Az ARM (Advanced RISC Machine) számos processzort dobott piacra, amelyek különböző funkciókkal rendelkeznek, valamint a különféle magok sokféle alkalmazáshoz. Az első ARM architektúra 26 bites processzorokkal rendelkezik, de most elérte a 64 bites processzorokat. Az ARM-termékek általános bővítése nem sorolható bizonyos információkba. De az ARM termékei az architektúrája alapján érthetők. A piacon elérhető standard ARM sorozatú processzorok az ARM7-től az ARM11-ig kezdődnek. Ezeknek a processzoroknak számos olyan funkciója van, mint a gyorsítótár, a Data Tightly Coupled memory, MPU, MMU stb. A széles körben ismert ARM processzorok közül néhány az ARM926EJ-S, ARM7TDMI és ARM11 MPCore. Ez a cikk különösen az ARM7 alapú LPC2148 mikrokontroller architektúra áttekintéséhez készült, amely rövid információkat nyújt Önnek a mikrovezérlő építészet.
ARM7 alapú LPC2148 mikrokontroller architektúra
Az ARM7 egy 32 bites általános célú mikroprocesszor , és néhány olyan funkciót kínál, mint a kevés energiafelhasználás és a nagy teljesítmény. Az ARM architektúrája a a RISC alapelvei . A kapcsolódó dekódolási mechanizmus, valamint a RISC-utasításkészlet sokkal egyszerűbb, ha összehasonlítjuk velük mikroprogramozott CISC -Komplex utasításkészlet számítógépek.
A Pipeline metódust az architektúra összes blokkjának feldolgozására használják. Általában egyetlen utasításkészletet hajtanak végre, majd annak leszármazottját lefordítják, & a 3rdutasításokat kapunk a memóriából.
Egy exkluzív az ARM7 építészeti terve hüvelykujjnak hívják, és tökéletesen alkalmas nagy volumenű alkalmazásokhoz, ahol a kód tömörsége a kérdés. Az ARM7 exkluzív architektúrát is használ, mégpedig a Thumb-ot. Ez tökéletesen alkalmassá teszi különböző alkalmazásokhoz a memória korlátai miatt, ahol a kód sűrűsége a kérdés.
ARM7 alapú mikrokontroller (LPC2148) architektúrája
Megszakító források
Minden perifériás eszköz egy megszakítási vonalból áll, amely a VIC-hez (vektor megszakító vezérlő) kapcsolódik, bár különféle megszakítási jelzők lehetnek benne. Az egyes megszakítási jelzők egy vagy több megszakítási erőforrást is jelölhetnek.
On-chip Flash program memória
Az LPC2141 / 42/44/46/48 mikrovezérlő tartalmaz egy flash memóriát, például 32 kilobájt, kilobájt, 128 kilobájt, 256 kilobájt. Ez a flash memória adattárolásra és kódolásra egyaránt használható. A flash memória programozása a soros porton keresztül végezhető el a rendszerben.
A programalkalmazás a program futása közben is törölhet, lehetővé téve az adattárolás helyszíni firmware-fejlesztéseinek rugalmasságát, stb. Az chipen lévő rendszerbetöltő architektúrájának megoldása miatt az LPC2141 / 42 mikrokontrollerek számára rendelkezésre álló memória / 44/46/48 32 kilobájt, kilobájt, 128 kilobájt, 256 kilobájt és 500 kilobájt. Ezeknek a mikrovezérlőknek a flash memóriája ciklusonként 1 000 000 törlést és hosszú évek adatmegőrzést kínál.
Csatlakoztassa a blokkot
Ez a blokk lehetővé teszi az ARM7 alapú LPC2148 mikrokontroller kiválasztott csapjainak több funkciót. A multiplexerek A konfigurációs regiszterek vezérelhetik a kapcsolatot a tű és a chipen lévő perifériák között.
A perifériákat össze kell kapcsolni a megfelelő csapokkal, mielőtt azok működésbe lépnének, és azelőtt, hogy bármilyen csatlakoztatott megszakítás engedélyezett lenne. A mikrokontroller funkcionalitását a tűvezérlő modul definiálhatja a regiszterek pin kiválasztásával egy adott hardverkörnyezetben.
Átrendezése után a portok összes csapja (0. port és 1. port) a megadott kivételekkel i / p-ként rendeződik. Ha a hibakeresés megengedett
Ha a hibakeresés engedélyezett, a JTAG csapjai kitalálják a JTAG funkcionalitását. Ha nyomkövetés engedélyezett, akkor a Nyomkövető csapok kitalálják a nyomkövetés funkcionalitását. Az I2C0 és I2C1 csapokhoz kapcsolt csapok nyitott lefolyásúak.
GPIO - Általános célú párhuzamos bemenet / kimenet
A GPIO regiszterek vezérlik azokat az eszköz csapokat, amelyek nincsenek összekapcsolva egy adott perifériás funkcióval. A készülék csapjai i / p [s vagy o / ps formában rendezhetők. Az egyedi regiszterek lehetővé teszik tetszőleges számú o / p törlését egyidejűleg. A kimeneti regiszter értéke visszaolvasható, és a port csapok jelenlegi állapota. Ezek a mikrovezérlők gyorsított funkciót indítanak az LPC200 eszközökön keresztül.
Az általános célú bemeneti / kimeneti regisztereket a lehető legvalószínűbb I / O időig használt processzor buszra helyezzük át.
- Ezek a regiszterek címezhető bájtok.
- A port teljes értéke lehet
- A port teljes értékét be lehet írni az egyetlen utasításba
10 bites ADC (analóg-digitális átalakító)
A mikrovezérlők, mint például az LPC2141 vagy a 42, kettőt tartalmaznak ADC konverterek , és ezek csak 10 bitesek, és az LPC2144 / 46/48 két ADC-t tartalmaz, és ezek csak 10 bites egyenes közelítésű ADC-k. Bár az ADC0 6 csatornát tartalmaz, az ADC1 pedig 8 csatornás. Így az LPC2141 vagy 42 esetén elérhető ADC i / ps száma 6 és 14 LPC2141 vagy 42 esetén.
10 bites DAC (digitális-analóg átalakító)
A DAC lehetővé teszi, hogy ezek a mikrovezérlők változtatható analóg o / p és V értékeket állítsanak előREFaz a legnagyobb kimenete digitális analóg feszültség.
Eszközvezérlő-USB 2.0
Az univerzális soros busz 4 vezetékes, és ez támogatja a perifériák és a gazdagépek közötti kommunikációt. Ez a vezérlő lehetővé teszi az USB sávszélességét eszközök csatlakoztatásához a tokenen alapuló protokoll használatával.
A busz támogatja a forró dugaszolás kihúzását és az eszközök dinamikus gyűjtését. Minden kommunikáció a gazdagép-vezérlőn keresztül indul. Ezeket a mikrovezérlőket egy univerzális soros busz készülékvezérlővel tervezték, amely lehetővé teszi a 12 Mbit / sec adatok cseréjét az USB gazdavezérlőjével.
UARTs
Ezek a mikrovezérlők két UART-t tartalmaznak a szabványos adatátviteli és -vételi vonalakhoz. A korábbi mikrovezérlőkkel (LPC2000) ellentétben, az UART-k az LPC2141 / LPC2142 / LPC2144 / LPC2146 / LPC2148 mikrovezérlőkben egy mindkét UART-hoz használt részleges átviteli sebesség generátort indítanak el, lehetővé téve az ilyen típusú mikrovezérlők számára a tipikus adatátviteli sebesség elérését, mint például 115200, minden 2 MHz-nél nagyobb kristályfrekvenciával . Ezenkívül a vezérlési funkciók, mint például a CTS / RTS, teljes mértékben hardveren vannak végrehajtva.
Az I2C-busz soros I / O vezérlője
Az LPC2141 / LPC2142 / LPC2144 / LPC2146 / LPC2148 mikrovezérlő tartalmaz két I2C buszvezérlők, és ez kétirányú. Az inter-IC vezérlés két vezeték, nevezetesen egy SCL és SDA segítségével végezhető el. Itt az SDA és SCL soros órajel és soros adatvonal
Minden készüléket egyedi cím azonosít. Itt az adók és vevők kétféle módban működhetnek, például master módban / slave módban. Ez egy multi-master busz, és egy vagy több hozzá kapcsolt busz master kezelheti. Ezek a mikrokontrollerek akár 400 kbit / s bitsebességet támogatnak.
SPI soros bemenet / kimenet vezérlő
Ezek a mikrovezérlők egyetlen SPI vezérlőt tartalmaznak, és egy meghatározott buszhoz tartozó számos master és slave kezelésére szolgálnak.
Egyszerűen a master és a slave az interfészen keresztül társaloghat a megadott adatátvitel során. Ennek során a master folyamatosan továbbítja az byte-of-data adatokat a szolga felé, valamint a slave folyamatosan továbbítja az adatokat a master felé.
SSP soros bemenet / kimenet vezérlő
Ezek a mikrovezérlők egyetlen SSP-t tartalmaznak, és ez a vezérlő képes feldolgozni SPI-n, Microwire-buszon vagy 4-vezetékes SSI-n. Több mester, valamint rabszolga buszával képes kommunikálni
De egyszerűen egy adott mester, valamint a rabszolga, a buszon társaloghat a megadott adatátvitel során. Ez a mikrovezérlő támogatja a full-duplex átviteleket, 4-16 bites adatkeretekkel, amelyeket az adatok a master-a slave, valamint a slave-master vezérléséhez használnak.
Időzítők / számlálók
Időzítők és számlálók a PCLK (perifériás óra) ciklusainak számlálására tervezték, és opcionálisan megszakításokat állítanak elő 4 mérkőzéses regiszterek alapján.
Ez négy rögzítési i / ps-t tartalmaz, hogy megkapja az időzítő értékét, amikor egy i / p jel megváltozik. Számos csap választható ki egy adott rögzítés végrehajtására. Ezek a mikrokontrollerek kiszámíthatják a külső eseményeket a rögzítés bemenetein, ha a legkisebb külső impulzus ekvivalens. Ebben az elrendezésben az üresjárati rögzítési vonalak választhatók a szokásos időzített rögzítés i / ps-ként.
Őrzőkutya időzítő
A watchdog időzítő a mikrovezérlő ésszerű időn belüli alaphelyzetbe állítására szolgál. Ha engedélyezett, akkor az időzítő visszaállítja a rendszert, ha a fogyasztói programnak nem sikerül meghatározott idő alatt újratölteni az időzítőt.
RTC-valós idejű óra
Az RTC számlálókkal szolgál az alapjárati vagy a normál üzemmód választásának idejének kiszámításához. Az RTC kis mennyiségű áramot használ, és megfelelő akkumulátoros meghajtású megoldásokra tervezték, ahol a központi processzor nem működik folyamatosan
Energia vezérlés
Ezek a mikrovezérlők két kondenzált teljesítménymódot támogatnak, például kikapcsolási és üresjárati módot. Készenléti állapotban az utasítások végrehajtása kiegyensúlyozott vagy RST bekövetkezéséig kiegyensúlyozott. A periféria funkciói egész alapjáraton fenntartják a működést és megszakításokat eredményezhetnek, hogy a CPU újraindítsa a befejezést. A készenléti üzemmód megszünteti a CPU, a vezérlők, a memóriarendszerek és a belső buszok által felhasznált energiát.
Kikapcsolási üzemmódban az oszcillátor kikapcsol, és az IC nem kap belső órákat. A perifériás regiszterek, a processzor állapota regiszterekkel, a belső SRAM értékek megőrződnek kikapcsolási módban, és a chip logikai szintek kimeneti csapjai rögzítettek maradnak.
Ez az üzemmód befejezhető, és a közös folyamat újraindítható olyan speciális megszakításokkal, amelyek képesek órák nélkül működni. Mivel a chip működése kiegyensúlyozott, a Power-down mód csaknem nullára csökkenti a chip energiafelhasználását.
PWM - impulzusszélesség-modulátor
A PWM-ek a normál időzítő-blokkon alapulnak, és minden funkcióhoz tartoznak, bár egyszerűen az impulzusszélesség-modulátor funkció rögzítve van a mikrovezérlőkön, például az LPC2141 / 42/44/46/48-on.
Az időzítő a PCLK (perifériás óra) ciklusainak kiszámítására szolgál, és adott esetben megszakításokat hozhat létre, amikor bizonyos időzítő értékek merülnek fel a 7 mérkőzéses regiszterek alapján, és a PWM funkció a mérkőzés regiszter eseményeitől is függ.
A növekvő és csökkenő határállások egyedileg vezérelhető képessége lehetővé teszi az impulzusszélesség-moduláció felhasználását több alkalmazásban. Például a többfázisú tipikus motorvezérlés a PWM 3, egymást nem átfedő kimenetét használja minden impulzusszélesség és helyzet külön vezérlésével.
VPB busz
A VPB elválasztó megoldja a CCLK (processzor órajel) és a PCLK (perifériás eszközök által használt óra) közötti kapcsolatot. Ezt az elválasztót két célra használják. Az első felhasználás a perifériák szállítása az előnyben részesített PCLK segítségével VPB busz segítségével, hogy azok az ARM processzor kiválasztott sebességével működhessenek. Ennek elérése érdekében ez a buszsebesség 1⁄2 -1⁄4-ről csökkenthető a processzor órajelével.
Mivel ennek a busznak bekapcsoláskor pontosan kell működnie, és az RST (reset) alapértelmezett állapota az, hogy a busz a processzor órajelének 1⁄4-én működik. Ennek második felhasználása az energia-megtakarítás lehetővé tétele, amikor egy alkalmazásnak nincs szüksége perifériára a teljes processzor sebességgel történő működéshez. Mivel a VPB-osztó társítva van a PLL kimenetéhez, ez alapjáratban aktív marad.
Emuláció és hibakeresés
A mikrovezérlő (LPC2141 / 42/44/46/48) emulációt és hibakeresést tartalmaz a JTAG soros porton keresztül. A nyomkövetési port lehetővé teszi a program végrehajtásának nyomon követését. A nyomkövetési funkciókat és a hibakeresési koncepciókat multiplexeli a port1 és a GPIO.
Kódbiztonság
Ezeknek a mikrovezérlőknek az LPC2141 / 42/44/46/48 kódbiztonsági szolgáltatása lehetővé teszi annak ellenőrzését, hogy védhető-e vagy hibakereshető-e az ellenőrzéssel szemben.
Így ez az ARM7 alapú LPC2148 mikrokontroller architektúráról szól. A fenti cikkből végül arra következtethetünk, hogy az ARM egy architektúra, amelyet számos processzor és mikrokontroller használ. Itt egy kérdés az Ön számára, mi az ARM processzor felépítése?
