マイクロコントローラーに必要なフラッシュ/ RAMの量をどのように決定しますか？

いくつかの既知の機能を備えた組み込みプロジェクトを開始するとします。マイクロコントローラーを選択するとき、必要なRAMの量をどのように選択しますか？

開発者ボードを使用して、最初にプロジェクトをコーディングし、使用したメモリ量を確認してから、そのメモリに適合する適切なマイクロコントローラを選択しますか？

プロトタイプ用に頑丈なマイクロコントローラーを選んで、実際の製品ができたらスケールダウンしますか？

十分であると確信しているものを選んでいますか、スペースが足りない場合は、より高いメモリ密度のものにアップグレードしてください。

グッドプラクティスと見なされるものは何ですか？

個人的に趣味のプロジェクトでは、適切なフットプリントを持つファミリーで最も強力なマイクロコントローラーを使用する傾向があります。次に、PCBを開発し、コードを作成してプロトタイプを作成します。

これには、少数のマイクロコントローラーをかなりよく知っているという利点があるため、データシート全体を読む必要なく、迅速にプロトタイプを作成できます。ブレイクアウトボードとそれらのコードテンプレートもあります。

それが機能し、私がほんの一握り以上を製造している場合、適切な周辺機器と以前にコーディングしたものに十分なメモリを備えた最も安価なマイクロコントローラを購入します。これは、内部レジスタが変更される（PICで発生する）場合、またはコードを機能させるために無効にする必要がある余分な周辺機器がいずれかのマイクロコントローラーにある場合、迷惑になる可能性があります。

ただし、生産目的では、これにより各ユニットからかなりの量を削ることができます。

もちろん、単一の自家製プロトタイプの場合、互換性のあるすべてのマイクロプロセッサの中で最も強力なものから始めて、その後スケールダウンすることをお勧めします。

ただし、見積もりを獲得したい場合は、何かを実装するためのお金を得る前に、顧客に価格を伝える必要があります。

したがって、プログラミングを開始する前に、何らかの仕様を書き留めておくことをお勧めします。あなたは何をしたいかを知っているので、あなたはそれをどうするつもりかを書き留めるべきです。

この「方法」には、ソフトウェア設計について考え、次のような質問に答えることも含まれます。

• オペレーティングシステムが必要ですか？どれ？どのリソースが必要ですか？
• 階層化アーキテクチャが必要ですか？これには、RAMを消費する可能性のあるインターフェイスが必要です
• すでにどのライブラリが利用可能で、目的に役立つ/必要であり、どのくらいのメモリが必要ですか（優れたライブラリドキュメントは、少なくとも1つのリファレンスビルドに基づいてこれに答えます）
• 独自のドライバーとアプリケーションに実装する必要がある構造と変数は何ですか？

これらすべての値を合計すると、大まかな見積もりが得られます。どれだけ信頼できるかは、分析の詳細度と経験に依存します:-)
推定値の少なくとも30..50％のマージンを追加することは確かに良い考えです。

製品が完成し、使用中のRAMが80..90％になると、少なくともRAMに関しては、選択が正しいことを確信できます。

組み込みシステムを最初にコーディングしてからハードウェアを構築することが可能であった場合のみ。それは皆の生活を楽にします。残念ながら、それはまたあなたの締め切りが窓の外であることを意味します。通常、ハードウェアの部品はリードタイムが長いため、ハードウェアはソフトウェアが完成するずっと前に設計する必要があります。

したがって、組み込みsw開発者は通常、プログラムのメモリとCPUのニーズを見積もる必要があります。最初のステップは、可能な限り最大のRAMを備えた最も強力なマイクロコントローラー/ CPUを提供するようにハードウェア担当者を説得することです。彼らが独自の要件目標を持っているため、それはめったに機能しませんが、時々あなたは幸運になります。

それがうまくいかない場合、次に行うことは高レベルのソフトウェア設計であり、モジュールを機能に分解します。次に、システム内の各モジュールの各関数のコード行を推定します。その後、式を使用して、コード行をコードメモリの概算に変換できます。また、異常なメモリ要件（大規模な配列など）を調査し、それに対応する推定値を追加します。次に、見逃したものをカバーするために、その合計の上にパーセンテージを追加します。次に、通常の50％の使用要件を満たすために、それを2倍にします。

はい、時間がかかります。はい、ハードウェアを変更した後、ハードウェアを変更するのは本当に難しいので、すべてのフープをジャンプする必要があります。

一般に、マイクロコントローラーのベンダーは、一般的なアプリケーションに適したさまざまなメモリをデバイスに搭載しています。そのため、フットプリントの小さいデバイスで数個のI / Oピンと1つのSPIのみが必要な場合、500 kBytesのフラッシュと64 kBytesのRAMを搭載したものはほとんどありません。SoCパッケージに近い大型のデバイスでは、画像処理などの深刻な数値計算を実行する予定がない限り、最小サイズでもほぼ確実に十分な大きさです。

プロの環境では、適切なマイクロコントローラーを選択するための鍵は、履歴データを使用することです。開発した他のプロジェクトの記録があり、各機能を実装するために必要なメモリやその他のシリコンリソースがわかります。製品が何を期待されているかを知っているため、優れた機能リストがあり、マイクロコントローラーが提供する必要のあるリソースを迅速かつ正確に計算できます。（システムに関する最小の情報が利用可能なプロジェクトの開始時に開発された）事前の設計仕様からリソース要件を推測しようとすることは、最高の状態では信頼できず、包括的な経験を積んだエンジニアのみが信頼できます。独自の頭の中の履歴データのデータベースは、この方法を使用することであらゆる種類の成功を収めます。

多くの企業は、ソフトウェアと電子設計の両方に「アジャイル」アプローチを採用しています。これには、小型の機能ボード（RS-485ボード、ADCボードなど）の「ライブラリ」とマイクロコントローラをホストする汎用プラットフォームボードの構築が含まれます、開発キットとプラグインの使用と同様の方法で。製品は、機能に必要なボードのセットを選択して接続することにより、（数時間以内に）迅速にプロトタイプ化できます。ソフトウェアはライブラリモジュールから同様にアセンブルされ、迅速に移植およびテストできます。コードのハードウェア固有の部分のサイズがわかれば、通常、それを含む最小の部分を選択するだけで十分です。例外は、デバイスの機能にビッグデータまたは非常に複雑なアルゴリズムが関係する上記の例外です。この方法は、正確で、

（アジャイルアプローチのもう1つの利点は、ソフトウェアと電子開発を並行して実行できることです。elctronicsの設計は、機能ボードのセットを統合し、関連するEMCおよびその他の困難な作業を同時に行う演習です。アプリケーションソフトウェアは、プロトタイプアセンブリ上で開発されています。ポーティングと統合はまだ必要ですが、動作するソフトウェアと電子機器の両方が利用可能になったときに行われます。