Выбор корпуса микроконтроллера: рулетка или наука? Разбираем секреты, о которых
молчат даташиты!
Привет, друзья-разработчики! Сегодня поговорим о том, что часто остается за кадром, но играет
огромную роль в успехе вашего проекта - о корпусах микроконтроллеров. Выбор правильного корпуса -
это не просто вопрос эстетики, это вопрос теплоотвода, функциональности и, в конечном итоге, надежности вашего устройства.
Давайте разберем, как размер и тип корпуса влияют на важные аспекты работы:
1. Теплоотвод: Здесь все просто - чем больше площадь поверхности, тем лучше рассеивается тепло. Но не всегда! Например, корпуса QFN (Quad Flat No-leads) с термопадами на нижней стороне отлично отводят тепло через плату, даже при небольших размерах. А знаете ли вы, что цвет корпуса тоже влияет на теплоотвод? Темные корпуса излучают тепло лучше, чем светлые.
Реальный факт: Одна компания, разрабатывающая носимую электронику, столкнулась с
перегревом микроконтроллера в компактном корпусе QFN. Решением стало добавление большего количества переходных отверстий (via) под термопадом для улучшения теплоотвода на нижнюю сторону
2. Функциональность (количество выводов): Выбирать корпус, исходя только из текущих
потребностей - ошибка! Подумайте о будущем расширении функционала. Корпус LQFP (Low-profile Quad Flat Package) предлагает больше выводов, чем QFN, но занимает больше места. Иногда стоит пожертвовать компактностью ради гибкости.
3. Простота пайки: Для прототипирования и мелкосерийного производства удобнее корпуса с выводами, которые легко паять вручную, например, DIP (Dual In-line Package) или SOIC (Small Outline
Integrated Circuit). Но для массового производства корпуса QFN и BGA (Ball Grid Array) позволяют
автоматизировать процесс и снизить затраты.
4. Электромагнитная совместимость (EMC): Форма и размер корпуса могут влиять на излучение
электромагнитных помех. Например, корпуса с меньшей площадью поверхности обычно излучают меньше помех. Также важно учитывать расположение выводов питания и земли.
5. Условия эксплуатации: Если ваше устройство будет работать в суровых условиях (вибрация,
влажность, перепады температур), выбирайте корпуса с повышенной механической прочностью и
защитой от воздействия окружающей среды. Например, герметичные корпуса.
Какие корпуса микроконтроллеров вы предпочитаете и почему? Какие нестандартные решения
вы использовали для улучшения теплоотвода или решения проблем с электромагнитной
совместимостью? Делитесь своим опытом!
Чек-лист "Выбор корпуса микроконтроллера":
1. Оцените тепловыделение микроконтроллера.
2. Определите необходимое количество выводов.
3. Учтите сложность пайки (ручная или автоматизированная).
4. Примите во внимание требования к электромагнитной совместимости.
5. Оцените условия эксплуатации (температура, влажность, вибрация).
6. Сравните размеры и габариты различных корпусов.
7. Проверьте наличие корпуса в библиотеках САПР (CAD).
Ссылка на статью по теме:
https://www.mokotechnology.com/ru/ic-package-types/
молчат даташиты!
Привет, друзья-разработчики! Сегодня поговорим о том, что часто остается за кадром, но играет
огромную роль в успехе вашего проекта - о корпусах микроконтроллеров. Выбор правильного корпуса -
это не просто вопрос эстетики, это вопрос теплоотвода, функциональности и, в конечном итоге, надежности вашего устройства.
Давайте разберем, как размер и тип корпуса влияют на важные аспекты работы:
1. Теплоотвод: Здесь все просто - чем больше площадь поверхности, тем лучше рассеивается тепло. Но не всегда! Например, корпуса QFN (Quad Flat No-leads) с термопадами на нижней стороне отлично отводят тепло через плату, даже при небольших размерах. А знаете ли вы, что цвет корпуса тоже влияет на теплоотвод? Темные корпуса излучают тепло лучше, чем светлые.
Реальный факт: Одна компания, разрабатывающая носимую электронику, столкнулась с
перегревом микроконтроллера в компактном корпусе QFN. Решением стало добавление большего количества переходных отверстий (via) под термопадом для улучшения теплоотвода на нижнюю сторону
2. Функциональность (количество выводов): Выбирать корпус, исходя только из текущих
потребностей - ошибка! Подумайте о будущем расширении функционала. Корпус LQFP (Low-profile Quad Flat Package) предлагает больше выводов, чем QFN, но занимает больше места. Иногда стоит пожертвовать компактностью ради гибкости.
3. Простота пайки: Для прототипирования и мелкосерийного производства удобнее корпуса с выводами, которые легко паять вручную, например, DIP (Dual In-line Package) или SOIC (Small Outline
Integrated Circuit). Но для массового производства корпуса QFN и BGA (Ball Grid Array) позволяют
автоматизировать процесс и снизить затраты.
4. Электромагнитная совместимость (EMC): Форма и размер корпуса могут влиять на излучение
электромагнитных помех. Например, корпуса с меньшей площадью поверхности обычно излучают меньше помех. Также важно учитывать расположение выводов питания и земли.
5. Условия эксплуатации: Если ваше устройство будет работать в суровых условиях (вибрация,
влажность, перепады температур), выбирайте корпуса с повышенной механической прочностью и
защитой от воздействия окружающей среды. Например, герметичные корпуса.
Какие корпуса микроконтроллеров вы предпочитаете и почему? Какие нестандартные решения
вы использовали для улучшения теплоотвода или решения проблем с электромагнитной
совместимостью? Делитесь своим опытом!
Чек-лист "Выбор корпуса микроконтроллера":
1. Оцените тепловыделение микроконтроллера.
2. Определите необходимое количество выводов.
3. Учтите сложность пайки (ручная или автоматизированная).
4. Примите во внимание требования к электромагнитной совместимости.
5. Оцените условия эксплуатации (температура, влажность, вибрация).
6. Сравните размеры и габариты различных корпусов.
7. Проверьте наличие корпуса в библиотеках САПР (CAD).
Ссылка на статью по теме:
https://www.mokotechnology.com/ru/ic-package-types/
MOKO TECHNOLOGY: Your Trusted Electronic Manufacturing Services Partner
Типы корпусов ИС: как выбрать правильный? - MOKO TECHNOLOGY: ваш надежный партнер в сфере услуг электронного производства
В этом блоге представлены различные типы корпусов ИС и даются рекомендации по выбору идеального для вашего проекта. Нажмите, чтобы узнать больше!
👍5🔥3
Бесит, когда кнопка "живёт своей жизнью"? Избавляемся от дребезга контактов: от
простого RC-фильтра до хитрого триггера Шмитта!
Привет, изобретатели! Сегодня мы вновь поговорим о наболевшем - дребезге контактов. В прошлом посте мы обсуждали RC-цепочки, но мир борьбы с дребезгом гораздо шире! Давайте рассмотрим другие, не менее интересные и эффективные методы, чтобы ваша электроника работала
как швейцарские часы.
1. Триггер Шмитта (Schmitt Trigger): Это элегантное решение! Триггер Шмитта имеет два порога переключения - верхний и нижний. Благодаря этому, он игнорирует небольшие колебания напряжения,
вызванные дребезгом, и выдает четкий, стабильный сигнал.
Реальный факт: Один стартап, разрабатывавший систему управления умным домом, использовал триггеры Шмитта для подавления дребезга кнопок управления освещением. Это позволило
им избежать ложных срабатываний и обеспечить надежную работу системы.
2. Микросхема специализированного детектора кнопок (Button Debouncer IC): Существуют специализированные микросхемы, разработанные специально для подавления дребезга контактов. Они
содержат встроенные RC-фильтры, триггеры Шмитта и другую логику, необходимую для надежного
детектирования нажатий кнопок.
3. Программирование на микроконтроллере (Software Debouncing): Если у вас есть микроконтроллер, можно реализовать подавление дребезга программно. Это требует небольших
усилий, но позволяет гибко настраивать параметры фильтрации. Простейший способ - задержка (delay).
Более продвинутый - использование таймеров прерываний для периодической проверки состояния
кнопки.
4. Схема на логических элементах (например, на RS-триггере): Используя пару логических
элементов NOR или NAND, можно создать RS-триггер, который будет запоминать состояние кнопки и игнорировать дребезг. Это решение требует немного больше компонентов, чем RC-цепочка, но
обеспечивает более надежную фильтрацию.
5. Гибридные решения: Комбинируйте разные методы! Например, можно использовать RC-цепочку для предварительной фильтрации, а затем триггер Шмитта для окончательной очистки сигнала.
Схемы (названия схемных решений):
• Схема с RC-фильтром
• Схема с триггером Шмитта (например, на микросхеме 74HC14)
• Схема с RS-триггером на логических элементах (например, на микросхеме 74HC00)
Какой из этих методов подавления дребезга вы используете чаще всего? Какие еще хитрости знаете? Делитесь своими находками и схемами!
Чек-лист "Выбор метода подавления дребезга":
1. Оцените требования к надежности системы.
2. Определите доступные ресурсы (компоненты, время разработки).
3. Рассмотрите возможность использования микроконтроллера для программной фильтрации.
4. Сравните стоимость и сложность реализации различных методов.
5. Протестируйте выбранный метод в реальных условиях эксплуатации.
Ссылка на статью:
https://www.symmetron.ru/articles/skhemy-dlya-ustraneniya-drebezga-kontaktov-mekhanicheskikh-
pereklyuchateley/?ysclid=mcryeg5dqe269341890
простого RC-фильтра до хитрого триггера Шмитта!
Привет, изобретатели! Сегодня мы вновь поговорим о наболевшем - дребезге контактов. В прошлом посте мы обсуждали RC-цепочки, но мир борьбы с дребезгом гораздо шире! Давайте рассмотрим другие, не менее интересные и эффективные методы, чтобы ваша электроника работала
как швейцарские часы.
1. Триггер Шмитта (Schmitt Trigger): Это элегантное решение! Триггер Шмитта имеет два порога переключения - верхний и нижний. Благодаря этому, он игнорирует небольшие колебания напряжения,
вызванные дребезгом, и выдает четкий, стабильный сигнал.
Реальный факт: Один стартап, разрабатывавший систему управления умным домом, использовал триггеры Шмитта для подавления дребезга кнопок управления освещением. Это позволило
им избежать ложных срабатываний и обеспечить надежную работу системы.
2. Микросхема специализированного детектора кнопок (Button Debouncer IC): Существуют специализированные микросхемы, разработанные специально для подавления дребезга контактов. Они
содержат встроенные RC-фильтры, триггеры Шмитта и другую логику, необходимую для надежного
детектирования нажатий кнопок.
3. Программирование на микроконтроллере (Software Debouncing): Если у вас есть микроконтроллер, можно реализовать подавление дребезга программно. Это требует небольших
усилий, но позволяет гибко настраивать параметры фильтрации. Простейший способ - задержка (delay).
Более продвинутый - использование таймеров прерываний для периодической проверки состояния
кнопки.
4. Схема на логических элементах (например, на RS-триггере): Используя пару логических
элементов NOR или NAND, можно создать RS-триггер, который будет запоминать состояние кнопки и игнорировать дребезг. Это решение требует немного больше компонентов, чем RC-цепочка, но
обеспечивает более надежную фильтрацию.
5. Гибридные решения: Комбинируйте разные методы! Например, можно использовать RC-цепочку для предварительной фильтрации, а затем триггер Шмитта для окончательной очистки сигнала.
Схемы (названия схемных решений):
• Схема с RC-фильтром
• Схема с триггером Шмитта (например, на микросхеме 74HC14)
• Схема с RS-триггером на логических элементах (например, на микросхеме 74HC00)
Какой из этих методов подавления дребезга вы используете чаще всего? Какие еще хитрости знаете? Делитесь своими находками и схемами!
Чек-лист "Выбор метода подавления дребезга":
1. Оцените требования к надежности системы.
2. Определите доступные ресурсы (компоненты, время разработки).
3. Рассмотрите возможность использования микроконтроллера для программной фильтрации.
4. Сравните стоимость и сложность реализации различных методов.
5. Протестируйте выбранный метод в реальных условиях эксплуатации.
Ссылка на статью:
https://www.symmetron.ru/articles/skhemy-dlya-ustraneniya-drebezga-kontaktov-mekhanicheskikh-
pereklyuchateley/?ysclid=mcryeg5dqe269341890
👍11
IoT-устройство "пьет" батарейку, как воду? 7 секретов долгой жизни: как выжать максимум из ваших беспроводных гаджетов!
Привет, коллеги! Разработка IoT-устройств - это всегда компромисс между функциональностью,
стоимостью и энергопотреблением. Особенно остро стоит вопрос о питании от батареи. Сегодня мы
поговорим о том, как максимально продлить жизнь батареи в ваших IoT-проектах, и рассмотрим 7
неочевидных способов оптимизации энергопотребления, о которых часто забывают.
1. Использование "спящих режимов" с умом: Все знают о "спящих режимах" микроконтроллеров,
но мало кто использует их эффективно. Убедитесь, что вы используете самые глубокие режимы сна, доступные для вашего микроконтроллера, и правильно настройте прерывания для пробуждения. Знаете ли вы, что часто само переключение между режимами потребляет значительную энергию? Постарайтесь минимизировать частоту переключений.
Реальный факт: Одна компания, разрабатывавшая датчики мониторинга состояния почвы,
обнаружила, что их устройства потребляют слишком много энергии в спящем режиме. Причиной оказалась неправильная настройка сторожевого таймера (watchdog timer), который слишком часто "будил" микроконтроллер.
2. Выбор оптимальной частоты тактирования: Высокая частота тактирования нужна только во
время интенсивных вычислений. В остальное время снижайте частоту или переключайтесь на
внутренний RC-генератор с меньшим потреблением.
3. Оптимизация протоколов беспроводной связи: Беспроводная связь - один из главных "пожирателей" энергии. Выбирайте протоколы с низким энергопотреблением (например, LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT). Сокращайте время активной передачи данных, передавайте только необходимую информацию и используйте сжатие данных.
4. Использование энергоэффективных периферийных устройств: Датчики, усилители, АЦП - все они потребляют энергию. Выбирайте компоненты с низким энергопотреблением и отключайте их, когда они не нужны. Например, используйте датчики с функцией автоматического выключения.
5. Контроль напряжения питания: Стабильное напряжение питания - залог эффективной работы схемы. Используйте стабилизаторы напряжения с низким падением напряжения (LDO) и высоким КПД.
Убедитесь, что напряжение питания не выходит за пределы допустимого диапазона, так как это может
привести к увеличению потребления.
6. Оптимизация кода: Неэффективный код может привести к увеличению времени работы
процессора и, следовательно, к увеличению энергопотребления. Используйте оптимизирующий
компилятор и профилировщик кода для выявления "узких мест".
7. Энергосбор (Energy Harvesting): Подумайте об использовании альтернативных источников
энергии, таких как солнечные батареи, термоэлектрические генераторы или вибрационные генераторы.
Это позволит значительно продлить жизнь батареи или даже полностью отказаться от нее.
Какие еще способы оптимизации энергопотребления вы используете в своих IoT-проектах? Какие
самые сложные задачи вам приходилось решать в этой области? Поделитесь своим опытом и советами!
Чек-лист "Оптимизация энергопотребления IoT-устройства":
1. Используйте глубокие режимы сна микроконтроллера.
2. Оптимизируйте частоту тактирования процессора.
3. Выбирайте энергоэффективные протоколы беспроводной связи.
4. Используйте энергоэффективные периферийные устройства.
5. Контролируйте напряжение питания и используйте эффективные стабилизаторы.
6. Оптимизируйте код для уменьшения времени работы процессора.
7. Рассмотрите возможность использования энергосбора.
Ссылка на статью с Хабра:
https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/752402/#anchorid10
Привет, коллеги! Разработка IoT-устройств - это всегда компромисс между функциональностью,
стоимостью и энергопотреблением. Особенно остро стоит вопрос о питании от батареи. Сегодня мы
поговорим о том, как максимально продлить жизнь батареи в ваших IoT-проектах, и рассмотрим 7
неочевидных способов оптимизации энергопотребления, о которых часто забывают.
1. Использование "спящих режимов" с умом: Все знают о "спящих режимах" микроконтроллеров,
но мало кто использует их эффективно. Убедитесь, что вы используете самые глубокие режимы сна, доступные для вашего микроконтроллера, и правильно настройте прерывания для пробуждения. Знаете ли вы, что часто само переключение между режимами потребляет значительную энергию? Постарайтесь минимизировать частоту переключений.
Реальный факт: Одна компания, разрабатывавшая датчики мониторинга состояния почвы,
обнаружила, что их устройства потребляют слишком много энергии в спящем режиме. Причиной оказалась неправильная настройка сторожевого таймера (watchdog timer), который слишком часто "будил" микроконтроллер.
2. Выбор оптимальной частоты тактирования: Высокая частота тактирования нужна только во
время интенсивных вычислений. В остальное время снижайте частоту или переключайтесь на
внутренний RC-генератор с меньшим потреблением.
3. Оптимизация протоколов беспроводной связи: Беспроводная связь - один из главных "пожирателей" энергии. Выбирайте протоколы с низким энергопотреблением (например, LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT). Сокращайте время активной передачи данных, передавайте только необходимую информацию и используйте сжатие данных.
4. Использование энергоэффективных периферийных устройств: Датчики, усилители, АЦП - все они потребляют энергию. Выбирайте компоненты с низким энергопотреблением и отключайте их, когда они не нужны. Например, используйте датчики с функцией автоматического выключения.
5. Контроль напряжения питания: Стабильное напряжение питания - залог эффективной работы схемы. Используйте стабилизаторы напряжения с низким падением напряжения (LDO) и высоким КПД.
Убедитесь, что напряжение питания не выходит за пределы допустимого диапазона, так как это может
привести к увеличению потребления.
6. Оптимизация кода: Неэффективный код может привести к увеличению времени работы
процессора и, следовательно, к увеличению энергопотребления. Используйте оптимизирующий
компилятор и профилировщик кода для выявления "узких мест".
7. Энергосбор (Energy Harvesting): Подумайте об использовании альтернативных источников
энергии, таких как солнечные батареи, термоэлектрические генераторы или вибрационные генераторы.
Это позволит значительно продлить жизнь батареи или даже полностью отказаться от нее.
Какие еще способы оптимизации энергопотребления вы используете в своих IoT-проектах? Какие
самые сложные задачи вам приходилось решать в этой области? Поделитесь своим опытом и советами!
Чек-лист "Оптимизация энергопотребления IoT-устройства":
1. Используйте глубокие режимы сна микроконтроллера.
2. Оптимизируйте частоту тактирования процессора.
3. Выбирайте энергоэффективные протоколы беспроводной связи.
4. Используйте энергоэффективные периферийные устройства.
5. Контролируйте напряжение питания и используйте эффективные стабилизаторы.
6. Оптимизируйте код для уменьшения времени работы процессора.
7. Рассмотрите возможность использования энергосбора.
Ссылка на статью с Хабра:
https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/752402/#anchorid10
Хабр
Аналитика и оптимизация батарей в IoT-устройствах
В прошлом я занимал должность инженера ПО в двух компаниях-производителях нательной электроники — Pebble и Fitbit. За время моей работы клиенты постоянно жаловались на одну и ту же проблему:...
👍7🔥5
Почему одиночный сигнал может быть твоим врагом?
Дифференциальные сигналы в реальных схемах
Всё работает, пока не включаешь двигатель или не подключаешь длинный кабель.
Знакомо?
А сигнал внезапно становится "грязным". Привет, наводки, земляные петли и электромагнитный шум.
Вот тут на сцену выходят дифференциальные сигналы - настоящий спасательный круг
для цифровых и аналоговых линий в условиях помех.
Когда дифференциальные сигналы действительно нужны?
Не всегда. Но вот когда - обязательно:
- Большие расстояния между узлами - от 30 см на плате до метров в кабеле.
- Высокочастотные сигналы (>10 МГц), особенно LVDS, USB, HDMI, RS-485.
- Сложная помеховая обстановка - двигатели, импульсные БП, сварка рядом.
- Много слоёв земли? Отлично. Нет? Тогда это точно не роскошь, а необходимость.
- Медицинские или промышленные устройства - любая ошибка может стоить дорого.
Как правильно реализовать дифференциальную пару (и не наломать дров):
1. Согласование импеданса
На плате: контролируй ширину дорожек и расстояние между ними.
В кабеле: экранированные витые пары (Cat5e/6 - спасение от наводок).
2. Балансировка
Не только по длине, но и по симметрии к земле.
Несимметрия вносит дифференциальный шум - и всё, прощай устойчивость.
3. Подключение к приемнику
Всегда через терминаторы на концах (например, 120 Ом в RS-485).
Ошибка многих новичков - отсутствие этих резисторов = отражения.
4. Защитные элементы
TVS-диоды и ферриты - особенно в длинных линиях и внешних интерфейсах.
Пример из практики:
Компания-разработчик ПЛИС-решений для промышленных сенсоров рассказала:
«Мы перешли на дифференциальные линии между ПЛИС и АЦП после того, как в лаборатории начали замечать дрожание младших битов. После перехода - 0 ошибок за 3 месяца стендовых
тестов, даже с 2-метровыми шлейфами».
А вы используете дифференциальные сигналы в своих проектах?
Поделитесь, в каких случаях они реально спасли ваш проект от помех?
А может, где-то они были избыточны?
Чек-лист: когда пора переходить на дифференциальные сигналы
1. Длина трассы > 30 см
2. Частота сигнала > 10 МГц
3. Есть индустриальные помехи
4. Используется витая пара или нет экрана
5. Требуется высокая точность (АЦП, ЦАП, синхросигналы)
6. Один конец подключен к "грязной" земле, другой — к "чистой"
Ссылка на статью:
https://radioprog.ru/post/441
Дифференциальные сигналы в реальных схемах
Всё работает, пока не включаешь двигатель или не подключаешь длинный кабель.
Знакомо?
А сигнал внезапно становится "грязным". Привет, наводки, земляные петли и электромагнитный шум.
Вот тут на сцену выходят дифференциальные сигналы - настоящий спасательный круг
для цифровых и аналоговых линий в условиях помех.
Когда дифференциальные сигналы действительно нужны?
Не всегда. Но вот когда - обязательно:
- Большие расстояния между узлами - от 30 см на плате до метров в кабеле.
- Высокочастотные сигналы (>10 МГц), особенно LVDS, USB, HDMI, RS-485.
- Сложная помеховая обстановка - двигатели, импульсные БП, сварка рядом.
- Много слоёв земли? Отлично. Нет? Тогда это точно не роскошь, а необходимость.
- Медицинские или промышленные устройства - любая ошибка может стоить дорого.
Как правильно реализовать дифференциальную пару (и не наломать дров):
1. Согласование импеданса
На плате: контролируй ширину дорожек и расстояние между ними.
В кабеле: экранированные витые пары (Cat5e/6 - спасение от наводок).
2. Балансировка
Не только по длине, но и по симметрии к земле.
Несимметрия вносит дифференциальный шум - и всё, прощай устойчивость.
3. Подключение к приемнику
Всегда через терминаторы на концах (например, 120 Ом в RS-485).
Ошибка многих новичков - отсутствие этих резисторов = отражения.
4. Защитные элементы
TVS-диоды и ферриты - особенно в длинных линиях и внешних интерфейсах.
Пример из практики:
Компания-разработчик ПЛИС-решений для промышленных сенсоров рассказала:
«Мы перешли на дифференциальные линии между ПЛИС и АЦП после того, как в лаборатории начали замечать дрожание младших битов. После перехода - 0 ошибок за 3 месяца стендовых
тестов, даже с 2-метровыми шлейфами».
А вы используете дифференциальные сигналы в своих проектах?
Поделитесь, в каких случаях они реально спасли ваш проект от помех?
А может, где-то они были избыточны?
Чек-лист: когда пора переходить на дифференциальные сигналы
1. Длина трассы > 30 см
2. Частота сигнала > 10 МГц
3. Есть индустриальные помехи
4. Используется витая пара или нет экрана
5. Требуется высокая точность (АЦП, ЦАП, синхросигналы)
6. Один конец подключен к "грязной" земле, другой — к "чистой"
Ссылка на статью:
https://radioprog.ru/post/441
RadioProg
Зачем и как использовать дифференциальную передачу сигналов
Рассмотрим важные характеристики, преимущества и применения дифференциальной передачи сигналов, а также правильные методы разводки дифференциальных сигналов.
👍13
Почему твоя плата излучает как антенна?
- Советы по ЭМС от тех, кто однажды уже попал на переиспытания.
Электромагнитная совместимость - это не про “экраны и ферриты”, а про топологию.
ЭМС начинается на этапе разводки платы. Один неудачный виa или разрыв земли под шиной
- и у тебя уже не плата, а генератор излучения.
Разработчики, которые прошли через провалы по ЭМС, сходятся в одном: топология важнее фильтров. Без хорошей разводки ни один дроссель не спасёт.
Вот реальные ошибки, которые мы видели даже в коммерческих проектах:
1. Разрыв земли под диффпарами и тактовыми трассами → возвратный ток ищет обходные пути = излучение.
2. Отсутствие сплошного GND под сигнальными слоями → нет "земляного зеркала" = рост ЭМИ.
3. Слишком длинные петли питания → улавливают наводки и сами начинают "фонить".
4. Миграция сигнала между слоями без дублирующей via в земле → каждый переход - как антенна.
5. Смешение “грязной” и “чистой” земли под одним компонентом → просачивание ВЧ-помех.
Запомни: ЭМС проектируется, а не лечится.
Проблемы ЭМС не видно в симуляции, но ты точно их услышишь… на испытаниях.
А ты сталкивался с “непонятным излучением” на макете? Что оказалось причиной?
Поделись опытом - ты можешь сберечь кому-то десятки часов отладки.
Чек-лист “10 правил ЭМС для трассировщика” - сохраняй, пересылай, печатай:
- GND-слой под каждым сигнальным слоем
- Нет разрывов под диффпарами
- Петли питания = минимальные
- Обратные токи идут рядом с сигналом
- Перемычки в земле - только если знаешь, зачем
- Смена слоя = via в GND рядом
- Такты - компактно, без лишней длины
- Диффпары веди симметрично
- Фильтры - только как усиление, не костыль
- Разъёмы заземляй грамотно (а не “куда попало”)
Ссылка на полезную статью по ЭМС:
https://emc-e.ru/topologija-pechatnyh-plat/osnovnye-voprosy/
- Советы по ЭМС от тех, кто однажды уже попал на переиспытания.
Электромагнитная совместимость - это не про “экраны и ферриты”, а про топологию.
ЭМС начинается на этапе разводки платы. Один неудачный виa или разрыв земли под шиной
- и у тебя уже не плата, а генератор излучения.
Разработчики, которые прошли через провалы по ЭМС, сходятся в одном: топология важнее фильтров. Без хорошей разводки ни один дроссель не спасёт.
Вот реальные ошибки, которые мы видели даже в коммерческих проектах:
1. Разрыв земли под диффпарами и тактовыми трассами → возвратный ток ищет обходные пути = излучение.
2. Отсутствие сплошного GND под сигнальными слоями → нет "земляного зеркала" = рост ЭМИ.
3. Слишком длинные петли питания → улавливают наводки и сами начинают "фонить".
4. Миграция сигнала между слоями без дублирующей via в земле → каждый переход - как антенна.
5. Смешение “грязной” и “чистой” земли под одним компонентом → просачивание ВЧ-помех.
Запомни: ЭМС проектируется, а не лечится.
Проблемы ЭМС не видно в симуляции, но ты точно их услышишь… на испытаниях.
А ты сталкивался с “непонятным излучением” на макете? Что оказалось причиной?
Поделись опытом - ты можешь сберечь кому-то десятки часов отладки.
Чек-лист “10 правил ЭМС для трассировщика” - сохраняй, пересылай, печатай:
- GND-слой под каждым сигнальным слоем
- Нет разрывов под диффпарами
- Петли питания = минимальные
- Обратные токи идут рядом с сигналом
- Перемычки в земле - только если знаешь, зачем
- Смена слоя = via в GND рядом
- Такты - компактно, без лишней длины
- Диффпары веди симметрично
- Фильтры - только как усиление, не костыль
- Разъёмы заземляй грамотно (а не “куда попало”)
Ссылка на полезную статью по ЭМС:
https://emc-e.ru/topologija-pechatnyh-plat/osnovnye-voprosy/
Электромагнитная совместимость в электронике
Основные вопросы обеспечения электромагнитной совместимости - Электромагнитная совместимость в электронике
Несмотря на то, что в рамках одной статьи невозможно обсудить все вопросы проектирования изделий, мы попытаемся описать наиболее часто встречающиеся
👍9
Секреты отладки микроконтроллеров: техники, которые действительно экономят время.
Вы когда-нибудь теряли часы на поиски причины "зависания" прошивки, которая… внезапно исчезает при подключении отладчика? Добро пожаловать в мир отладки микроконтроллеров
- тут всё по-настоящему.
Почему это важно?
Даже простая ошибка в логике или неправильная настройка периферии может затормозить проект на дни. А грамотные инструменты и подходы могут сэкономить часы и даже недели.
Что реально помогает в работе:
1. Используйте UART-логгирование с буферизацией.
Прямой printf() в ISR - плохая идея. Используйте кольцевой буфер + DMA или реализуйте двойной буфер - так не теряется ни один байт, и ядро не виснет.
2. Настройте hard fault handler правильно
Обычная перезагрузка по hard fault - это путь в никуда. Используйте кастомный обработчик, чтобы выводить значения регистров стека (r0–r3, lr, pc) и отлаживать падения.
3. Используйте SWO или ITM-трейс, если доступно
Вместо UART - однолинейный высокоскоростной вывод через SWO. Позволяет логировать в реальном времени без тормозов. Особенно удобно на STM32.
4. Разделите код на "горячие" и "холодные" зоны
Применяйте технику временного отключения "холодной" логики, чтобы быстрее сфокусироваться на текущей проблеме. Например - выключите периферию, не связанную с
ошибкой.
5. Сохраняйте ключевые логи в FRAM/EEPROM
Ошибки случаются в полях и их невозможно поймать отладчиком. Мини-логи во FRAM (например, последние 10 событий до сбоя) реально спасают.
6. Не пренебрегайте unit-тестами даже в embedded
Да, это возможно. Старайтесь выносить вычисления и логику в отдельные модули, тестируемые в обычной C-среде. Это быстро отбивает инвестиции.
А вы какие "нетривиальные" техники отладки используете?
Поделитесь в комментариях - давайте соберём настоящий список «полевых» трюков, которые
работают!
Чек-лист: что проверить перед тем как "копать глубже"
(Сохраняйте и пересылайте друзьям )
☑️ Включён ли watchdog?
☑️ Все ли прерывания с приоритетами настроены правильно?
☑️ Проверены ли границы стеков и heap?
☑️ Логи пишутся без блокировок?
☑️ HardFault handler настроен?
☑️ Используется ли backup RAM / FRAM для логов?
☑️ Есть ли контроль за зависанием таймеров и периферии?
☑️ Есть ли тестовая прошивка только с минимальным функционалом?
Если вам полезен этот список - поставьте реакцию и отправьте тому, кто сейчас воюет с MCU
Ссылка на полезную статью на Хабре:
https://habr.com/ru/articles/681280/
Вы когда-нибудь теряли часы на поиски причины "зависания" прошивки, которая… внезапно исчезает при подключении отладчика? Добро пожаловать в мир отладки микроконтроллеров
- тут всё по-настоящему.
Почему это важно?
Даже простая ошибка в логике или неправильная настройка периферии может затормозить проект на дни. А грамотные инструменты и подходы могут сэкономить часы и даже недели.
Что реально помогает в работе:
1. Используйте UART-логгирование с буферизацией.
Прямой printf() в ISR - плохая идея. Используйте кольцевой буфер + DMA или реализуйте двойной буфер - так не теряется ни один байт, и ядро не виснет.
2. Настройте hard fault handler правильно
Обычная перезагрузка по hard fault - это путь в никуда. Используйте кастомный обработчик, чтобы выводить значения регистров стека (r0–r3, lr, pc) и отлаживать падения.
3. Используйте SWO или ITM-трейс, если доступно
Вместо UART - однолинейный высокоскоростной вывод через SWO. Позволяет логировать в реальном времени без тормозов. Особенно удобно на STM32.
4. Разделите код на "горячие" и "холодные" зоны
Применяйте технику временного отключения "холодной" логики, чтобы быстрее сфокусироваться на текущей проблеме. Например - выключите периферию, не связанную с
ошибкой.
5. Сохраняйте ключевые логи в FRAM/EEPROM
Ошибки случаются в полях и их невозможно поймать отладчиком. Мини-логи во FRAM (например, последние 10 событий до сбоя) реально спасают.
6. Не пренебрегайте unit-тестами даже в embedded
Да, это возможно. Старайтесь выносить вычисления и логику в отдельные модули, тестируемые в обычной C-среде. Это быстро отбивает инвестиции.
А вы какие "нетривиальные" техники отладки используете?
Поделитесь в комментариях - давайте соберём настоящий список «полевых» трюков, которые
работают!
Чек-лист: что проверить перед тем как "копать глубже"
(Сохраняйте и пересылайте друзьям )
☑️ Включён ли watchdog?
☑️ Все ли прерывания с приоритетами настроены правильно?
☑️ Проверены ли границы стеков и heap?
☑️ Логи пишутся без блокировок?
☑️ HardFault handler настроен?
☑️ Используется ли backup RAM / FRAM для логов?
☑️ Есть ли контроль за зависанием таймеров и периферии?
☑️ Есть ли тестовая прошивка только с минимальным функционалом?
Если вам полезен этот список - поставьте реакцию и отправьте тому, кто сейчас воюет с MCU
Ссылка на полезную статью на Хабре:
https://habr.com/ru/articles/681280/
Хабр
16 Способов Отладки и Диагностики FirmWare
В этом тексте перечислены основные способы отлаживать и диагностировать проекты на микроконтроллерах. Для аналогии буду каждому методу отладки метафорично приводить в соответствие аналогию из...
👍15
Выбор интерфейса связи для встраиваемых систем: SPI, I2C, UART -
что лучше для вашей задачи и почему?
Выбираете интерфейс для обмена данными между микроконтроллером и периферией? От выбора зависит и стабильность, и скорость, и потребление энергии.
SPI — когда важна скорость (до десятков Мбит/с), многослойные платы
допустимы, а количество линий не критично.
I2C — идеально для общения с несколькими устройствами по двум линиям,
но ограничен по скорости (~1 Мбит/с).
UART — просто , надёжно, особенно для передачи данных между модулями или микроконтроллерами.
Интересный факт: несмотря на то, что SPI кажется «профессиональнее», многие производители MEMS-сенсоров продолжают использовать I2C из-за его низкого энергопотребления в режиме ожидания.
Выбор зависит от трёх факторов: количества устройств на шине, длины линий и чувствительности к задержкам.
А вы какой интерфейс чаще используете в своих проектах и почему?
Поделитесь опытом!
Чек-лист для выбора:
• Количество устройств на шине
• Максимальная длина линий
• Скорость передачи данных
• Энергопотребление в режиме ожидания
• Поддержка в выбранных микроконтроллерах
Полезные ссылки:
https://habr.com/ru/articles/436652/
https://microchipdeveloper.com/faq:24
https://embeddedinventor.com/spi-vs-i2c-vs-uart-differences/
что лучше для вашей задачи и почему?
Выбираете интерфейс для обмена данными между микроконтроллером и периферией? От выбора зависит и стабильность, и скорость, и потребление энергии.
SPI — когда важна скорость (до десятков Мбит/с), многослойные платы
допустимы, а количество линий не критично.
I2C — идеально для общения с несколькими устройствами по двум линиям,
но ограничен по скорости (~1 Мбит/с).
UART — просто , надёжно, особенно для передачи данных между модулями или микроконтроллерами.
Интересный факт: несмотря на то, что SPI кажется «профессиональнее», многие производители MEMS-сенсоров продолжают использовать I2C из-за его низкого энергопотребления в режиме ожидания.
Выбор зависит от трёх факторов: количества устройств на шине, длины линий и чувствительности к задержкам.
А вы какой интерфейс чаще используете в своих проектах и почему?
Поделитесь опытом!
Чек-лист для выбора:
• Количество устройств на шине
• Максимальная длина линий
• Скорость передачи данных
• Энергопотребление в режиме ожидания
• Поддержка в выбранных микроконтроллерах
Полезные ссылки:
https://habr.com/ru/articles/436652/
https://microchipdeveloper.com/faq:24
https://embeddedinventor.com/spi-vs-i2c-vs-uart-differences/
Хабр
MPS 2018.3: планы генерации, улучшения в языке сборки и упаковки и в языке редактора, обновленный интерфейс
Привет, Хабр! Недавно мы выпустили MPS 2018.3 . В этой версии много новых функций, с которыми работа над проектами станет еще эффективнее. Мы улучшили планы генерации и язык описания редактора,...
👍5
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Завершился курс «Практические навыки работы инженера--радиоэлектронщика».
Большинство студентов закончили обучение с красными дипломами и отлично защитили итоговый проект.
Вот такие устройства у них получились.
Ставьте лайки, поддерживайте комментариями.
Больше работ смотрите здесь: https://vk.com/album-43309210_253892857
И приходите на новый поток, который стартует уже 1 сентября!
https://pcbteach.ru
По любым вопросам пишите нам:
Наш сайт: http://pcbteach.ru
Мы в контакте: https://vk.com/pcbteach
Мы в Telegram: https://t.me/stm32_i_plis
Эл. почта: info@pcbteach.ru
Тел: 8 800 301 66 34 (звонок бесплатный)
#результаты_учеников
Большинство студентов закончили обучение с красными дипломами и отлично защитили итоговый проект.
Вот такие устройства у них получились.
Ставьте лайки, поддерживайте комментариями.
Больше работ смотрите здесь: https://vk.com/album-43309210_253892857
И приходите на новый поток, который стартует уже 1 сентября!
https://pcbteach.ru
По любым вопросам пишите нам:
Наш сайт: http://pcbteach.ru
Мы в контакте: https://vk.com/pcbteach
Мы в Telegram: https://t.me/stm32_i_plis
Эл. почта: info@pcbteach.ru
Тел: 8 800 301 66 34 (звонок бесплатный)
#результаты_учеников
👍6🔥1
Как выбрать осциллограф для анализа сложных сигналов: советы от практика
Осциллограф - как слуховой аппарат для инженера. Но в мире цифровых сигналов выбрать 'тот самый' прибор - не так просто.
▪️Частота дискретизации - не менее в 5 раз выше максимальной частоты анализируемого
сигнала. Многие новички довольствуются 2-3-кратным запасом и упускают детали.
▪️Полоса пропускания - желательно с запасом 30–50% относительно рабочей частоты. Это критично при анализе фронтов и выбросов.
▪️Количество каналов - минимум два. Но если вы работаете с цифровыми шинами
(например, I2C, SPI), то четырёхканальный осциллограф даст вам свободу и точность.
▪️Глубина памяти - чем больше, тем лучше. Особенно важно при анализе редких или длинных событий (например, при отладке буферов UART).
Какие осциллографы используете вы? Есть ли любимые модели или разочарования?
Чек-лист:
☑️ ️Какая максимальная частота сигнала?
☑️ ️Сколько каналов вам нужно?
☑️ Нужен ли триггер по протоколам?
☑️ ️Какой у вас бюджет?
Полезные материалы:
https://habr.com/ru/articles/928046/
Осциллограф - как слуховой аппарат для инженера. Но в мире цифровых сигналов выбрать 'тот самый' прибор - не так просто.
▪️Частота дискретизации - не менее в 5 раз выше максимальной частоты анализируемого
сигнала. Многие новички довольствуются 2-3-кратным запасом и упускают детали.
▪️Полоса пропускания - желательно с запасом 30–50% относительно рабочей частоты. Это критично при анализе фронтов и выбросов.
▪️Количество каналов - минимум два. Но если вы работаете с цифровыми шинами
(например, I2C, SPI), то четырёхканальный осциллограф даст вам свободу и точность.
▪️Глубина памяти - чем больше, тем лучше. Особенно важно при анализе редких или длинных событий (например, при отладке буферов UART).
Какие осциллографы используете вы? Есть ли любимые модели или разочарования?
Чек-лист:
☑️ ️Какая максимальная частота сигнала?
☑️ ️Сколько каналов вам нужно?
☑️ Нужен ли триггер по протоколам?
☑️ ️Какой у вас бюджет?
Полезные материалы:
https://habr.com/ru/articles/928046/
Хабр
Основные характеристики и критерии выбора цифрового осциллографа
Каждый день инженеры сталкиваются с необходимостью анализа всё более сложных сигналов, поэтому на первый план здесь выходит выбор правильного измерительного оборудования – в данном случае...
👍4🔥3
Оптимизация кода для ПЛИС: как выжать максимум из логики
Вы можете загрузить код в ПЛИС - и он будет работать. Но если вы хотите производительности и эффективности - его нужно оптимизировать.
▪️Минимизация количества состояний в конечных автоматах - снижает нагрузку на
логику.
▪️Используйте встроенные ресурсы: PLL, блоки RAM, DSP - вместо реализации этих
функций вручную.
Параллелизм - не панацея. Избыточная параллельность может перегрузить маршруты и
затруднить размещение.
▪️Разделяйте логику по клок-доменам грамотно. Ошибки на границе доменов - источник
самых трудноуловимых багов.
А вы как оптимизируете свои проекты под ПЛИС? Есть ли приёмы, которые стали вашим
стандартом?
Чек-лист:
☑️ Используются ли все встроенные блоки (DSP, RAM, PLL)?
☑️ Есть ли лишние регистры и повторяющиеся конструкции?
☑️ ️Оптимальны ли FSM?
☑️ Правильно ли обработаны клок-домены?
Полезные материалы:
https://fpga-systems.ru/publ/xilinx/xilinx_vivado/
strategii_optimizacii_hdl_koda_i_sintezatora_netlista_dlja_fpga/8-1-0-141
Вы можете загрузить код в ПЛИС - и он будет работать. Но если вы хотите производительности и эффективности - его нужно оптимизировать.
▪️Минимизация количества состояний в конечных автоматах - снижает нагрузку на
логику.
▪️Используйте встроенные ресурсы: PLL, блоки RAM, DSP - вместо реализации этих
функций вручную.
Параллелизм - не панацея. Избыточная параллельность может перегрузить маршруты и
затруднить размещение.
▪️Разделяйте логику по клок-доменам грамотно. Ошибки на границе доменов - источник
самых трудноуловимых багов.
А вы как оптимизируете свои проекты под ПЛИС? Есть ли приёмы, которые стали вашим
стандартом?
Чек-лист:
☑️ Используются ли все встроенные блоки (DSP, RAM, PLL)?
☑️ Есть ли лишние регистры и повторяющиеся конструкции?
☑️ ️Оптимальны ли FSM?
☑️ Правильно ли обработаны клок-домены?
Полезные материалы:
https://fpga-systems.ru/publ/xilinx/xilinx_vivado/
strategii_optimizacii_hdl_koda_i_sintezatora_netlista_dlja_fpga/8-1-0-141
👍6
Как защитить электронику от перенапряжения и ESD - и не получить "магический дым"
Каждый, кто хоть раз щёлкал ПЗС-матрицу статикой или видел, как микросхема умирает при включении блока питания, знает: защита - не роскошь, а необходимость.
TVS-диоды - первая линия обороны. Разряды ESD до ±30 кВ? Они примут удар на себя.
Варисторы - хороши при грозах и импульсах. Работают как молниеотводы между фазами и на входе питания.
RC-фильтры на входах - простые, дешёвые, но очень эффективные.
️
Входные защиты в МК - не всесильны. Даже если в даташите написано "встроенная ESD-защита", доверьтесь ей как зонтику в ураган.
️ Факт: один разработчик забыл поставить TVS, и при испытаниях на ESD его плата выдавала мусор по UART. Не повторяйте его путь.
А как вы защищаете свои платы от ESD и всплесков напряжения? Есть ли любимые компоненты?
Чек-лист из 10 пунктов:
☑️ Добавлены TVS-диоды на все внешние сигналы?
☑️ Применяются варисторы на линии питания?
☑️ Есть ли ограничительные резисторы на входах?
☑️ Используются RC-фильтры на чувствительных линиях?
☑️ Земляной полигон связан с корпусом и разъёмами?
☑️ Учитываются пути тока ESD до земли?
☑️ ️Проведено моделирование переходных процессов?
☑️ Проходил ли макет ESD-тест (IEC 61000-4-2)?
☑️ Используются разъёмы с внутренней ESD-защитой?
☑️ Учтена ли паразитная индуктивность дорожек?
Каждый, кто хоть раз щёлкал ПЗС-матрицу статикой или видел, как микросхема умирает при включении блока питания, знает: защита - не роскошь, а необходимость.
TVS-диоды - первая линия обороны. Разряды ESD до ±30 кВ? Они примут удар на себя.
Варисторы - хороши при грозах и импульсах. Работают как молниеотводы между фазами и на входе питания.
RC-фильтры на входах - простые, дешёвые, но очень эффективные.
️
Входные защиты в МК - не всесильны. Даже если в даташите написано "встроенная ESD-защита", доверьтесь ей как зонтику в ураган.
️ Факт: один разработчик забыл поставить TVS, и при испытаниях на ESD его плата выдавала мусор по UART. Не повторяйте его путь.
А как вы защищаете свои платы от ESD и всплесков напряжения? Есть ли любимые компоненты?
Чек-лист из 10 пунктов:
☑️ Добавлены TVS-диоды на все внешние сигналы?
☑️ Применяются варисторы на линии питания?
☑️ Есть ли ограничительные резисторы на входах?
☑️ Используются RC-фильтры на чувствительных линиях?
☑️ Земляной полигон связан с корпусом и разъёмами?
☑️ Учитываются пути тока ESD до земли?
☑️ ️Проведено моделирование переходных процессов?
☑️ Проходил ли макет ESD-тест (IEC 61000-4-2)?
☑️ Используются разъёмы с внутренней ESD-защитой?
☑️ Учтена ли паразитная индуктивность дорожек?
👍9
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
✨В этом месяце у нас завершился еще один курс - программа повышения квалификации «Практические навыки трассировки печатных плат».
100% учеников получили свои долгожданные удостоверения! Гордимся нашими выпускниками и делимся видео о пройденном обучении.
А наш новый поток стартует уже совсем скоро - с 1 сентября📆
Записывайтесь на обучение и повышайте свои скиллы!
С уважением к вам и профессии,
Академия программирования электронных устройств
Наш сайт: http://pcbteach.ru
Мы в контакте: https://vk.com/pcbteach
Мы в Telegram: https://t.me/stm32_i_plis
Эл. почта: info@pcbteach.ru
Тел: 8 800 301 66 34 (звонок бесплатный)
#результаты_учеников
100% учеников получили свои долгожданные удостоверения! Гордимся нашими выпускниками и делимся видео о пройденном обучении.
А наш новый поток стартует уже совсем скоро - с 1 сентября📆
Записывайтесь на обучение и повышайте свои скиллы!
С уважением к вам и профессии,
Академия программирования электронных устройств
Наш сайт: http://pcbteach.ru
Мы в контакте: https://vk.com/pcbteach
Мы в Telegram: https://t.me/stm32_i_plis
Эл. почта: info@pcbteach.ru
Тел: 8 800 301 66 34 (звонок бесплатный)
#результаты_учеников
👍9
FreeRTOS: легкий обзор перед
погружением.
FreeRTOS - это популярная операционная система реального времени с открытым исходным
кодом, широко используемая в микроконтроллерных проектах. Эта статья представляет собой
структурированный образовательный материал на основе трёх практических и теоретических
источников.
1. Что такое операционная система для микроконтроллеров?
ОСРВ (операционные системы реального времени) предоставляют механизмы многозадачности,
временные базы, средства синхронизации и обмена данными. FreeRTOS - одна из наиболее лёгких и гибких реализаций, подходящих даже для маломощных контроллеров.
Основные преимущества:
• Многозадачность
• Удобные таймеры
• Очереди и семафоры
• Поддержка множества платформ
Недостатки:
• Расход памяти
• Потери производительности на переключение задач
• Отсутствие защиты памяти на большинстве платформ.
2. Основные концепции FreeRTOS
2.1. Задачи (Tasks)
Задача - это бесконечный цикл, выполняющий определённую работу. Создаётся через
xTaskCreate(), удаляется через vTaskDelete(). Может быть в состоянии READY, RUN, WAIT или SUSPEND.
2.2. Очереди (Queues)
Механизм передачи данных между задачами. Обеспечивают атомарность передачи. Используются
API-функции xQueueCreate(), xQueueSend(), xQueueReceive() и их аналоги для ISR.
2.3. Семафоры и мьютексы
Семафоры сигнализируют о наступлении события, мьютексы защищают ресурсы от одновременного доступа. Присутствует поддержка рекурсивных мьютексов и приоритетного
наследования.
2.4. Таймеры (Timers)
Позволяют запускать однократные или периодические задачи. Создаются через xTimerCreate(),
запускаются xTimerStart(), отключаются xTimerStop().
3. Диспетчер задач и планировщик
Планировщик может работать в вытесняющем, кооперативном или гибридном режиме. Время реакции системы на событие зависит от настройки системного тика и приоритетов.
4. С чего начать работу с FreeRTOS?
1. Скачать дистрибутив с официального сайта: https://www.freertos.org.
2. Распаковать и выбрать подходящий. демонстрационный проект
3. Использовать makefile или проект IDE.
4. Подключить нужные исходники и настроить FreeRTOSConfig.h.
5. Начать с примеров и постепенно усложнять.
5. Практические примеры. На чем можно тренироваться.
• Простая задача с vTaskDelay()
• Использование vTaskDelayUntil() для стабильных интервалов
• Работа с очередями и семафорами
• Использование EventGroup для обработки событий и прерываний
• Пример с задачами, обменивающимися строками
• Таймеры и сопроцессы (Co-Routines)
6. Преимущества и недостатки использования FreeRTOS в Embedded-системах
FreeRTOS - одна из самых популярных операционных систем реального времени (RTOS), предназначенная для микроконтроллеров и встраиваемых систем. Она обеспечивает механизмы
многозадачности, таймеры, очереди, семафоры и другие средства управления задачами. Несмотря на очевидные преимущества, использование FreeRTOS в embedded-проектах имеет свои ограничения и подводные камни.
Преимущества использования FreeRTOS
1. Многозадачность
Позволяет запускать несколько задач параллельно, упрощая архитектуру сложных программ и разделение функциональности между модулями.
2. Управление временем
FreeRTOS предоставляет точные механизмы задержек и периодического выполнения задач (например, vTaskDelayUntil()), что критически важно для задач, чувствительных к времени.
3. Очереди и синхронизация
Поддержка очередей, семафоров и мьютексов позволяет организовать безопасный обмен
данными и управление доступом к общим ресурсам.
4. Минимальный размер ядра
FreeRTOS занимает от 4 до 9 КБ памяти, что делает её подходящей для большинства
микроконтроллеров.
5. Поддержка множества платформ
Имеет порты для более чем 40 архитектур, включая STM32, AVR, ESP32, RISC-V и др.
6. Богатые средства отладки и трассировки
FreeRTOS можно интегрировать с популярными отладчиками и средствами мониторинга.
7. Бесплатная лицензия
Распространяется с модифицированной GPL, допускающей использование в коммерческих
проектах.
погружением.
FreeRTOS - это популярная операционная система реального времени с открытым исходным
кодом, широко используемая в микроконтроллерных проектах. Эта статья представляет собой
структурированный образовательный материал на основе трёх практических и теоретических
источников.
1. Что такое операционная система для микроконтроллеров?
ОСРВ (операционные системы реального времени) предоставляют механизмы многозадачности,
временные базы, средства синхронизации и обмена данными. FreeRTOS - одна из наиболее лёгких и гибких реализаций, подходящих даже для маломощных контроллеров.
Основные преимущества:
• Многозадачность
• Удобные таймеры
• Очереди и семафоры
• Поддержка множества платформ
Недостатки:
• Расход памяти
• Потери производительности на переключение задач
• Отсутствие защиты памяти на большинстве платформ.
2. Основные концепции FreeRTOS
2.1. Задачи (Tasks)
Задача - это бесконечный цикл, выполняющий определённую работу. Создаётся через
xTaskCreate(), удаляется через vTaskDelete(). Может быть в состоянии READY, RUN, WAIT или SUSPEND.
2.2. Очереди (Queues)
Механизм передачи данных между задачами. Обеспечивают атомарность передачи. Используются
API-функции xQueueCreate(), xQueueSend(), xQueueReceive() и их аналоги для ISR.
2.3. Семафоры и мьютексы
Семафоры сигнализируют о наступлении события, мьютексы защищают ресурсы от одновременного доступа. Присутствует поддержка рекурсивных мьютексов и приоритетного
наследования.
2.4. Таймеры (Timers)
Позволяют запускать однократные или периодические задачи. Создаются через xTimerCreate(),
запускаются xTimerStart(), отключаются xTimerStop().
3. Диспетчер задач и планировщик
Планировщик может работать в вытесняющем, кооперативном или гибридном режиме. Время реакции системы на событие зависит от настройки системного тика и приоритетов.
4. С чего начать работу с FreeRTOS?
1. Скачать дистрибутив с официального сайта: https://www.freertos.org.
2. Распаковать и выбрать подходящий. демонстрационный проект
3. Использовать makefile или проект IDE.
4. Подключить нужные исходники и настроить FreeRTOSConfig.h.
5. Начать с примеров и постепенно усложнять.
5. Практические примеры. На чем можно тренироваться.
• Простая задача с vTaskDelay()
• Использование vTaskDelayUntil() для стабильных интервалов
• Работа с очередями и семафорами
• Использование EventGroup для обработки событий и прерываний
• Пример с задачами, обменивающимися строками
• Таймеры и сопроцессы (Co-Routines)
6. Преимущества и недостатки использования FreeRTOS в Embedded-системах
FreeRTOS - одна из самых популярных операционных систем реального времени (RTOS), предназначенная для микроконтроллеров и встраиваемых систем. Она обеспечивает механизмы
многозадачности, таймеры, очереди, семафоры и другие средства управления задачами. Несмотря на очевидные преимущества, использование FreeRTOS в embedded-проектах имеет свои ограничения и подводные камни.
Преимущества использования FreeRTOS
1. Многозадачность
Позволяет запускать несколько задач параллельно, упрощая архитектуру сложных программ и разделение функциональности между модулями.
2. Управление временем
FreeRTOS предоставляет точные механизмы задержек и периодического выполнения задач (например, vTaskDelayUntil()), что критически важно для задач, чувствительных к времени.
3. Очереди и синхронизация
Поддержка очередей, семафоров и мьютексов позволяет организовать безопасный обмен
данными и управление доступом к общим ресурсам.
4. Минимальный размер ядра
FreeRTOS занимает от 4 до 9 КБ памяти, что делает её подходящей для большинства
микроконтроллеров.
5. Поддержка множества платформ
Имеет порты для более чем 40 архитектур, включая STM32, AVR, ESP32, RISC-V и др.
6. Богатые средства отладки и трассировки
FreeRTOS можно интегрировать с популярными отладчиками и средствами мониторинга.
7. Бесплатная лицензия
Распространяется с модифицированной GPL, допускающей использование в коммерческих
проектах.
👍4🔥1
Недостатки использования FreeRTOS
1. Расход памяти
Каждая задача требует отдельный стек, что может быть критично при ограниченном объёме RAM.
2. Сложность отладки
Ошибки в синхронизации (deadlock, race condition) сложно отследить, особенно в больших системах.
3. Отсутствие MMU
На большинстве микроконтроллеров отсутствует защита памяти, и все задачи работают в одном
пространстве.
4. Повышенная сложность архитектуры
FreeRTOS требует дисциплины в проектировании. Плохая структура задач может привести к непредсказуемому поведению.
5. Сложности с интеграцией в проекты без RTOS
Переход на RTOS из «голого» проекта требует полной переработки архитектуры приложения.
Заключение
FreeRTOS - мощный инструмент для создания многозадачных embedded-приложений. Она
помогает структурировать код, упрощает работу с таймингом и синхронизацией. Однако её
использование оправдано при наличии реальных задач, требующих многозадачности, и ресурсов микроконтроллера, достаточных для её поддержки.
При грамотной архитектуре FreeRTOS способна
существенно ускорить разработку и повысить надёжность системы.
1. Расход памяти
Каждая задача требует отдельный стек, что может быть критично при ограниченном объёме RAM.
2. Сложность отладки
Ошибки в синхронизации (deadlock, race condition) сложно отследить, особенно в больших системах.
3. Отсутствие MMU
На большинстве микроконтроллеров отсутствует защита памяти, и все задачи работают в одном
пространстве.
4. Повышенная сложность архитектуры
FreeRTOS требует дисциплины в проектировании. Плохая структура задач может привести к непредсказуемому поведению.
5. Сложности с интеграцией в проекты без RTOS
Переход на RTOS из «голого» проекта требует полной переработки архитектуры приложения.
Заключение
FreeRTOS - мощный инструмент для создания многозадачных embedded-приложений. Она
помогает структурировать код, упрощает работу с таймингом и синхронизацией. Однако её
использование оправдано при наличии реальных задач, требующих многозадачности, и ресурсов микроконтроллера, достаточных для её поддержки.
При грамотной архитектуре FreeRTOS способна
существенно ускорить разработку и повысить надёжность системы.
www.freertos.org
FreeRTOS™ - FreeRTOS™
🔥3👍2
Делимся с Вами еще одним благодарственным отзывом от компании концерна КРЭТ - Ульяновского конструкторского бюро приборостроения!
Разработчики электронных устройств "УКБП" в течение года разными группами проходили обучение на наших курсах «Основы проектирования устройств на базе ПЛИС», «ПЛИС внутрисхемная отладка и оптимизация», «Программирование микроконтроллеров». А в сентябре присоединяться к программе «Программирование микроконтроллеров с использованием ОСРВ FreeRTOS»!
Спасибо за доверие и выбор нашей образовательной организации, друзья!
#отзывы
Разработчики электронных устройств "УКБП" в течение года разными группами проходили обучение на наших курсах «Основы проектирования устройств на базе ПЛИС», «ПЛИС внутрисхемная отладка и оптимизация», «Программирование микроконтроллеров». А в сентябре присоединяться к программе «Программирование микроконтроллеров с использованием ОСРВ FreeRTOS»!
Спасибо за доверие и выбор нашей образовательной организации, друзья!
#отзывы
👏8
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Видео-отзыв нашего выпускника «Практические навыки работы инженера-радиоэлектронщика»
Смотрите отзыв нашего бывшего студента. Максим проходил обучение на программе проф. переподготовки «Практические навыки работы инженера-радиоэлектронщика»
Кстати, новый поток стартует совсем скоро - 1 сентября! Еще есть места, успевайте занять свое!
Записывайтесь на наш курс: ЗДЕСЬ
#отзывы
Смотрите отзыв нашего бывшего студента. Максим проходил обучение на программе проф. переподготовки «Практические навыки работы инженера-радиоэлектронщика»
Кстати, новый поток стартует совсем скоро - 1 сентября! Еще есть места, успевайте занять свое!
Записывайтесь на наш курс: ЗДЕСЬ
#отзывы
🔥5👍2
Малошумящие аналоговые схемы: как не испортить всё одним проводом
Даже идеальный усилитель может превратиться в генератор хаоса, если не уделить внимание шуму. Здесь важна не только схема, но и её "окружение".
Заземление — основа малошумящего устройства. Один общий GND лучше, чем звезда без звезды.
️
Развязка питания — каждый усилитель должен чувствовать себя особенным: своя LC-цепь — как персональный бариста.
Проводники — не только длина, но и маршрут. Проводник рядом с силовой трассой = антенна, передающая всё, кроме музыки.
История: один инженер подключил датчик к аналоговому входу, но плата ловила радио «Шансон». Развязал землю — и Шансон исчез...
Какие приёмы для снижения шума в аналоговых цепях используете вы? Работали с экзотическими методами?
Чек-лист из 10 пунктов:
☑ Единая точка заземления для аналоговой части?
☑ Экранирование от цифровых источников помех?
☑ Разделение аналоговой и цифровой земли?
☑ Использование LC-фильтров по питанию?
☑ Короткие и прямые трассы аналоговых сигналов?
☑ Разделение питания для аналоговой части?
☑ ️Экранирующие корпуса и перегородки?
☑ Переходы между слоями сведены к минимуму?
☑ Минимизировано перекрёстное влияние с силовыми цепями?
☑ Используются операционные усилители с низким уровнем шума?
Даже идеальный усилитель может превратиться в генератор хаоса, если не уделить внимание шуму. Здесь важна не только схема, но и её "окружение".
Заземление — основа малошумящего устройства. Один общий GND лучше, чем звезда без звезды.
️
Развязка питания — каждый усилитель должен чувствовать себя особенным: своя LC-цепь — как персональный бариста.
Проводники — не только длина, но и маршрут. Проводник рядом с силовой трассой = антенна, передающая всё, кроме музыки.
История: один инженер подключил датчик к аналоговому входу, но плата ловила радио «Шансон». Развязал землю — и Шансон исчез...
Какие приёмы для снижения шума в аналоговых цепях используете вы? Работали с экзотическими методами?
Чек-лист из 10 пунктов:
☑ Единая точка заземления для аналоговой части?
☑ Экранирование от цифровых источников помех?
☑ Разделение аналоговой и цифровой земли?
☑ Использование LC-фильтров по питанию?
☑ Короткие и прямые трассы аналоговых сигналов?
☑ Разделение питания для аналоговой части?
☑ ️Экранирующие корпуса и перегородки?
☑ Переходы между слоями сведены к минимуму?
☑ Минимизировано перекрёстное влияние с силовыми цепями?
☑ Используются операционные усилители с низким уровнем шума?
👍10
Altium Designer: секреты, приёмы и лайфхаки, которые экономят
часы
Altium — это не просто трассировщик. Это универсальный комбайн для схем, плат, библиотек и головной боли. Но зная приёмы, можно выжать из него всё и чуть-чуть больше.
Templates: шаблоны для проектов, плат и библиотек. Настроил раз — забыл навсегда.
Rooms и Design Snippets — спасают при повторении блоков.
️
Переопределения слоев в CAM Editor — магия при подготовке в производству.
Net Classes и Design Rules — не ленитесь, это щит от багов при DRC.
История: один инженер 3 раза правил расстояние до Via, пока не понял, что старые правила остались активными. Moral: чисти после копипаста.
А какие фишки в Altium стали вашими постоянными спутниками? Или какие ошибки дорого обошлись?
Чек-лист:
☑ Используются шаблоны проектов и документов?
☑ Настроены классы цепей и правила DRC?
☑ Применяются Snippets или Room для повторов блоков?
☑ Прописаны правила ширины и зазора для сигналов?
☑ Есть отдельные Net Class для питания, диффпар и сигналов?
☑ Используется Variant Manager при сборке?
☑ Удалены неиспользуемые правила и классы?
☑ CAM Output протестирован на герберах?
☑ Включена поддержка версий и репозиториев?
☑ Используется Inspector для массовых правок?
часы
Altium — это не просто трассировщик. Это универсальный комбайн для схем, плат, библиотек и головной боли. Но зная приёмы, можно выжать из него всё и чуть-чуть больше.
Templates: шаблоны для проектов, плат и библиотек. Настроил раз — забыл навсегда.
Rooms и Design Snippets — спасают при повторении блоков.
️
Переопределения слоев в CAM Editor — магия при подготовке в производству.
Net Classes и Design Rules — не ленитесь, это щит от багов при DRC.
История: один инженер 3 раза правил расстояние до Via, пока не понял, что старые правила остались активными. Moral: чисти после копипаста.
А какие фишки в Altium стали вашими постоянными спутниками? Или какие ошибки дорого обошлись?
Чек-лист:
☑ Используются шаблоны проектов и документов?
☑ Настроены классы цепей и правила DRC?
☑ Применяются Snippets или Room для повторов блоков?
☑ Прописаны правила ширины и зазора для сигналов?
☑ Есть отдельные Net Class для питания, диффпар и сигналов?
☑ Используется Variant Manager при сборке?
☑ Удалены неиспользуемые правила и классы?
☑ CAM Output протестирован на герберах?
☑ Включена поддержка версий и репозиториев?
☑ Используется Inspector для массовых правок?
👍5
Друзья, снова делимся с вами теплым отзывом о нашем обучении от компании, входящей в состав КРЭТ
АО «НПП «Измеритель» обучали своих сотрудников на наших курсах профессиональной переподготовки «Практические навыки работы инженера-радиоэлектронщика» и «Программирование микроконтроллеров».
Сегодня «НПП «Измеритель» представляет собой высокоразвитое предприятие, способное качественно выполнять работы по всему жизненному циклу изделий приборостроительной отрасли:
- разработка и постановка на производство
- серийное производство по документации собственной разработки и разработки головных институтов и КБ
- поставка и послепродажное обслуживание, включающее ремонт, изготовление КПА и запчастей, обучение технического персонала.
Мы всегда рады подобным письмам и каждый раз благодарим наших клиентов за выбор нас!
#отзывы
АО «НПП «Измеритель» обучали своих сотрудников на наших курсах профессиональной переподготовки «Практические навыки работы инженера-радиоэлектронщика» и «Программирование микроконтроллеров».
Сегодня «НПП «Измеритель» представляет собой высокоразвитое предприятие, способное качественно выполнять работы по всему жизненному циклу изделий приборостроительной отрасли:
- разработка и постановка на производство
- серийное производство по документации собственной разработки и разработки головных институтов и КБ
- поставка и послепродажное обслуживание, включающее ремонт, изготовление КПА и запчастей, обучение технического персонала.
Мы всегда рады подобным письмам и каждый раз благодарим наших клиентов за выбор нас!
#отзывы
👍8👏2