Два-три года назад по специализированным форумам и информационным лентам прокатилась новость о необычном микроконтроллере «Пропеллер», имеющим восемь ядер на борту. С тех пор страсти утихли, но микроконтроллер от этого не потерял своей необычности, поэтому я решил посвятить ему эту статью.

Компания Parallax не обладает такой известностью, как Atmel, Microchip, ARM, Intel и другие, однако под ее началом производится микроконтроллер P8X32A, который сумел завоевать симпатии многих любителей электроники.

Микроконтроллер обладает следующими характеристиками:

• Максимальная частота: 80MHz
• Разрядность операндов: до 32 бит
• Количество ядер: 8
• Максимальная производительность: 160 MIPS (по 20 MIPS на ядро)
• Количество приватной памяти на ядро: 2 кб (512 слов, реально меньше)
• Количество разделяемой памяти: 32 кб RAM и 32 кб ROM.
• Количество GPIO-выводов: 32
• Напряжение питания: 3,3В
• Упаковка: DIP-40, 44-pin LQFP или 44-pin QFN
• Стоимость: $8 (США), 800 руб. (Россия)

Восемь ядер — впечатляет! Однако впечатляет не всех… Периодически, можно встретить
критические замечания по микроконтроллеру:

1. Производительность всего 20 MIPS на ядро.
2. Нет встроенной Flash-памяти.
3. Практически отсутсвует периферия в виде PWM, DAC, ADC, таймеров, отсутсвуют прерывания.

Несмотря на это, микроконтроллер образовал свое сообщество, которое вполне активно его использует.

Разгадка любви к этому устройству не видна на первый взгляд, но отркрывется при знакомстве с ним: задумка и смысл, краеугольный камень микроконтроллера — это простота!

Простота и уникальная особенность в виде наличия нескольких ядер, отсуствие прерываний, отсуствие стека требует применять другой подход к программированию микроконтроллера. Он не хуже, он просто другой!

Например, что дается вместо классического подхода с использованием прерываний? У нас есть много ядер. Можно любое из них задействовать, как реакцию на внешнее событие. Специальная команда приостановит исполнение ядра, пока входы не примут заданную конфигурацию.

Что делать при отсутствии таймеров? В замен дается глобальный 32-битный счетчик тактов, а так же по два дополнительных счетчика на каждое ядро с множеством режимов работы. С помощью дополнительных счетчиков можно реализовать и ШИМ, и ЦАП, и АЦП, и измерение частоты, и другие полезные вещи. После этого микроконтроллер уже не кажется голой игрушкой. Тем более, после ознакомления с поддержкой вывода видеосигнала.

Система команд состоит всего из 60 инструкций, а их бинарный формат сразу напоминает о мощных RISC-процессорах. Каждая инструкция имеет фиксированный размер 32 бита и единую форму. В определенных позициях заданы флаги условного исполнения инструкции, в зависимости от состояния двух процессорных флагов: Z (ноль) и C (перенос). Каждая инструкция имеет флаги сохранения результата. А так же указание на источник и приемник.



Первое быстрое знакомство с микроконтроллером вызвает, скорее, недоумение. Глубокое знакомство с микроконтроллером, скорее, поражает сочетанием простоты и заложенного потенциала.

Не это ли является золотой срединой между простотой и свободой творчества?

Ссылки по теме

1. Даташит на микроконтроллер, PropellerDatasheet-v1.2.pdf (англ.)

2. Переведенная на русский язык документация на микроконтроллер.

3. Руководство пользователя, WebPM-v1.1.pdf (англ.)

4. Наличие и цены готовых средств разработки, цены на чипы (Terraelectronica, Москва), используйте поиск по «P8X32A» и «Propeller».

5. Форум, посвященный микроконтроллеру (англ.)