Multicore-Mikrocontroller-Wahl, Teil 1

Anhand der Projekt-Ressourcen den richtigen Multicore-MCU wählen

| Autor / Redakteur: Ingo Pohle und Marcus Gößler * / Sebastian Gerstl

Welchen Energieverbrauch darf mein System maximal haben? Für welche Funktionen brauche ich wieviel Rechenleistung? Und wie viele Anschluss-Pins muss mein Mikrocontroller aufbieten können, um alle Funktionen effizient umsetzen zu können? Eine gründliche Ressourcenplanung ist essentiell für die Wahl des richtigen Mikrocontroller-Bausteins.
Welchen Energieverbrauch darf mein System maximal haben? Für welche Funktionen brauche ich wieviel Rechenleistung? Und wie viele Anschluss-Pins muss mein Mikrocontroller aufbieten können, um alle Funktionen effizient umsetzen zu können? Eine gründliche Ressourcenplanung ist essentiell für die Wahl des richtigen Mikrocontroller-Bausteins. (Bild: gemeinfrei / CC0)

Mikrocontroller-gesteuerte Systeme sollen Jahr für Jahr immer mehr Komfort, erweiterte Funktionalität und höhere Sicherheit für den Anwender bringen. Die Rechenkerne, die die erweiterten und neuen Aufgaben bearbeiten, benötigen dafür auch mehr Rechenleistung. Diese dreiteilige Serie hilft Entwicklern, den richtigen Multicore-MCU für ihre Anforderungen zu finden.

Bild 1: Erfolgreiche Vorgehensweise bei der Multicore-Mikrocontroller-Auswahl.
Bild 1: Erfolgreiche Vorgehensweise bei der Multicore-Mikrocontroller-Auswahl. (Bild: MicroConsult)

Um erfolgreich den richtigen Multicore-Mikrocontroller für sein Projekt zu finden, sollten einige grundsätzliche Schritte beachtet werden. Zunächst gilt es, eine Anforderungsanalyse für Software und Hardware durchzuführen und die Ergebnisse zu dokumentieren. Im Anschluss folgt eine Bewertung der aufgenommenen Anforderungen nach der Wichtigkeit für das Projekt (Siehe Bild 2).

Bild 2: Zuweisung der Anforderungen zu Prioritätsklassen für das Projekt.
Bild 2: Zuweisung der Anforderungen zu Prioritätsklassen für das Projekt. (Bild: MicroConsult)

Die Prioritätsklassen bestimmen, wie kritisch die Anforderung für das Projekt ist:

muss (verpflichtend; höchste Priorität); sollte (wichtig für das Projekt; hohe Priorität); oder wird (wäre gut, wenn es enthalten wäre; niedrige Priorität)

Bevor nun eine Marktanalyse erfolgen kann, gilt es, beispielsweise. für die Komponente eines Mikrocontrollers in der Systemsteuerung die genaueren Anforderungen, die an den Steuerungsrechner gestellt werden, zu definieren. Diese Anforderungen bilden die Basis für die letztendliche Mikrocontroller-Wahl.

Mit 3 Schritten zum passenden Multicore-Mikrocontroller

Bild 3: Benötigte Ressourcen im Projekt bestimmen die Mikrocontroller-Auswahl.
Bild 3: Benötigte Ressourcen im Projekt bestimmen die Mikrocontroller-Auswahl. (Bild: MicroConsult)

Ähnlich wie beim Kauf von Schuhen beginnt die Auswahl des passenden Mikrocontrollers mit der Suche nach der richtigen Größe. Gleichzeitig sollten wir prüfen, ob die drei wichtigsten Kriterien für automobile oder industrielle Anwendungen erfüllt sind.

Kriterium 1: Rechenleistung, Stromverbrauch und Coprozessoren

Steht genügend Rechenleistung zur Verfügung? Hier gilt es zu untersuchen, welche Art der Arithmetik, welcher Software-Umfang (Speichergrößen) und welche Zeitvorgaben für die Ergebnisbereitstellung bestehen.

Kriterium 2: Safety und Security

Sind Sicherheitsanforderungen (Safety bzw. Security) zu erfüllen? Je nach Art der Anforderungen werden unter Umständen spezielle Hardware-Module bzw. Mikrocontroller-Architekturen benötigt.

Kriterium 3: Peripherie und Pins

Reichen die vorhandenen Ressourcen in der Peripherie? Hier wird untersucht, ob bei den vorhandenen Modulen die Auflösung und die Funktionalität für die Applikation passt und die Anzahl der Port-Pins ausreicht. Auch Betrachtungen hinsichtlich der erforderlichen gleichzeitigen Verfügbarkeit von Ressourcen sind vorzunehmen.

In diesem ersten Teil der Fachartikelserie werden wir uns eingehend mit dem erstgenannten Schritt befassen.

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