Os sistemas embarcados e suas aplicações estão se diversificando rapidamente, assim como os processadores que os atendem. Como resultado, os processadores embarcados estão se tornando cada vez mais complexos, proporcionando aos engenheiros cada vez mais opções que muitas vezes se sobrepõem em termos de funcionalidade. Embora sempre aceitemos mais opções, explorar várias possibilidades pode levar muito tempo. Para ter sucesso em ambientes dinâmicos, os desenvolvedores precisam de um método para avaliar rapidamente diversas opções de chips, desde unidades microcontroladoras (MCUs) até unidades microprocessadas (MPUs), ao mesmo tempo que simplificam o processo de desenvolvimento de protótipos.
Uma maneira de ajudar os projetistas é adotar uma abordagem modular para o processamento de hardware. Ao combinar uma placa de desenvolvimento simplificada com uma rica biblioteca de módulos de extensão e software de suporte, os projetistas podem combiná-los conforme necessário.
Este artigo analisa as mudanças nos requisitos de projeto para sistemas embarcados e suas implicações na seleção de processadores. Em seguida, explique como a plataforma da NXP ajuda os designers a explorar diversas categorias de processadores, desde MCUs de baixo consumo de energia até MPUs e processadores de aplicativos de nível Linux altamente integrados.
Os limites do design incorporado estão se tornando cada vez mais confusos
Até recentemente, a maioria dos aplicativos incorporados se enquadrava em categorias bem definidas. A lógica simples de entrada/saída e controle pertence à categoria de MCUs de 8 bits; MCUs de 32 bits são responsáveis por lidar com tarefas complexas em tempo real. O software aplicativo que requer um sistema operacional (SO) completo ou interface gráfica do usuário (GUI) pertence inteiramente ao campo de MPU.
Hoje em dia, essas fronteiras tornaram-se confusas. Devido à adição de recursos complexos de conectividade em aplicativos independentes anteriores, muitos aplicativos tradicionais de 8 bits foram transferidos para o domínio de 32 bits. A complexa pilha de software está aumentando rapidamente em aplicações em tempo real, integrando os requisitos das aplicações MCU e MPU. Ao mesmo tempo, a inteligência artificial (IA) e a aprendizagem automática (ML) estão a ser integradas numa gama cada vez mais ampla de aplicações.
A distinção entre categorias de processadores também ficou confusa. MCUs de alto desempenho agora possuem aceleradores gráficos e recursos de IA/ML, que já foram patenteados para MPUs de última geração. A MPU adicionou funcionalidade em tempo real que antes era exclusiva dos MCUs. Além disso, a procura por gráficos de alta qualidade, IA e outras funções complexas também impulsionou o lançamento de processadores de aplicações, cuja arquitectura se baseia no design dos telemóveis.
Tudo isto está a acontecer num contexto de aceleração da inovação. Desde o início do ciclo de design até ao lançamento do produto, a dinâmica do mercado alterará significativamente os requisitos do projeto. Por exemplo, projetos baseados em MCUs sem cabeça podem ser inesperadamente equipados com telas sensíveis ao toque, exigindo uma atualização para MPU. Pelo contrário, a equipa de marketing do produto pode decidir no último minuto que os produtos topo de gama precisam de ser equipados com versões de nível de entrada, apressando-se assim em encontrar processadores de custo mais baixo.
Essas tendências e mudanças estimularam a necessidade de um ecossistema de avaliação de processadores para que os designers possam explorar facilmente várias opções. Os conselhos de avaliação tradicionais não conseguem atender a essa demanda. Eles geralmente são projetados para mostrar todos os recursos importantes de uma família de processadores, geralmente usando designs complexos otimizados para faixas estreitas de aplicações. Portanto, o esforço investido em um conselho de avaliação raramente é traduzido em outro conselho de avaliação.