การทำงานของอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอัตโนมัติ
ในด้านการคำนวณการทำงานแบบอัตโนมัติของอุปกรณ์ต่อพ่วง (Autonomous Peripheral Operation)เป็นคุณลักษณะของฮาร์ดแวร์ที่พบใน สถาปัตยกรรม ไมโครคอนโทรลเลอร์ บางประเภท เพื่อถ่ายโอนงานบางอย่างไปยังอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอัตโนมัติ ฝังตัว เพื่อลดความหน่วงและปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานใน แอปพลิเคชันแบบ เรียลไทม์ที่เข้มงวดตลอดจนประหยัดพลังงานในการออกแบบที่ ใช้พลังงานต่ำมาก
ภาพรวม
รูปแบบของอุปกรณ์ต่อพ่วงอิสระในไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รับการแนะนำครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1990 การอนุญาตให้อุปกรณ์ต่อพ่วง แบบฝังตัว ทำงานได้อย่างอิสระจากCPUและแม้กระทั่งโต้ตอบกันในรูปแบบที่กำหนดค่าไว้ล่วงหน้าได้ จะช่วยลดภาระการสื่อสารแบบขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์ไปยังอุปกรณ์ต่อพ่วง เพื่อช่วยปรับปรุง ประสิทธิภาพ แบบเรียลไทม์เนื่องจากความหน่วง ต่ำลง และช่วยให้มีปริมาณ ข้อมูลที่อาจสูงขึ้น เนื่องจากความขนานที่เพิ่มขึ้น ตั้งแต่ปี 2009 รูปแบบนี้ได้รับการปรับปรุงในการใช้งานรุ่นใหม่ ๆ เพื่อให้ยังคงทำงานในโหมดสลีปได้เช่นกัน ทำให้ CPU (และบล็อกอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ ที่ไม่ได้รับผลกระทบ) สามารถอยู่ในโหมดพักได้นานขึ้นเพื่อประหยัดพลังงาน ซึ่งส่วนหนึ่งได้รับแรงผลักดันจากตลาดIoT ที่กำลังเติบโต [ 1 ]
ในเชิงแนวคิด การทำงานของอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอัตโนมัติสามารถมองได้ว่าเป็นส่วนขยายและการผสมผสานระหว่างการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง (DMA) และการขัดจังหวะของฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์ต่อพ่วงที่ส่งสัญญาณเหตุการณ์เรียกว่าตัวสร้างเหตุการณ์หรือผู้ผลิตเหตุการณ์ในขณะที่อุปกรณ์ต่อพ่วงเป้าหมายเรียกว่าผู้ใช้เหตุการณ์หรือผู้บริโภคเหตุการณ์ในบางการใช้งาน อุปกรณ์ต่อพ่วงสามารถกำหนดค่าให้ประมวลผลข้อมูลที่เข้ามาล่วงหน้าและดำเนินการฟังก์ชันเฉพาะของอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ เช่น การเปรียบเทียบ การกำหนดหน้าต่าง การกรอง หรือการหาค่าเฉลี่ยในฮาร์ดแวร์โดยไม่ต้องส่งข้อมูลผ่าน CPU เพื่อประมวลผล
การนำไปใช้
ตัวอย่างการใช้งานที่ทราบกันดี ได้แก่:
- ตัวควบคุมเหตุการณ์อุปกรณ์ต่อพ่วง ( PEC ) ในไมโครคอนโทรลเลอร์ 16 บิตSiemens / Infineon C166และC167 ตั้งแต่ปี 1990 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
- อุปกรณ์ต่อพ่วงอัตโนมัติอัจฉริยะ ( หน่วยเปรียบเทียบการจับภาพCCU6 ) ในไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตที่เข้ากันได้กับ Infineon XC800 series 8051 ตั้งแต่ปี 2005 [ 6 ]
- Event System (EVSYS) in AtmelAVRXMEGA 8-bit microcontrollers since 2008[7][8]
- Peripheral Event System (PES) with SleepWalking[9] in Atmel (now Microchip Technology) AVR32AT32UC3L 32-bit microcontrollers since 2009[10][11][12]
- Peripheral Reflex System (PRS) in Energy Micro (now Silicon Labs) Gecko EFM32 32-bit ARM-based microcontrollers since 2009[13][14][12]
- IXYS/Zilog ZNEO Z16FMC 16-bit microcontrollers since 2011[15][16]
- Event Link Controller (ELC) in Renesas microcontrollers since 2011
- Programmable Peripheral Interconnect (PPI) in Nordic nRF 32-bit ARM-based microcontrollers since about 2011[17]
- Autonomous peripherals in Infineon XMC 32-bit microcontrollers since 2012[18]
- Data Transfer Manager (DTM) in Silicon LabsPrecision32SiM3L1 32-bit ARM Cortex-M3 microcontrollers since 2012[19][12][20]
- Peripheral Event System (PES) with SleepWalking in Atmel (now Microchip Technology) SAM4L 32-bit ARM Cortex-M4 microcontrollers since 2012[21]
- Power-Smart Peripherals in Freescale (now NXP) Kinetis L 32-bit ARM Cortex-M0+ microcontrollers since 2012[22]
- Event System (EVSYS) with SleepWalking[9] in Atmel (now Microchip Technology) SAMD, SAML and SAMC 32-bit ARM Cortex-M0+ microcontrollers since 2013[23][24]
- อุปกรณ์ต่อพ่วงอิสระหลัก ( CIP ) ในไมโครชิปPIC16F [ 25 ]และPIC18F [ 26 ]รวมถึงไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิต Microchip AVR ATtiny ตั้งแต่ปี 2015 [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]
- เมทริกซ์การเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงในไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM 32 บิตSTM32ของSTMicroelectronics ตั้งแต่ปี 2015 [ 30 ]
- โหมดอัตโนมัติพื้นหลังพลังงานต่ำ ( LPBAM ) ใน ไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32U5 32 บิต ARM ของ STMicroelectronics ตั้งแต่ปี 2021 [ 31 ]
ดูเพิ่มเติม
- ช่อง I/O
- ตัวควบคุม DMA ต่อพ่วง (PDC)
- การควบคุมสัญญาณนาฬิกาการควบคุมสัญญาณนาฬิกาของอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอัตโนมัติ
- การปิดประตูไฟฟ้า
- การกระจายพลังงานของ CPU
- อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังต่ำ
- สถาปัตยกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์
- การเขียนโปรแกรมแบบขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์
- เปิดใช้งานตลอดเวลา เชื่อมต่อตลอดเวลา (AOAC)
- อีเธอร์เน็ตประหยัดพลังงาน (EEE)
- เครื่องมือถ่ายโอนข้อมูล TCP (TOE)
- โคโปรเซสเซอร์