Журнал "Новости Электроники", номер 17, 2007 год.

Журнал "Новости Электроники", номер 17, 2007 год.Микроконтроллеры c ARM-архитектурой компании NXPАлександр Башлыков (NXP Semiconductors) Компания NXP Semiconductors является мировым лидером по количеству выпускаемых моделей микроконтроллеров с ядром ARM. Она выпускает более 50 вариантов таких изделий на основе пяти различных версий ARM-ядер. В статье √ краткий обзор ARM-микроконтроллеров, который позволит разработчику сориентироваться в многообразии этой группы продукции NXP.

 

 

АRМ-технология родилась в 1983 году, в недрах компании Acorn Computers. Первое работающее ядро ARM2 (в то время аббревиатура ARM расшифровывалась как Acorn RISC Machine) было создано в 1986 году. Особенностями этого ядра были 32-битная шина данных, 26-битная шина адресов, позволявшая работать с 32 Мбайт-адресным пространством, и шестнадцать 32-битных регистров. ARM2 был, по сути, одним из простейших 32-битных процессоров: он состоял всего из 30 тыс. транзисторов. В дальнейших версиях структура ядра получала различные усложнения в виде кэш-памяти, дополнительных регистров и увеличения производительности.

В результате совместных усилий трех компаний: Acorn Computers, Apple Computer и VLSI Technology в 1990 году была образована компания Advanced RISC Machines ltd. В середине 90-х годов процессоры на базе ARM-архитектуры с успехом использовались в миникомпьютерах Newton компании Apple. В дальнейшем различные варианты АRМ-архитектуры использовались в мобильных приложениях, игровых приставках, сетевых маршрутизаторах, MP3-плеерах и мобильных телефонах. К 2005 году мировой объем выпущенных устройств с АRМ-ядром превысил 1,5 млрд. устройств.

NXP и АRM

В июне 1999 года, в результате поглощения компанией Philips Electronics компании VLSI Technology, началась история сотрудничества NXP и АRМ. В 2003 году NXP выпустила на рынок первые стандартные АRМ-микроконтроллеры семейства LPC2000. В этом семействе используется высокопроизводительное ядро ARM7TDMI-S с тактовой частотой 60МГц. Это были первые МК ARM7, изготовленные по технологии производства 0,18 мкм в небольшом 48-выводном корпусе. В 2004 году была анонсирована серия LPC213x, с единым питанием 3,3 В и с объемом встроенной флэш-памяти до 512 Кб. В 2004 году к МК серии LPC213x были добавлены быстрые порты ввода-вывода, позволяющие переключать порт с частотой до 15 МГц, и контроллер USB 2.0.

В 2006 году NXP выпустила МК LPC288x с 1 Мб flash-памяти и встроенным контроллером High-speed USB. В 2007 году запущено в производство новейшее семейство микроконтроллеров LPC23xx/24xx. Эти передовые МК, изготовленные по технологии 0,14 мкм, объединяют в себе несколько высокоскоростных интерфейсов. Конфигурация шины AHB и эффективная реализация DMA позволяет работать одновременно протоколам Ethernet 10/100, Full-speed USB Host/Device, CAN и LCD без снижения общей производительности системы.

Покупка у компании Sharp семейства МК BlueStreak позволила NXP выйти в лидеры на мировом рынке по величине портфолио ARM-микроконтроллеров. На сегодняшний момент у NXP насчитывается более 50 вариантов АRМ-микроконтроллеров на основе пяти различных версий ARM-ядер.

Семейство LPC2000 подразделяется на три основные группы, каждая из которых имеет определенные технические особенности. 

АRМ7-микроконтроллеры NXP

Микроконтроллеры первой группы (см. табл. 1) - это мощные (60...75 МГц), производительные, оснащенные необходимыми периферийными устройствами микроконтроллеры. 128-битный доступ к флэш-памяти и модуль МАМ позволяют им выполнять программы из встроенной флэш-памяти, не замедляя скорость ядра. Среди периферийных устройств - два UART, I2C, SPI, ШИМ, АЦП, часы реального времени. За последний год практически все модели этой группы были обновлены до версии «/01», в которой исправлено большинство ошибок и добавлены новые возможности: быстрые порты ввода-вывода, отдельные регистры для каждого канала АЦП и т.д.

Таблица 1. Микроконтроллеры NXP с ядром ARM7. Первая группа    Модель Выво-
ды Флэш-
память ОЗУ Интерфейс
внешней
памяти Порты
ввода/
вывода АЦП SPI CAN Тактовая
частота,
МГц LPC2104 48 128K 16K нет 32 нет 1 нет 60 LPC2105 48 128K 32K нет 32 нет 1 нет 60 LPC2106 48 128K 64K нет 32 нет 1 нет 60 LPC2109 64 64K 8K нет 46 4-кан.
10 бит 2 1 60 LPC2114 64 128K 16K нет 46 4-кан.
10 бит 2 нет 60 LPC2119 64 128K 16K нет 46 4-кан.
10 бит 2 2 60 LPC2124 64 256K 16K нет 46 4-кан.
10 бит 2 нет 60 LPC2129 64 256K 16K нет 46 4-кан.
10 бит 2 2 60 LPC2194 64 256K 16K нет 46 4-кан.
10 бит 2 4 60 LPC2210 144 нет 16K 8/16/32 бит 76 8-кан.
10 бит 2 нет 75
(/01-
версия) LPC2212 144 128K 16K 8/16/32 бит 112 8-кан.
10 бит 2 нет 60 LPC2214 144 256K 16K 8/16/32 бит 112 8-кан.
10 бит 2 нет 60 LPC2220 144 нет 64K 8/16/32 бит 76 8-кан.
10 бит 2 нет 75 LPC2290 144 нет 16K 8/16/32 бит 76 8-кан.
10 бит 2 2 60 LPC2292 144 256K 16K 8/16/32 бит 112 8-кан.
10 бит 2 2 60 LPC2294 144 256K 16K 8/16/32 бит 112 8-кан.
10 бит 2 4 60

Микроконтроллеры второй группы (см. табл. 2) имеют единое питание 3,3 В, 10-битный ЦАП (кроме LPC2101/2/3). В этих МК был основательно переработан механизм защиты кода программ во встроенной флэш-памяти. В этой группе и во всех последующих реализовано питание часов реального времени от внешней батареи. Также была добавлена дополнительная функциональность по контролю питания: функции Brown-Out Detect и Power-On Reset. Во всех МК этого семейства имеются коммуникационные интерфейсы: два I2C, два UART, один SPI, один SPI/SSP.

Таблица 2. Микроконтроллеры NXP с ядром ARM7. Вторая группа  Модель Выводы Флэш-
память ОЗУ Порты
ввода/
вывода АЦП ЦАП USB Тактовая
частота,
МГц LPC2101 48 8K 2K 32 8-кан. 10 бит нет нет 70 LPC2102 48 16K 4K 32 8-кан. 10 бит нет нет 70 LPC2103 48 32K 8K 32 8-кан. 10 бит нет нет 70 LPC2131 64 32K 8K 47 8-кан. 10 бит нет нет 60 LPC2132 64 64K 16K 47 8-кан. 10 бит 1 нет 60 LPC2134 64 128K 16K 47 16-кан. 10 бит 1 нет 60 LPC2136 64 256K 32K 47 16-кан. 10 бит 1 нет 60 LPC2138 64 512K 32K 47 16-кан. 10 бит 1 нет 60 LPC2157 100 512K 32K 47+128сег.ЖКИ 16-кан. 10 бит 1 нет 60 LPC2141 64 32K 8K 45 6-кан. 10 бит нет 1 60 LPC2142 64 64K 16K 45 6-кан. 10 бит 1 1 60 LPC2144 64 128K 16K 45 14-кан. 10 бит 1 1 60 LPC2146 64 256K 40K 45 14-кан. 10 бит 1 1 60 LPC2148 64 512K 40K 45 14-кан. 10 бит 1 1 60 LPC2158 100 512K 40K 45+128сег.ЖКИ 14-кан. 10 бит 1 1 60

Микроконтроллеры третьей группы (см. табл. 3) - это мощные МК (72 МГц), изготовленные по технологии 0,14 мкм, оснащенные современными высокоскоростными интерфейсами. USB Host, High speed USB, On-The-Go, 10/100 Мбит Ethernet, CAN, LCD-контроллер - все это многообразие коммуникационных протоколов вы можете получить на одном кристалле.

Таблица 3. Микроконтроллеры NXP с ядром ARM7. Третья группа    Модель Выво-
ды Флэш-
память ОЗУ Порты
ввода/
вывода Интер-
фейс
внешней
памяти ЖКИ-контр. Ethernet USB Тактовая
частота,
МГц LPC2364 100 128K 34K 70 нет нет RMII Device 72 LPC2366 100 256K 58K 70 нет нет RMII Device 72 LPC2368 100 512K 58K 70 нет нет RMII Device 72 LPC2387 100 512K 98K 70 нет нет RMII Device 72 LPC2378 144 512K 58K 104 8-бит MiniBus нет RMII Device 72 LPC2388 144 512K 98K 104 8-бит MiniBus нет RMII Device 72 LPC2460 208 нет 98K 160 32-бит нет MII/RMII Host/Device/OTG 72 LPC2468 208 512K 98K 160 32-бит нет MII/RMII Host/Device/OTG 72 LPC2458 180 512K 98K 136 16-бит нет MII/RMII Host/Device/OTG 72 LPC2470 208 нет 98K 160 32-бит 1024x768x24b MII/RMII Host/Device/OTG 72 LPC2478 208 512K 98K 160 32-бит 1024x768x24b MII/RMII Host/Device/OTG 72 LPC2880 180 нет 64K 81 8/16-бит ЖК-интерфейс нет HS Device 60 LPC2888 180 1M 64K 81 8/16-бит ЖК-интерфейс нет HS Device 60

Реализация Dual AHB (см. рис. 1) позволяет разделять потоки данных с интерфейсов, не загружая при этом шину. На AHB2 расположен контроллер Ethernet с 16 кб ОЗУ. С помощью DMA информация с Ethernet-контроллера размещается в выделенной области памяти, не отнимая ресурсов процессора и шины AHB1, на которой расположены остальные высокоскоростные устройства: USB-, LCD-контроллер, контроллер внешней памяти и контроллер векторных прерываний. Также можно отметить гибкую систему тактирования процессора и периферийных устройств. Необходимая частота может быть получена от трех разных источников: внешний кварцевый резонатор, внутренний RC-осциллятор либо часовой кварц. И каждому периферийному устройству может быть назначена своя персональная частота, что позволяет значительно улучшить показатели потребления тока. Четыре UART, три SPI/SSP, три I2C, SD/MMC, АЦП, ЦАП - все эти устройства можно найти в МК LPC2000 третьей группы.

Рис. 1. Реализация Dual AHB

 

BlueStreak микроконтроллеры

С приобретением у Sharp линейки BlueStreak модельный ряд NXP пополнили девять новых ARM-микроконтроллеров (см. табл. 4).

Таблица 4. ARM-микроконтроллеры семейства LH7xxxx

Модель Ядро MMU ОЗУ Кэш Touch
screen USB Ethernet Memory
interface Nand
boot LH75400 ARM7TDMI-S нет 32K нет есть нет нет SRAM нет LH75401 ARM7TDMI-S нет 32K нет есть нет нет SRAM нет LH75410 ARM7TDMI-S нет 32K нет есть нет нет SRAM нет LH75411 ARM7TDMI-S нет 32K нет есть нет нет SRAM нет LH79525 ARM720T есть 16K 8K есть Device есть SDRAM есть LH79520 ARM720T есть 32K 8K нет нет нет SDRAM нет LH79524 ARM720T есть 16K 8K есть Device есть SDRAM есть LH7A400 ARM922T есть 80K 16K нет Device нет CF, SDRAM, PCMCIA нет LH7A404 ARM922T есть 80K 16K есть Host/Device нет CF, SDRAM, PCMCIA есть

Все МК BlueStreak оснащены LCD-контроллером, поддерживающим STN- и различные модификации TFT-дисплеев. Большинство моделей имеют специализированный АЦП, позволяющий работать напрямую с Touch Screen. Эти МК перешли в портфолио NXP без каких-либо изменений, поэтому разработчики могут спокойно использовать весь объем программного обеспечения и отладочных средств, выпущенных для этих МК, в том числе операционные системы Linux и WindowsCE. Построенные на трех вариантах АРМ-ядер, в том числе на мощном ARM922T с тактовой частотой до 266 МГц, эти МК позволяют реализовать большинство задач цветного ЖК-дисплея.

ARM9-микроконтроллеры

Выпущенный в 2005 году микроконтроллер LPC3180 на ядре ARM926EJ-S довольно долгое время оставался единственным МК семейства LPC3000. Но в 2008 NXP планирует развивать это семейство, используя передовой 90 нм технологический процесс (см. табл. 5). Пока этот процесс не позволяет разместить флэш-память на кристалле, но в этом направлении ведутся активные работы. Также в сентябре 2007 года NXP анонсировала МК LPC29xx на базе ARM968E-ядра с встроенной флэш-памятью. Мощный блок ШИМ позволяет использовать эти МК в качестве системы управления различного рода двигателями.

Таблица 5. Микроконтроллеры NXP с ядром ARM9  Модель Ядро Выводы ОЗУ Кэш CAN USB Ethernet Memory
interface Тактовая
частота,
МГц LPC3180 ARM926EJ-S 320 64K 64K нет Host/Device/OTG нет SDRAM, NAND 208 LPC3190 ARM926EJ-S 289 64K 64K нет Host/Device/OTG нет SDRAM, NAND 208 LPC3220 ARM926EJ-S 289 128K 64K нет Host/Device/OTG нет SDRAM, NAND 208 LPC3230 ARM926EJ-S 289 256K 64K нет Host/Device/OTG нет LCD, SDRAM, NAND 208 LPC3240 ARM926EJ-S 100/289 256K 64K нет Host/Device/OTG есть SDRAM, NAND 300 LPC3250 ARM926EJ-S 289/320 256K 64K нет Host/Device/OTG есть LCD, SDRAM, NAND 300 LPC2915 ARM968E 100 32K 32K 2 нет нет нет 80 LPC2917 ARM968E 144 48K 32K 2 нет нет 8/16/32
бит SRAM 80 LPC2919 ARM968E 144 48K 32K 2 нет нет 8/16/32
бит SRAM 80

В 2008 году NXP планирует выпустить на рынок новое семейство - LPC1000. МК этого семейства будут построены на современном ядре Cortex M3. По своей функциональности они будут сравнимы с нынешним семейством LPC23xx, однако вберут в себя все потенциальные преимущества нового ядра.

Ответственный за направление в КОМПЭЛе - Тимофей Ботов

Получение технической информации, заказ образцов, поставка -
e-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Первый ВЧ-транзистор NXP

Компания NXP Semiconductors представила первое из серии дискретных кремниевых решений - высокочастотный NPN-транзистор BFU725F. Транзистор BFU725F имеет впечатляющие характеристики: высокая частота переключения (70 ГГц), высокий коэффициент усиления (27 дБ при 1,8 ГГц/10 дБ при 18 ГГц) и очень низкий уровень шума (0,43 дБ при 1,8 ГГц/0,7 дБ при 5,8 ГГц). Это делает его идеальным решением для разнообразных радиочастотных приложений. Сверхнизкий уровень шума позволяет повысить качество приема чувствительных радиочастотных приемников, которые используются в GPS-навигаторах, DECT-телефонах, спутниковых радиосистемах, WLAN-/CDMA-устройствах, тогда как высокая граничная частота идеально отвечает потребностям приложений, работающих в диапазоне от 10 до 30 ГГц, таких как блоки спутниковых систем.

Вернуться к содержанию номера







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.