32位RISC CPU ARM芯片的应用和选型文档格式.docx
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自5以且,公司提供的芯核给芯片设计得,用于设计的结构芯片。
此外,芯片还获得了许多实时操作系统供应商的支持,比较知名的有、、、、、、、等。
随着国内嵌入式应用领域的发展,芯片必然会获得广泛的重视和应用。
但是,由于
芯片有多达十几种的芯核结构,70多芯片生产厂家,以及千变万化的内部功能配置组合,给开发人员在选择方案时带来一定的困难。
所以,对芯片做一对比研究是十分必要的。
1芯片选择的一般原则从应用的角度,对在选择芯片时所应考虑的主要困素做一详细的说明。
11芯核如果希望使用或等操作系统以减少软件开发时间,就需要选择720以上带有功能的芯片,720、-、920、922、946都带有功能。
而7没有,不支持和大部分的,但目前有等少数几种不需要的支持。
12系统时钟控制器系统时钟决定了芯片的处理速度。
7的处理速度为09,常见的7芯片系统主时钟为20-133,9的处理速度为11,常见的9的系统主时钟为100-233,10最高可以达到700。
不同芯片对时钟的处理不同,有的芯片只有一个主时钟频率,这样的芯片可能不能同时顾及和音频时钟准确性,如的7312等;
有的芯片内部时钟控制器可以分别为核和、、、音频等功能部件提供同频率的时钟,如公司7750等芯片。
13内部存储器容量在不需要大容量存储器时,可以考虑选用有内置存储器的芯片。
见表1。
表1内置存储器的芯片芯片型号供应商容量容量容量9140162914081775030303072026740016750021384256192256640256412864563214接口许多芯片内置有控制器,有些芯片甚至同时有和控制器。
见表2。
表2内置控制器的芯片芯片型号内核供应商接口3241032400589467205721093121775032023030-2000671007051-11007979531320720192092077207209209207207792077772011111011111111112201130000000000110001110500000115数量在某些芯片供应商提供的说明书中,往往申明的是最大可能的数量,但是有许多引脚是和
地址线、数据线、串口线等引脚复用的。
这样在系统设计时需要计算实际可以使用的数量。
16中断控制器内核只提供快速中断和标准中断两个中断向量。
但各个半导体厂家在设计芯片时加入了自己同的中断控制器,以便支持诸如串行口、外部中断、时钟断等硬件中断。
外部中断控制是选择芯片必须考虑的重要因素,合理的外部中断设计可以很大程度的减少任务调度工作量。
例如公司的7750,所有都可以设置成或,并且可以选择升沿、下降沿、高电平、低电平四种中断方式。
这使得红外线遥控接收、指轮盘和键盘等任务都可以作为背景程序运行。
而公司的7312芯片,只有4个外部中断源,并且每个中断源都只能是低电平或才高电平中断,样在用于接收红外线信号的场合时,就必须用查询方式,会浪费大量时间。
17接口即集成音频接口。
如果设计者频应用产品,总线接口是必需的。
18信号外部总线速度控制信号。
不是每个芯片都提供这个信号引脚,利用这个信号与廉价的芯片就可以实现与符合标准的卡和卡的接口,而不需要外加高成本的专用控制芯片。
另外,当需要扩展外部协处理器时,此信号也是必需的。
19很多芯片都提供实时时钟功能,但方式不同。
如公司的7312的只是一个32位计数器,需要通过软件计算出年月日时分秒;
而7750和32410等芯片的直接提供年月日时分秒格式。
110控制器有些
芯片内置控制器,有的甚至内置64彩色控制器。
在设计和手持式显示记录设备时,选用内置控制器的芯片如12410较为适宜。
111输出有些芯片有2~8路输出,可以用于电机控制或语音输出等场合。
112和有些芯片内置2~8通道8~12位通用,可以用于电池检测、触摸屏和温度监测等。
的7750更是内置了一个16位立体声音频和,并且带耳机驱动。
113扩展总线大部分芯片具有外部和扩展接口,不同的芯片可以扩展的芯片数量即片选线数量不同,外部数据总线有8位、16位或32位。
某些特殊应用芯片如德国的3030没有外部扩展功能。
114和几乎所有的芯片都具有1~2个接口,可以用于和机通讯或用进行调试。
一般的芯片通讯波特率为115,200,少数专为蓝牙技术应用设计的芯片的通讯波特率可以达到920,如公司7205。
115协处理器,见表3。
表3+结构的芯片芯片型号供应商
应用320217*********502303201752207531075320720572101650002456000241695016161616161616500735240402602-3-3116内置有些芯片内置有,适合于通讯等领域。
见表4。
表4+结构的芯片芯片型号供应商芯核门数引脚数1410720系列92292292271004001000多种4846721020多种117时钟计数器和看门狗一般芯片都具有2~4个16位或32位时钟计数器和一个看门狗计数器。
118电源管理功能芯片的耗电量与工作频率成正比,一般芯片都有低功耗模式、睡眠模式和关闭模式。
119控制器有些芯片内部集成有,可以和硬盘等外部设备高速交换数据,同时减少数据交换时对资源的占用。
另外,还可以选择的内部功能部件有,,-,,,-
可以选择的内置接口有,,,,,。
最后需说明的是封装问题。
芯片现在主要的封装有、、、、、等形式,封装具有芯片面积小的特点,可以减少板的面积,但是需要专用的焊接设备,无法手工焊接。
另外一般封装的芯片无法用双面板完成布线,需要多层板布线。
2多芯核结构芯片的选择为了增强多任务处理能力、数学运算能力、多媒体以及网络处理能力,某些供应商提供的芯片内置多个芯核,目前常见的+,+,+等结构。
21多芯核为了增强多任务处理能力和多媒体处理能力,某些芯片内置多个芯核。
例如公司的5002内部集成了两个7芯核,可以应用于便携式3播放器的编码器或解码器。
从科胜讯公司分离出云的专门致力于高速通讯芯片设计生产的公司就在其多款高速通讯芯片中集成了2~4个7内核。
22芯核+芯核为了增强数学运算功能和多媒体处理功能,许多供应商在其芯片内增加了协处理器。
通常加入的苡核有公司的芯核、公司16位定点芯核、
的3205000系列芯核、的56芯核等。
见表3。
23芯核+为了提高系统硬件的在线升级能力,某些公司在芯片内部集成了。
3主要芯片供应商目前可以提供芯片的著名欧美半导体公司有英特尔、德洲仪器、三星半导体、摩托罗拉、飞利浦半导体、意法半导体、亿恒半导体、科胜讯、公司、安捷伦、高通公司、、、、、、、、、,、、、,。
见表5。
日本的许多著名半导体公司或东芝、三菱半导体、爱普生、富士通半导体、松下半导体等公司较早期都大力投入开了自主的32位结构,但现在都转向购买公司的芯核进行新产品设计。
由于它们购买版权较晚,现在还没有可销售的芯片,而、、、、、、、等日本半导体公司目前都已经已经指生产了芯片。
韩国的现代半导体公司也生产提供芯片。
另外,国外也很多设备制造商采用公司芯核设计自己的专用芯片,如美国的、3和新加坡的创新科技等。
我国台湾地区可以提供芯片的公司台积电、台联电、华帮电子等。
其它已购买芯核,正在设计自主版板权专用芯片的大陆公司会为通讯中兴通讯等。
表5主要芯片供应商及其代表性产品和主要应用领域供应商芯片1芯片2芯片3芯片4主要应用
-110320213440177********009140671007540011000150277542043030720130309414-2000500265977+15302027611702001750661138561018300-110032024324102210072127205753107051795203000240030720282100+40402014142008302-1110320253451094250731272107690167400079531235000397092+506432420285102101200151058946260019312765026723007400600020277,,,3,,3,,3,,,,,3,3,,,80211,3-4选择方案举例
表6列举的最佳方案仅供参考,由于集成电路的发展非常迅速,今天的最佳方案到明天就可以不是最佳的了。
因此任何时候在选择方案时,都应广泛搜寻一下主要的芯片供应商,以找出最适合芯片。
表6最佳应用方案推荐应用第一选择方案第二选择方案注释高档324101
便携3播放器7750
和-解码器3播放器77503030内置和和应用产品7205,72101高速串口和接口1502
数字式照相机3202432021内置高速图像处理便携式语音机7532075310内置双,可以分别处理和语音手机2210020430专为手机开发58946-20141
电视机顶盒303201
控制器3移动电话机60001510
10光纤通信公司系列芯片多核+多核
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