تتنوع الأنظمة المدمجة وتطبيقاتها بسرعة، وكذلك المعالجات التي تخدمها. ونتيجة لذلك، أصبحت المعالجات المدمجة معقدة بشكل متزايد، مما يوفر للمهندسين المزيد والمزيد من الخيارات التي غالبًا ما تتداخل في الوظائف. على الرغم من أننا نرحب دائمًا بمزيد من الخيارات، إلا أن استكشاف الاحتمالات المختلفة قد يستغرق الكثير من الوقت. من أجل تحقيق النجاح في البيئات الديناميكية، يحتاج المطورون إلى طريقة لتقييم خيارات الشرائح المتعددة بسرعة بدءًا من وحدات التحكم الدقيقة (MCUs) إلى وحدات المعالجات الدقيقة (MPUs)، مع تبسيط عملية تطوير النموذج الأولي.
إحدى الطرق لمساعدة المصممين هي اعتماد نهج معياري لمعالجة الأجهزة. من خلال الجمع بين لوحة التطوير المبسطة ومكتبة غنية من وحدات الامتداد والبرامج الداعمة، يمكن للمصممين مطابقتها حسب الحاجة.
تستعرض هذه المقالة التغييرات في متطلبات التصميم للأنظمة المدمجة وآثارها على اختيار المعالج. ثم اشرح كيف يساعد نظام NXP المصممين على استكشاف فئات معالجات متعددة، بدءًا من وحدات MCU منخفضة الطاقة إلى وحدات MPU ومعالجات التطبيقات المتكاملة للغاية من فئة Linux.
أصبحت حدود التصميم المضمن غير واضحة بشكل متزايد
حتى وقت قريب، كانت معظم التطبيقات المضمنة تندرج ضمن فئات محددة جيدًا. ينتمي منطق الإدخال/الإخراج والتحكم البسيط إلى فئة وحدات MCU ذات 8 بت؛ وحدات MCU 32 بت مسؤولة عن التعامل مع المهام المعقدة في الوقت الفعلي. البرامج التطبيقية التي تتطلب نظام تشغيل كامل (OS) أو واجهة مستخدم رسومية (GUI) تنتمي بالكامل إلى مجال MPU.
وفي الوقت الحاضر، أصبحت هذه الحدود غير واضحة. نظرًا لإضافة ميزات الاتصال المعقدة في التطبيقات المستقلة السابقة، فقد تم دفع العديد من تطبيقات 8 بت التقليدية إلى مجال 32 بت. تتزايد مجموعة البرامج المعقدة بسرعة في تطبيقات الوقت الفعلي، حيث تدمج متطلبات تطبيقات MCU وMPU. وفي الوقت نفسه، يتم دمج الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي (ML) في مجموعة واسعة بشكل متزايد من التطبيقات.
أصبح التمييز بين فئات المعالجات غير واضح أيضًا. تتمتع وحدات MCU عالية الأداء الآن بمسرعات رسومات وقدرات AI/ML، والتي تم تسجيل براءة اختراعها سابقًا لوحدات MPU المتطورة. أضافت MPU وظائف في الوقت الفعلي كانت في السابق حصرية لوحدات MCU. بالإضافة إلى ذلك، أدى الطلب على الرسومات المتطورة والذكاء الاصطناعي والوظائف المعقدة الأخرى أيضًا إلى إطلاق معالجات التطبيقات، التي تعتمد هندستها المعمارية على تصميم الهواتف المحمولة.
وكل هذا يحدث في سياق تسريع الابتكار. من بداية دورة التصميم إلى إطلاق المنتج، ستغير ديناميكيات السوق متطلبات المشروع بشكل كبير. على سبيل المثال، قد يتم تجهيز التصميمات المعتمدة على وحدات MCU مقطوعة الرأس بشكل غير متوقع بشاشات تعمل باللمس، مما يتطلب الترقية إلى MPU. على العكس من ذلك، قد يقرر فريق تسويق المنتجات في اللحظة الأخيرة أن المنتجات المتطورة تحتاج إلى تجهيز بإصدارات للمبتدئين، وبالتالي التسرع في العثور على معالجات أقل تكلفة.
لقد حفزت هذه الاتجاهات والتغييرات الحاجة إلى نظام بيئي لتقييم المعالج حتى يتمكن المصممون من استكشاف الخيارات المختلفة بسهولة. مجالس التقييم التقليدية غير قادرة على تلبية هذا الطلب. غالبًا ما يتم تصميمها لعرض جميع الميزات المهمة لعائلة المعالجات، وغالبًا ما تستخدم تصميمات معقدة مُحسّنة لنطاقات التطبيقات الضيقة. ولذلك، فإن الجهد المبذول في أحد مجالس التقييم نادراً ما يُترجم إلى مجلس تقييم آخر.