第5章 典型嵌入式处理器第二版.docx
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第5章典型嵌入式处理器第二版
第5章典型嵌入式处理器(第二版).txt11生命是盛开的花朵,它绽放得美丽,舒展,绚丽多资;生命是精美的小诗,清新流畅,意蕴悠长;生命是优美的乐曲,音律和谐,宛转悠扬;生命是流淌的江河,奔流不息,滚滚向前本文由litigo贡献
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第5章典型嵌入式处理器
35.1典型嵌入式处理器概述5.2ARM7TDMI-核的嵌入式微控制器LPC2000ARM7TDMI-S核的嵌入式微控制器LPC2000系列LPC2000系列核的嵌入式微处理器S3C44B0X3ARM7TDMI核的嵌入式微处理器5.3ARM7TDMI核的嵌入式微处理器S3C44B0X5.45.535.6ARM920T核的嵌入式微处理器ARM920T核的嵌入式微处理器S3C2410X/S3C2440X核的嵌入式微处理器S3C2410X/S3C2440XXScale嵌入式微处理器XScale嵌入式微处理器
Cortex-M3核的嵌入式微控制器Cortex-M3核的嵌入式微控制器
ARM嵌入式微控制器3其它典型ARM5.7其它典型ARM嵌入式微控制器
5.1典型ARM处理器5.1典型典型ARM处理器
基于ARM核的典型嵌入式处理器代表厂商系列及LP1000系列LP2000系列LP3000系列内Cortex-M0ARM7TDMI-SARM926EJ核Cortex-M3
NXP公司(原Phillips)
LH7A系列ARM922T
Samsung公司
S3/S5系列S3C24、25ARM7系列
Atmel公司AT91SAM7系列ARM7AT91SAM9系列ARM9
STMicroeletro公司STR7XX系列ARM7ST9XX系列STM32系列ARM966Cortex-M3
CirrusLogic公司EP7系列EP9系列ARM7ARM9
TI&LuminaryMicro公司LM3S系列Cortex-M3
Intel公司
StrongARM
Xscale
LPC1100LPC1751典LPC1752型LPC1754芯LPC1756片LPC1758LPC1764LPC1765LPC1766LPC1768:
LPC2114LPC2124LPC2210LPC2212LPC2214LPC2119LPC2129LPC2194LPC2290LPC2292LPC2294LPC2131LPC2132LPC2134LPC2136LPC2138
LPC3250LPC3240LPC3230LPC3220LPC3154LPC3153LPC3152LPC3151LPC3180LPC3131LPC3130
LH7A400LH7A404以下为原SharpLH7的ARM7产品:
LH75400LH75401LH75410LH75411LH79520
S3C44B0S3C4510S3C4520S3C4530S5N8947S5N8957S3C49F9S3F49FA
S3C2410S3C2440S3C2450S3C2510
SAM7L64SAM7L128SAM7X128SAM7X256SAM7X512SAM7XC128SAM7XC256SAM7XC512SAM7S16SAM7S32SAM7S64SAM7S256SAM7S512SAM7A3
SAM9620SAM9621SAM9R64SAM9RL64SAM9XE512SAM9XE256SAM9XE128SAM9263AT91RM9200AT9G45
STR710FZ2T6STR710FZ1T6STR711FR2T6STR711FR1T6STR712FR2T6STR712FR1T6STR730系列STR750系列
STR910STR911STR912
STM32F101STM32F102STM32F103STM32F105STM32F107
EP7309EP7311EP7312
EP9301EP9302EP9307EP9312EP9315
LM3SXXX系列LM3S1000系列LM3S2000系列LM3S3000系列LM3S5000系列LM3S6000系列LM3S8000系列LM3S9000系列
SA-1100PXA250PXA270
mwhua@
5.2LPC2000系列微控制器LPC2000系列微控制器
LPC2000系列器件型号LPC2124LPC2124LPC2210LPC2212LPC2214LPC2119LPC2129LPC2194LPC2290LPC2292LPC2294LPC2131LPC2132LPC2134LPC2136LPC2138LPC2366LPC2368LPC2388存储器Flash128KB256KB-128KB256KB128KB256KB256KB-256KB256KB32KB64KB128KB256KB512KB256KB512KB512KBSRAM16KB16KB16KB16KB16KB16KB16KB16KB64KB16KB16KB8KB16KB16KB32KB32KB58KB58KB98KB定时器定时器PWM通道EnternetUART数个数555555555555555566666666666666666666661112222222222222222444串行接口I2C1111111111122222333CAN-----224224-----222SPI2222222222211111111模拟通道引脚数ADC10位ADC10位DACI/O引脚总引脚数通道数通道数数4488888488888双8路双8路双8路888------------1111111464676112112464664761121124747474747707010464641441441446464641441441446464646464100100144
mwhua@
LPC2000内部结构LPC2000内部结构
ARM7TDMIARM7TDMI-S配置为小端模式
mwhua@
LPC2000系列存储器及外设映射LPC2000系列存储器及外设映射
LPC2000系列采用冯系列采用冯.系列采用冯诺依曼结构,诺依曼结构,大部分内部集成了Flash和SRAM,通集成了和,常应用场合外部无需扩展程序存储器和数据存储器,程序存储器和数据存储器,其存储器与I/O的编址采用其存储器与的编址采用统一编址方式。
统一编址方式。
mwhua@
5.3ARM7TDMI核的嵌入式微处理器S3C44B0XARM7TDMI核的嵌入式微处理器核的嵌入式微处理器S3C44B0X一、S3C44B0简介S3C44B0简介
三星公司基于ARM7TDMI的用于手持设备和一般应用的低三星公司基于ARM7TDMI的用于手持设备和一般应用的低ARM7TDMI功耗嵌入式处理器。
功耗嵌入式处理器。
S3C44B0的主要技术特征(14项):
S3C44B0的主要技术特征(14项的主要技术特征
(1)ARM7TMDMI核ARM7TMDMI核
(2)中断控制器PWM定时器(5)PWM定时器DMA控制器(8)DMA控制器11)(11)I2C(14)额定参数14)
(2)大小端模式控制(4)电源和时钟管理PIO端口(6)实时钟(7)PIO端口10)LCD控制器(9)ADC(10)LCD控制器12)13)(12)I2S(13)SIO(内核:
2.5V,IO:
3.3V,75MHz)内核:
2.5V,IO:
3.3V,75MHz)mwhua@
二、S3C44B0X体系结构S3C44B0X体系结构
mwhua@
S3C44B0X组织的嵌入式系统S3C44B0X组织的嵌入式系统
mwhua@
三、S3C44B0X引脚信号
S3C44B0X的外部引脚采用两种封装形式,S3C44B0X的外部引脚采用两种封装形式,的外部引脚采用两种封装形式一种是160个引脚的LQFP封装,另一种是160160个引脚的一种是160个引脚的LQFP封装,另一种是160脚的FBGA封装。
FBGA封装脚的FBGA封装。
S3C44B0X
FBGA
S3C44B0X微处理器外部引脚具体参见表5.2S3C44B0X微处理器外部引脚具体参见表5.2微处理器外部引脚具体参见表
mwhua@
三、S3C44B0X引脚信号
S3C44B0X的外部引脚采用两种封装形式,S3C44B0X的外部引脚采用两种封装形式,的外部引脚采用两种封装形式一种是160个引脚的LQFP封装,另一种是160160个引脚的一种是160个引脚的LQFP封装,另一种是160脚的FBGA封装。
FBGA封装脚的FBGA封装。
S3C44B0X
FBGA
S3C44B0X微处理器外部引脚具体参见表5.2S3C44B0X微处理器外部引脚具体参见表5.2微处理器外部引脚具体参见表
mwhua@
mwhua@
5.4ARM920T核的处理器S3C2410X/S3C2440XARM920T核的处理器核的处理器S3C2410X/S3C2440X
S3C2410X/S3C2440X是三星公司基于ARM920TS3C2410X/S3C2440X是三星公司基于ARM920T核是三星公司基于的嵌入式微处理器,与基于ARM7S3C44B0最大区别ARM7的的嵌入式微处理器,与基于ARM7的S3C44B0最大区别在于,S3C2410/S3C2440X内部带有全性能的内部带有全性能的MMU在于,S3C2410/S3C2440X内部带有全性能的MMU内存管理单元)它适用于设计移动手持设备类产品,(内存管理单元),它适用于设计移动手持设备类产品,具有高性能、低功耗、接口丰富和体积小等优良特性。
具有高性能、低功耗、接口丰富和体积小等优良特性。
mwhua@
S3C2410X/S3C2440X的主要特征S3C2410X/S3C2440X的主要特征
(1)采用ARM920T架构
(2)双重分离Cache(3)存储管理部件MMU采用ARM920T架构双重分离Cache(存储管理部件MMUARM920TCache(4)外部存储控制器(5)LCD控制器(6)TFT彩色显示屏LCD控制器TFT彩色显示屏DMA控制器控制器(UART(I2C总路线及I2S总线接口总路线及I2S(7)DMA控制器(8)UART(9)I2C总路线及I2S总线接口10)定时器(11)SPI接口12)通用I/O接口(I/O端口(10)定时器(11)SPI接口(12)通用I/O端口13)通道10ADC和触摸屏接口10位(13)8通道10位ADC和触摸屏接口14)具有PLL片上时钟发生器及带日历功能的实时时钟RTCPLL片上时钟发生器及带日历功能的实时时钟(14)具有PLL片上时钟发生器及带日历功能的实时时钟RTC15)SD主机接口16)USB主机及USB设备17)主机接口(主机及USB(15)SD主机接口(16)USB主机及USB设备(17)中断控制器18)内核电压为1.8V/2.0V,I/O和存储器电压为3.3V1.8V/2.0V,I/O和存储器电压为3.3V,(18)内核电压为1.8V/2.0V,I/O和存储器电压为3.3V,封装形式采用272FBGA。
272FBGA。
mwhua@
S3C2410X/S3C2440X体系结构S3C2410X/S3C2440X体系结构
LCD控制器&LCDDMAUSB主控制器总线控制器AH外部主控器NAND控制器NANDFlash启动装载MPLL时钟发生器B总线存储器控制器SRAM/NOR/SDRAM电源管理中断控制器
ARM920T核内部包括ARM9TDMI核、分离的16KB指令Cahce和16KB数据Cahce、外部协处理器接口、指令MMU、数据MMU、写缓冲器以及AMBA总线等
体系结构框图
桥及DMA(4通道)
UART0,1,2APSDI/MMCB总看门狗定时器总线控制器线
I2C接口
USB设备
I2S接口通用I/O=GPIO实时器
ADCPWM定时器0-3,4
SPI0,1
mwhua@
5.5XScale嵌入式微处理器XScale嵌入式微处理器
XScale微体系结构提供了一种全新的微体系结构提供了一种全新的、IntelXScale微体系结构提供了一种全新的、高性价比、低功耗且基于ARMv5TE体系结构的解决方案,支低功耗且基于ARMv5TE体系结构的解决方案,ARMv5TE体系结构的解决方案16位Thumb指令和DSP扩充指令和DSP扩充。
持16位Thumb指令和DSP扩充。
XScale处理器内部结构中的数据Cache的容量处理器内部结构中的数据CacheIntelXScale处理器内部结构中的数据Cache的容量32KB、指令Cache的容量为32KB微小数据CacheCache的容量为32KB、Cache的为32KB、指令Cache的容量为32KB、微小数据Cache的容量从512B增加到2KB流水线结构为7512B增加到2KB,新增乘/容量从512B增加到2KB,流水线结构为7级、新增乘/加法器MAC和特定的DSP型协处理器CP0MAC和特定的DSP型协处理器CP0,加法器MAC和特定的DSP型协处理器CP0,以提高对多媒体技术的支持、动态电源管理,XScale处理器的时媒体技术的支持、动态电源管理,使XScale处理器的时钟可达1GHz功耗1.6W并能达到1200MIPS1GHz、1.6W,1200MIPS。
钟可达1GHz、功耗1.6W,并能达到1200MIPS。
mwhua@
PXA250/PXA270嵌入式微处理器结构PXA250/PXA270嵌入式微处理器结构
PXA250/270采用XScale处理器核、采用7PXA250/270采用XScale处理器核、采用7级超级指采用XScale处理器核令流水线、支持多媒体处理技术,高性能、低功耗、令流水线、支持多媒体处理技术,高性能、低功耗、I/O扩展外围控制模块丰富、时钟控制多样(扩展、I/O扩展、外围控制模块丰富、时钟控制多样(五种时钟源)钟源)等。
IntelXScale核PXA250:
:
200MHz~400MHzPXA270:
104MHz~624MHz
mwhua@
5.6Cortex-M3核的嵌入式微控制器Cortex-M3核的嵌入式微控制器
Cortex-M3核具有卓越的性价比,所以Cortex-M3核Cortex-M3核具有卓越的性价比,所以Cortex-M3核核具有卓越的性价比Cortex处理器的生产厂家越来越多,主要应用在微控制器、处理器的生产厂家越来越多,主要应用在微控制器、汽车车身系统、医疗设备、网络设备、汽车车身系统、医疗设备、网络设备、工业控制系统和无线网络等对功耗和成本敏感的嵌入式应用领域实现高系统性能而设计。
现高系统性能而设计。
应用比较广泛的包括NXP的LPC1700系列、ST的系列应用比较广泛的包括NXP的LPC1700系列、ST的NXPSM32系列以及TI系列以及TI&Micro的LM3S系列系列等SM32系列以及TI&LuminaryMicro的LM3S系列等。
mwhua@
5.6.1LPC1700系列嵌入式微控制器概述LPC1700系列嵌入式微控制器概述
LPC1700系列包括LPC175X和LPC176X两个子系列,LPC1700系列包括LPC175X和LPC176X两个子系列,系列包括LPC175X两个子系列详细信息如下表所示。
详细信息如下表所示。
LPC1700系列器件型号LPC1751LPC1752LPC1754LPC1756LPC1758LPC1764LPC1765LPC1766LPC1768存储器Flash32KB64KB128KB256KB512KB128KB256KB256KB512KBRAM8KB16KB32KB32KB64KB32KB64KB64KB64KB定时器定时器PWM通道Enthernet个数数66-66-66-66-66166166-661661USB111111111UART444444444串行接口
2IC2
模拟通道SPI111111111
2IS2
引脚数
CAN111223333
SSP222222222
222223333
---11-111
ADC12位ADC10位DACI/O引脚总引脚通道数通道数数数6-52806-52806152806152806152808-70100817010081701008170100
mwhua@
5.6.2LPC1700系列典型微控制器结构LPC1700系列典型微控制器结构Cortex-M3内核内核存储器
串行接口
模拟、模拟、数字通道接口
定时器接口
mwhua@
LPC1768内部结构LPC1768内部结构
跟踪端口JTAG接口跟踪模块测试调试接口Cortex-M3核I总线D总线系统总线高速GPIO端口多层AHB矩阵Flash512KBSRAM64KBROM8KBDMA控制器EnternetPHY接口EnternetMACUSB接口USB2.0D/H/OTGX1X2RESET时钟发生器
APB0组SSP1UART0&1CAN1&2SPI0捕获/比较定时器0,1看门狗定时器WDTPWM112位ADCGPIO中断控制32KHz振荡器实时钟RTC
AHBToAPB桥
AHBToAPB桥
APB1组SSP0UART2&3I2S2IC×2中断定时器
APB总线
捕获/比较定时器2,3外部中断10位DAC系统控制
电机控制PWMmwhua@
5.7其它典型ARM嵌入式微控制器5.7其它典型其它典型ARM嵌入式微控制器
除了前面提到的几种不同厂家的ARM芯片除了前面提到的几种不同厂家的ARM芯片ARM还有影响比较大的ARM芯片如AtmelARM芯片如Atmel的外,还有影响比较大的ARM芯片如Atmel的AT91系列LPNXP的LPC3000系列TI&系列、系列、AT91系列、LPNXP的LPC3000系列、TI&Micro的LM3S系列ST的SM32系列系列、系列、LuminaryMicro的LM3S系列、ST的SM32系列、Logic的EP7和EP9系列系列等CirrusLogic的EP7和EP9系列等。
mwhua@
5.7.1基于5.7.1基于ARM7的AT91SAM7系列处理器基于ARM7的AT91SAM7系列处理器
AT91SSAM系列器件型号ARM7)(ARM7)AT91SAM7L64AT91SAM7L128AT91SAM7X512AT91SAM7X256AT91SAM7X128AT91SAM7XC512AT91SAM7XC256AT91SAM7XC128AT91SAM7S512AT91SAM7S256AT91SAM7S128AT91SAM7S64AT91SAM7S32AT91SAM7S16AT91SAM7A3存储器Flash64KB256KB512KB256KB128KB512KB256KB128KB512KB256KB128KB64KB32KB16KB256BRAM6KB6KB128KB64KB32KB128KB64KB32KB64KB64KB32KB16KB8KB4KB32KB定时器定时器PWM通道Enthernet个数数44-44-54154154154154154154-54-54-54-54-54-118-USB--1111111111111UART113333333333334串行接口CAN-----111-------
2IC2
模拟通道SPI112222221111112SSP--------------1
引脚数
111111111111111
ADC10位ADC总引脚数通道数4128、1444128、14481448144814481448144814486486486486484884816100
m
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