے کے ساتھ فارم عنصر سے لے کر ، پیکیج کے سائز تک ، رام اور روم کی صلاحیت تک ہے جس کی وجہ سے وہ کچھ خاص ایپلی کیشنز کے ل fit فٹ ہوجاتے ہیں اور مخصوص ایپلی کیشنز کے لئے نااہل ہوجاتے ہیں۔ اس طرح اکثر اوقات ، صحیح دانت کے انتخاب کے ساتھ آنے والی سر درد سے بچنے کے ل design ، ڈیزائنرز مائکروکنوترونلرز کا انتخاب کرتے ہیں کہ وہ واقف ہیں جو بعض اوقات ، یہاں تک کہ وہ واقعی اس منصوبے کی ضروریات کو پورا نہیں کرتے ہیں۔ آج کا مضمون دوسروں کے مابین آرکیٹیکچر ، میموری ، انٹرفیس اور I / O رئیل اسٹیٹ سمیت مائکروقابو کرنے والے کا انتخاب کرتے وقت کچھ اہم عوامل پر نگاہ ڈالے گا۔

ایم سی یو کا انتخاب کرتے وقت اہم عوامل پر غور کرنا

میکروکنٹرولر کا انتخاب کرتے وقت مندرجہ ذیل کچھ اہم عوامل ہیں جو فن تعمیر ، میموری ، انٹرفیس اور I / O غیر منقولہ جائیداد کو دوسروں میں شامل کرتے ہیں۔

1. درخواست

کسی بھی پروجیکٹ کے لئے مائکروقانتروالر کو منتخب کرنے سے پہلے سب سے پہلے کام کے بارے میں گہری تفہیم پیدا کرنا ہے جس کے لئے مائکرو قابو پانے والے مبنی حل کو متعین کیا جانا ہے۔ اس عمل کے دوران ایک تکنیکی تفصیلات شیٹ ہمیشہ تیار کی جاتی ہے اور اس سے مائکرو قابو پانے والی مخصوص خصوصیات کا تعین کرنے میں مدد ملے گی جو اس منصوبے کے لئے استعمال ہوگا۔ اس آلے کی ایپلی کیشن / استعمال کا استعمال کس طرح سے مائکرو قابو پانے کا تعین کرتا ہے اس کی ایک عمدہ مثال اس وقت پیش کی جاتی ہے جب ایک ڈیوائس کے ڈیزائن کے لئے ایک فلوٹنگ پوائنٹ یونٹ والا مائکرو قابو رکھنے والا اپنایا جاتا ہے جس میں اعشاریہ کئی اعداد پر مشتمل عمل انجام دینے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔

2. مائکروکنٹرولر فن تعمیر کو منتخب کریں

مائکروقانت کنٹرولر کے فن تعمیر سے مراد یہ ہے کہ اندرونی طور پر کس طرح مائکرو قابو پایا جاتا ہے۔ مائکروکانٹرولرز کے ڈیزائن کے لئے دو بڑے فن تعمیر استعمال کیے گئے ہیں۔

وان نیومان فن تعمیر
ہارورڈ فن تعمیر

وان نیومان فن تعمیر میں اعداد و شمار کو منتقل کرنے اور میموری سے انسٹرکشن سیٹ لانے کے لئے اسی بس کا استعمال شامل ہے۔ لہذا اعداد و شمار کی منتقلی اور ہدایات بازیافت ایک ہی وقت میں نہیں کی جاسکتی ہے اور عام طور پر شیڈول ہوتی ہے۔ دوسری طرف ہارورڈ فن تعمیر میں اعداد و شمار کی ترسیل اور ہدایات کی بازیافت کے لئے الگ الگ بسوں کا استعمال شامل ہے۔

ان میں سے ہر ایک فن تعمیر اپنے فوائد اور نقصان کے ساتھ آتا ہے۔ مثال کے طور پر ہارورڈ آرکیٹیکچر RISC (گھٹیا انسٹرکشن سیٹ) کمپیوٹرز ہیں اور اس طرح وہ CONC (کمپلیکس انسٹرکشن سیٹ) کمپیوٹرز کے مقابلے میں کم سائیکلوں کے ساتھ مزید ہدایات انجام دینے میں کامیاب ہیں جو وان نیومان فن تعمیر پر مبنی ہیں۔ ہارورڈ (آر آئ ایس سی) پر مبنی مائکروکانٹرولرز کا ایک اہم فائدہ یہ ہے کہ ڈیٹا اور انسٹرکشن سیٹ کے ل different مختلف بسوں کا وجود میموری تک رسائی کو الگ کرنے اور ریاضی اور منطق یونٹ (اے ایل یو) کے عمل کو قابل بناتا ہے۔ اس سے مائکروکنٹرولر کو مطلوبہ کمپیوٹیشنل طاقت کی مقدار میں کمی واقع ہوتی ہے اور اس سے کم لاگت ، کم بجلی کی کھپت اور گرمی کی کھپت ہوتی ہے جس کی وجہ سے وہ بیٹری سے چلنے والے آلات کے ڈیزائن کے لئے مثالی بن جاتا ہے۔ بہت سے آرمی ،اے وی آر اور پی آئی سی مائکروکنٹرولرز ہارورڈ فن تعمیر پر مبنی ہیں۔ مائکروکنٹرولروں کی مثال جو وان نیومان فن تعمیر کا استعمال کرتی ہیں ان میں 8051 ، زیلگ زی 80 دوسرے میں شامل ہیں۔

3. بٹ سائز

مائکروکانٹرولر یا تو 8 بِٹس ، 16 بِٹس ، 32 بِٹ اور 64 بِٹ ہوسکتا ہے جو مائکروکُنٹرولر کے پاس موجود زیادہ سے زیادہ بٹ سائز ہے۔ مائکروکانٹرولر کا تھوڑا سا سائز مائکرو قابو کرنے والے کے انسٹرکشن سیٹ میں استعمال ہونے والے "لفظ" کے سائز کی نمائندگی کرتا ہے۔ اس کا مطلب ہے 8 بٹ مائکروکانٹرولر میں ، ہر ہدایت ، پتے ، متغیر یا رجسٹر کی نمائندگی 8 بٹ لیتا ہے۔ بٹ سائز کے کلیدی مضمرات میں سے ایک مائکروکنٹرولر کی میموری صلاحیت ہے۔ مثال کے طور پر 8 بٹ مائکروکانٹرولر میں ، بٹ سائز کے مطابق 255 انوکھی میموری لوکیشنز موجود ہیں جبکہ 32 بٹ مائکروکنٹرولر میں ، 4،294،967،295 انوکھا میموری لوکیشنز ہیں ، جس کا مطلب ہے بٹ سائز زیادہ ہے ، جتنا زیادہ منفرد مائکروکنٹرولر پر استعمال کے لئے دستیاب میموری مقامات۔ ان دنوں مینوفیکچررز ،پیجنگ اور ایڈریسنگ کے ذریعہ چھوٹے بٹ سائز مائکروکونٹرولرز کو زیادہ میموری والے مقام تک رسائی فراہم کرنے کے طریقے تیار کررہے ہیں ، تاکہ 8 بٹس مائکروقابو کنٹرولر 16 بائیٹ قابل شناخت ہوجائیں لیکن اس سے ایمبیڈڈ سوفٹ ویئر ڈویلپر کے لئے پروگرامنگ کو پیچیدہ کرنا پڑتا ہے۔

مائکروکونٹرولر کے لئے خاص طور پر حسابی کارروائیوں کے ل firm جب فرم ویئر تیار کرتے ہیں تو بٹ سائز کا اثر شاید زیادہ نمایاں طور پر تجربہ کیا جاتا ہے۔ مختلف ڈیٹا کی اقسام میں مختلف مائکروکونٹرولر بٹ سائز کے ل memory میموری کا سائز مختلف ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر ، متغیر کے بغیر دستخط شدہ عددی اعداد و شمار کا استعمال جس میں ڈیٹا ٹائپ کی وجہ سے میموری کی 16 بٹس کی ضرورت ہوگی ، کوڈ میں ایک 8 بٹ مائکروکانٹرولر پر عملدرآمد کرنے کے لئے اعداد و شمار میں انتہائی اہم بائٹ کا نقصان ہوسکتا ہے جو بعض اوقات ہوسکتا ہے اس کام کے حصول کے لئے بہت اہم ہے جس کے لئے وہ آلہ تیار کیا گیا جس پر مائکرو قابو رکھنا ہے۔

اس طرح تھوڑا سا سائز والا مائکرو قابو پانے والا منتخب کرنا ضروری ہے جو عمل میں لائے جانے والے ڈیٹا سے ملتا ہو ۔

یہ نوٹ کرنا شاید ضروری ہے کہ ان دنوں زیادہ تر اطلاق ان چپس میں شامل تکنیکی ترقیوں کی وجہ سے 32 بائٹس اور 16 بٹس مائکروکنوٹرال کے درمیان ہوتا ہے۔

مواصلت کے لئے انٹرفیس

مائکروکانٹرولر اور کچھ سینسرز اور ایکچیو ایٹرز کے مابین مواصلات جو پروجیکٹ کے ل. استعمال ہوں گے ان میں مواصلات میں آسانی کے ل the مائکروکونٹرولر اور سینسر یا ایکچیو ایٹر کے مابین انٹرفیس کے استعمال کی ضرورت ہوگی۔ مثال کے طور پر ایک ینالاگ سینسر کو کسی مائکروکنٹرولر سے مربوط کرنے کے ل. ضروری ہوگا کہ مائکروکونٹرولر میں کافی اے ڈی سی (ڈیجیٹل کنورٹرس کے مطابق ینالاگ) ہو یا جیسا کہ میں نے پہلے بتایا ہے ، ڈی سی موٹر کی رفتار مختلف ہوتی ہے اس کے لئے مائکروکنٹرولر پر پی ڈبلیو ایم انٹرفیس کے استعمال کی ضرورت پڑسکتی ہے۔ لہذا اس بات کی تصدیق کرنا ضروری ہوگا کہ منتخب ہونے والے مائکروکنٹرولر کے پاس UART ، SPI ، I2C سمیت دیگر انٹرفیس کی ضرورت ہے۔

5. آپریٹنگ وولٹیج

آپریٹنگ وولٹیج وولٹیج کی سطح ہے جس پر ایک نظام چلانے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ وولٹیج کی سطح بھی ہے جس سے نظام کی کچھ مخصوص خصوصیات کا تعلق ہے۔ ہارڈویئر ڈیزائن میں آپریٹنگ وولٹیج بعض اوقات منطق کی سطح کا تعین کرتی ہے جس پر مائکروکانٹرولر دوسرے اجزاء کے ساتھ بات چیت کرتا ہے جو نظام بناتا ہے۔

5V اور 3.3V وولٹیج کی سطح مائکروکنٹرولرز کے ل for استعمال ہونے والی سب سے مشہور آپریٹنگ وولٹیج ہے اور اس بارے میں فیصلہ کیا جانا چاہئے کہ آلے کی تکنیکی تفصیلات کو تیار کرنے کے عمل میں ان میں سے کس ولٹیج کی سطح کو استعمال کیا جائے گا۔ کسی آلے کے ڈیزائن میں 3.3V آپریٹنگ وولٹیج کے ساتھ مائکرو قابو رکھنے والے کا استعمال جہاں 5V وولٹیج کی سطح پر زیادہ تر بیرونی اجزاء ، سینسرز اور ایکچیوئٹرز کام کریں گے یہ کوئی بہت ہی سمارٹ فیصلہ نہیں ہوگا کیوں کہ منطق کی سطح پر عمل درآمد کرنے کی ضرورت ہوگی۔ مائکروکنٹرولر اور دوسرے اجزاء کے مابین ڈیٹا کا تبادلہ کرنے کے ل sh شفٹرز یا کنورٹرز اور اس سے مینوفیکچرنگ کی لاگت اور آلہ کی مجموعی لاگت میں غیرضروری اضافہ ہوگا۔

6. I / O پنوں کی تعداد

مائکروکانٹرولر کے پاس عام یا خصوصی مقصد کے ان پٹ / آؤٹ پٹ بندرگاہوں اور (یا) پنوں کی تعداد ایک انتہائی اہم عوامل میں سے ایک ہے جو مائکروکنٹرولر کے انتخاب کو متاثر کرتی ہے۔

اگر کسی مائکروکانٹرولر کے پاس اس مضمون میں مذکور دیگر خصوصیات موجود ہیں لیکن اس کے پاس پروجیکٹ کی ضرورت کے مطابق کافی IO پن نہیں ہیں تو ، اسے استعمال نہیں کیا جاسکتا ہے۔ یہ ضروری ہے کہ مائکروکانٹرولر کے پاس کافی تعداد میں پی ڈبلیو ایم پن ہوں ، مثال کے طور پر ، ڈی سی موٹروں کی تعداد کو کنٹرول کریں جس کی رفتار ڈیوائس کے ذریعہ مختلف ہوگی۔ جب کہ مائکرو قابو پانے والے I / O بندرگاہوں کی تعداد شفٹ رجسٹروں کے استعمال سے بڑھائی جاسکتی ہے ، لیکن یہ ہر قسم کی ایپلی کیشنز کے ل used استعمال نہیں ہوسکتی ہے اور اس میں استعمال ہونے والے آلات کی قیمت میں اضافہ ہوتا ہے۔ لہذا ، یہ یقینی بنانا بہتر ہے کہ مائکرو قابو پانے والے کو منتخب کیا جائے کہ اس منصوبے کے لئے مطلوبہ تعداد میں عام اور خصوصی مقصد I / O بندرگاہیں ہوں۔

کسی پروجیکٹ کے ل in ضروری عام یا خصوصی مقصد I / O پنوں کی مقدار کا تعی whenن کرتے وقت ، ایک اور اہم بات کو بھی ذہن میں رکھنا ، آئندہ کی بہتری ہے جو اس آلے کے ساتھ کی جاسکتی ہے اور ان اصلاحات سے I / O پنوں کی تعداد کو کیسے متاثر ہوسکتا ہے۔ ضروری

7. یادداشت کی تقاضے

مائکرو قابو پانے والے کے ساتھ میموری کی متعدد قسمیں وابستہ ہیں جو ڈیزائنر ہوتے ہیں جب انہیں انتخاب کرتے وقت تلاش کرنا چاہئے۔ سب سے اہم ہیں رام ، روم اور ایپرووم۔ ان میں سے ہر ایک کی یاد کی ضرورت کا اندازہ لگانا مشکل ہوسکتا ہے یہاں تک کہ اس کے استعمال ہونے تک لیکن مائکروکنوترونلر کے مطلوبہ کام کی مقدار کے بارے میں اندازہ لگاتے ہوئے پیش گوئی کی جاسکتی ہے۔ مذکورہ بالا میموری آلات مائکروکنٹرولر کے ڈیٹا اور پروگرام میموری کو تشکیل دیتے ہیں۔

مائکرو قابو کرنے والے کی پروگرام میموری مائکرو قابو کرنے والے کے ل firm فرم ویئر کو اسٹور کرتی ہے لہذا جب مائکروکانٹرولر سے بجلی منقطع ہوجاتی ہے تو ، فرم ویئر ختم نہیں ہوتا ہے۔ پروگرام میموری کی مقدار کا انحصار لائبریریوں ، ٹیبلز ، بائنری فائلوں جیسے تصاویر وغیرہ کے اعداد و شمار کی مقدار پر ہوتا ہے جو فرم ویئر کو صحیح طریقے سے کام کرنے کے لئے درکار ہوتا ہے۔

دوسری طرف ڈیٹا میموری رن وقت کے دوران استعمال ہوتا ہے۔ رن ٹائم کے دوران دیگر سرگرمیوں کے مابین پروسیسنگ کے نتیجے میں تیار کردہ تمام متغیرات اور ڈیٹا اس میموری میں محفوظ ہیں۔ اس طرح ، کمپیوٹٹیشن کی پیچیدگی جو رن ٹائم کے دوران رونما ہوگی مائیکروکنٹرولر کے ل data مطلوبہ ڈیٹا میموری کی مقدار کا اندازہ لگانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔

8. پیکیج کا سائز

پیکیج کا سائز مائکرو قابو کرنے والے کے فارم عنصر سے مراد ہے ۔ مائکروکانٹرولر عام طور پر کیو ایف پی ، ٹی ایس ایس او پی ، ایس او آئی سی سے لے کر ایس ایس او پی اور باقاعدہ ڈی آئی پی پیکیج میں آتے ہیں جو پروٹو ٹائپنگ کے ل bread بریڈ بورڈ پر چڑھنے کو آسان بناتا ہے۔ مینوفیکچرنگ اور قیاس سے پہلے منصوبہ بندی کرنا ضروری ہے کہ کون سا پیکیج بہترین ہوگا۔

9. بجلی کی کھپت

مائکروکانٹرولر کا انتخاب کرتے وقت یہ سب سے اہم عوامل پر غور کرنا ہے خاص طور پر جب اسے آئی او ٹی ڈیوائس جیسے بیٹری سے چلنے والے ایپلی کیشن میں تعی toن کرنا ہوتا ہے جہاں یہ خواہش کی جاتی ہے کہ مائکروکنٹرولر ممکن حد تک کم طاقت کا حامل ہو۔ زیادہ تر مائکروکانٹرولرز کے ڈیٹا شیٹ میں متعدد ہارڈ ویئر اور (یا) سافٹ ویئر پر مبنی تکنیکوں کے بارے میں معلومات موجود ہیں جن کا استعمال مختلف طریقوں میں مائکروکانٹرولر کے ذریعہ استعمال ہونے والی بجلی کی مقدار کو کم سے کم کرنے کے لئے کیا جاسکتا ہے۔ اس بات کو یقینی بنائیں کہ آپ جو مائکروپانٹرولر منتخب کررہے ہیں وہ اپنے منصوبے کے لئے بجلی کی ضرورت کو پورا کرتا ہے۔

10. مائکروکونٹرولر کے لئے معاونت

یہ ضروری ہے کہ آپ ان مائکرو قابو پانے والے کے ساتھ کام کریں جس میں آپ کام کرتے ہیں جس میں کافی مدد حاصل ہے۔ کوڈ کے نمونے ، حوالہ ڈیزائن اور اگر ممکن ہو تو ایک بڑی جماعت آن لائن. پہلی بار مائکرو قابو رکھنے والے کے ساتھ کام کرنا مختلف چیلنجوں کا سامنا کرسکتا ہے اور ان وسائل تک رسائی آپ کو ان پر تیزی سے قابو پانے میں مددگار ہوگی۔ اگرچہ جدید ٹھوس نئی خصوصیات کے ساتھ جدید ترین مائکروکانٹرولروں کا استعمال کرنا ایک اچھی بات ہے ، لیکن اس بات کا مشورہ دیا جاتا ہے کہ مائیکروکونٹرر کم سے کم 3-4- months ماہ تک رہ گیا ہے ، تاکہ زیادہ تر ابتدائی دشواریوں کو یقینی بنایا جا سکے جو مائکروکانٹرولر سے وابستہ ہوسکتے ہیں۔ حل ہوجاتا کیونکہ مختلف صارفین نے مختلف ایپلی کیشنز کے ذریعہ مائکروقابو کنٹرولر کی کافی جانچ کی ہوتی۔

ایک اچھی تشخیصی کٹ کے ساتھ مائکرو قابو پانے والے کا انتخاب کرنا بھی ضروری ہے ، لہذا آپ جلدی سے پروٹو ٹائپ بنانے شروع کرسکتے ہیں اور خصوصیات کو آسانی سے جانچ سکتے ہیں۔ تشخیصی کٹس تجربہ حاصل کرنے ، نشوونما کے لئے استعمال ہونے والے ٹول چین سے واقف ہونے اور آلے کی نشوونما کے دوران وقت کی بچت کا ایک اچھا طریقہ ہے۔

کسی پروجیکٹ کے لئے دائیں مائکروکانٹرولر کا انتخاب ، ایک مسئلہ بنتا رہے گا ، ہر ہارڈویئر ڈیزائنر کو حل کرنا پڑے گا اور جب اس میں مزید کچھ عوامل موجود ہیں جو مائکروکنٹرولر کے انتخاب کو متاثر کرسکتے ہیں ، مذکورہ بالا عوامل سب سے اہم ہیں۔