Projet PuLSE Étude comparative des processeurs pour la carte mère

Projet PuLSE
Étude comparative des processeurs pour la carte mère
Romain Bichet
Thibaut Deville
Xavier Jean
Etienne Molto
21 février 2010
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Description du format ILDA
Le but de cette étude comparative est de regrouper tous les éléments nécessaires pour effectuer les
choix des composants principaux de la carte mère (processeur, carte SD essentiellement). Cette étude
commence par une description du format ILDA. Le but de cette description est de dimensionner la taille
occupée en ram d’une image ILDA que l’on souhaite projeter. Cela conditionnera en partie le choix du
processeur.
Une image ILDA comporte un header de 32 octets, et une liste de points. Chaque point comporte 6
octets :
– 2 pour l’abscisse
– 2 pour l’ordonnée
– 1 pour la couleur (optionnel dans notre cas)
– 1 pour le statut
Au final la donnée limitante est le nombre de points que pourrons nous projeter en 1/25e de seconde
avec le laser. Si on ne se donne aucune information sur les chemins de l’image, c’est à dire qu’on suppose qu’il faut éteindre et rallumer le laser, on ne peut afficher qu’environ 840 points (la fréquence de
clignotement du laser est d’environ 20 kHz d’après des tests effectués l’an dernier). Cela ramène donc
la taille d’une image à environ 6k. En pratique entre deux points il est possible qu’on n’ait pas besoin
d’éteindre le laser. Le nombre de points de l’image peut être supérieur. La taille des images que nous
avons récupérées et qui ont pu être projetées l’année dernière est d’environ 10k. Nous pensons qu’il est
nécessaire pour de la vidéo de stocker en RAM au moins deux à trois images d’avance. Cela amène à une
taille de RAM minimale de 32k.
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Différents processeurs
L’étude précédente montre que nous avons besoin d’une taille de RAM assez élevée (supérieure à
32k). Il y a deux possibilités : soit on choisit un “gros processeur” avec une quantité suffisante de RAM
interne, soit on choisit un “petit processeur” avec de la RAM externe.
2.1
La version “gros processeur”
Nous allons choisir un processeur parmis la gamme STM32 de ST Microelectronics, qui disposent
d’un cœur ARM. Les critères qui nous intéressent sont les suivants :
– Prix radiospare
– Fréquence du processeur
– Taille de la RAM et de la flash programmable
– Gestion des interruptions
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– Présence d’un DAC pour pouvoir calculer l’intensité d’un courant et l’envoyer précisément dans les
galvanomètres
– Caractéristiques du port SDIO pour la carte SD
La liste complète des processeurs STM32 se trouve au lien suivant : radiospare-fr.rs-online.com. Nous
nous sommes intéressé à la famille des processeur du type STM32F103xE, ainsi qu’à la famille des processeurs du type STM32F101xE. Nous nous sommes restreints à ces familles car les processeurs STM32
ayant au moins 32Ko de ram, ce qui est un minimum vu l’application que nous voulons faire fonctionner,
appartiennent à ces familles.
Voici une comparaison de ces familles de processeurs sur les points listés ci-dessus :
Prix radiospare
(euros)
Fréquence
de
l’horloge
taille
RAM/flash
embarquée
Gestion des interruptions
DAC (8-12 bits)
port
SDIO
(mode 8 bits)
E/S
2.2
STM32F101RET6
STM32F103RET6
STM32F101VET6
STM32F103VET6
STM32F103ZET6
12.56
13.84
12.95
14.76
16.26
32 MHz
72 MHz
32 MHz
72 MHz
72 MHz
48k / 512k
64k / 512k
48k / 512k
64k / 512k
64k / 512k
Oui
Oui
Oui
Oui
Oui
7
Absent
8
48 MHz
7
Absent
8
48 MHz
8
48 MHz
I2C, SPI, USART
CAN, I2C, SPI,
USART, USB
I2C, SPI, USART
CAN, I2C, SPI,
USART, USB
CAN, I2C, SPI,
USART, USB
La version “petit processeur”
Cette solution ne peut être adoptée que si elle apporte un intérêt financier relativement important.
Des puces de RAM peuvent être trouvées au lien suivant : radiospare-fr.rs-online.com. On peut alors
élargir la recherche des processeurs aux processeurs dotés de moins de ram. Il faut en revanche qu’ils
gardent les caractéristiques suivantes : gestion des interruptions, DAC, port SDIO si possible, ou sinon
bus SPI (les petits processeurs ont un bus SPI).
On peut palier l’absence de DAC en ajoutant un DAC externe. On peut en trouver au lien radiosparefr.rs-online.com
D’après les prix radiospare, cette solution revient 30% moins cher que la solution “gros processeur”. En
revanche, aucun des “petits processeurs” en vente sur radiospare ne propose de gestion des interruptions.
A priori nous ne pensons donc pas retenir cette solution. Nous la présenterons aux encadrants du projet
pour avoir leur avis.
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