ARM (Advanced RISC Machine) telah melancarkan beberapa pemproses yang mempunyai ciri yang berbeza serta teras yang berbeza untuk pelbagai aplikasi. Reka bentuk seni bina ARM pertama mempunyai pemproses 26-bit, tetapi sekarang ia mencapai pemproses 64-bit. Pengembangan umum produk ARM tidak dapat dikategorikan ke dalam beberapa maklumat tertentu. Tetapi produk ARM dapat difahami berdasarkan seni bina. Pemproses siri ARM standard yang terdapat di pasaran bermula dari ARM7 hingga ARM11. Pemproses ini mempunyai beberapa ciri seperti cache, memori Data Tightly Coupled, MPU, MMU, dll. Beberapa siri pemproses ARM yang terkenal adalah ARM926EJ-S, ARM7TDMI, dan ARM11 MPCore. Artikel ini ditujukan khas untuk gambaran keseluruhan seni bina mikrokontroler LPC2148 berdasarkan ARM7 yang akan memberi anda maklumat ringkas mengenai pengawal mikro seni bina.
Senibina Mikrokontroler LPC2148 berasaskan ARM7
ARM7 adalah tujuan umum 32-bit mikropemproses , dan ia menawarkan beberapa ciri seperti penggunaan tenaga yang sedikit, dan prestasi tinggi. Senibina ARM bergantung pada prinsip RISC . Mekanisme penyahkodan yang berkaitan, serta set arahan RISC jauh lebih mudah apabila kita membandingkannya CISC yang diprogramkan secara mikro -Komputer Set Arahan Kompleks.
Kaedah Pipeline digunakan untuk memproses semua blok dalam seni bina. Secara umum, satu set arahan sedang dilakukan, kemudian keturunannya sedang diterjemahkan, & 3rd-instruksi diperoleh dari ingatan.
Eksklusif rancangan seni bina ARM7 dipanggil sebagai Thumb, dan sangat sesuai untuk aplikasi dengan volume tinggi di mana kekompakan kod adalah masalah. ARM7 juga menggunakan seni bina eksklusif iaitu Thumb. Ia menjadikannya sangat sesuai untuk aplikasi yang berbeza dengan batasan memori di mana ketumpatan kod adalah masalah.
Senibina Mikrokontroler Berasaskan ARM7 (LPC2148)
Mengganggu sumber
Setiap peranti periferal terdiri daripada satu garis interrupt yang bersekutu dengan VIC (vektor interrupt controller), walaupun ia boleh mempunyai pelbagai bendera interrupt di dalamnya. Bendera interupsi individu juga dapat menandakan satu atau lebih sumber gangguan.
Memori Program Kilat Dalam Cip
LPC2141 / 42/44/46/48 mikrokontroler termasuk memori kilat seperti 32 kilobyte, kilobyte, 128-kilobyte, 256-kilobyte masing-masing. Memori kilat ini dapat digunakan untuk penyimpanan data dan juga kod. Pengaturcaraan memori kilat dapat dilakukan dalam sistem melalui port bersiri.
Aplikasi program juga dapat dihapus ketika aplikasi program berjalan, memungkinkan fleksibilitas peningkatan firmware bidang penyimpanan data, dll. Oleh kerana pemilihan penyelesaian seni bina untuk bootloader on-chip, memori yang tersedia untuk mikrokontroler LPC2141 / 42 / 44/46/48 adalah 32-kilobyte, kilobytes, 128-kilobytes, 256-kilobytes, & 500-kilobytes. Memori kilat mikrokontroler ini menawarkan 1, 00,000 penghapusan setiap kitaran dan pemeliharaan data selama bertahun-tahun.
Blok Sambungkan Pin
Blok ini membenarkan pin terpilih dari mikrokontroler LPC2148 berdasarkan ARM7 kerana mempunyai beberapa fungsi. Pengganda boleh dikawal oleh register konfigurasi untuk membenarkan hubungan antara pin dan juga periferal on-chip.
Periferal mesti digabungkan dengan pin yang sesuai sebelum dicetuskan, dan sebelum gangguan yang berkaitan dibenarkan. Fungsi mikrokontroler dapat ditentukan oleh modul kawalan pin dengan pemilihan pin pin dalam persekitaran perkakasan tertentu.
Setelah menyusun semula semua pin port (port 0 & port 1) disusun sebagai i / p oleh pengecualian yang diberikan. Sekiranya debug dibenarkan
Sekiranya debug dibenarkan, pin JTAG akan meneka fungsi JTAG. Sekiranya jejak dibenarkan, maka pin Trace akan meneka fungsi jejak. Pin yang disambungkan ke pin I2C0 dan I2C1 adalah longkang terbuka.
GPIO- Input / output Selari Tujuan Umum
Daftar GPIO mengawal pin peranti yang tidak dihubungkan dengan fungsi periferal tertentu. Pin peranti boleh disusun seperti i / p [s atau o / ps. Daftar individu memungkinkan untuk membersihkan sejumlah o / p secara serentak. Nilai daftar output dapat dibaca semula, & keadaan pin port sekarang. Mikrokontroler ini memulakan fungsi dipercepat pada peranti LPC200.
Daftar input / output tujuan umum dipindahkan ke bus pemproses yang digunakan untuk masa I / O kemungkinan terbaik.
- Daftar ini beralamat byte.
- Nilai keseluruhan port boleh
- Nilai lengkap port boleh ditulis dalam satu-satunya arahan
10-bit ADC (Analog ke Digital Converter)
Pengawal mikro seperti LPC2141 atau 42 merangkumi dua Penukar ADC , dan ini hanya 10-bit yang satu & LPC2144 / 46/48 mempunyai dua ADC, dan ini hanya ADC hampir 10-bit. Walaupun ADC0 merangkumi 6-saluran dan ADC1 mempunyai 8-saluran. Oleh itu, bilangan ADC i / ps yang dapat diakses untuk LPC2141 atau 42 adalah 6 & 14 untuk LPC2141 atau 42.
10-bit DAC (Penukar Digital ke Analog)
DAC membenarkan mikrokontroler ini menghasilkan analog / o analog, dan VREFadalah output terbaik dari a digital ke analog voltan.
Pengawal Peranti-USB 2.0
Bas bersiri universal terdiri daripada 4 wayar, dan itu memberikan sokongan untuk komunikasi antara sebilangan periferal dan host. Pengawal ini membenarkan lebar jalur USB untuk menyambungkan peranti menggunakan protokol berdasarkan token.
Bas ini menyokong pemasangan palam panas dan koleksi peranti dinamik. Setiap komunikasi dimulakan melalui pengawal host. Mikrokontroler ini direka dengan pengawal alat bas bersiri universal yang membolehkan data 12 Mbit / saat digantikan oleh pengawal host USB.
UART
Mikrokontroler ini merangkumi dua UART untuk penghantaran standard & mendapatkan garis data. Berbeza dengan mikrokontroler sebelumnya (LPC2000), UART dalam mikrokontroler LPC2141 / LPC2142 / LPC2144 / LPC2146 / LPC2148 memulakan penjana kadar baud separa yang digunakan untuk kedua-dua UART, yang memungkinkan jenis mikrokontroler ini untuk mencapai kadar baud khas seperti 115200 oleh setiap frekuensi kristal melebihi 2 MHz . Selain itu, fungsi kawalan seperti CTS / RTS dilaksanakan sepenuhnya dalam perkakasan.
Serial I / O Pengawal bas I2C
Setiap mikrokontroler dari LPC2141 / LPC2142 / LPC2144 / LPC2146 / LPC2148 termasuk dua I2C pengawal bas, dan ini dua arah. Kawalan antara-IC boleh dilakukan dengan bantuan dua wayar iaitu SCL dan SDA. Di sini SDA & SCL adalah garis jam bersiri dan garis data bersiri
Setiap alat dikenal pasti oleh alamat individu. Di sini, pemancar dan penerima boleh berfungsi dalam dua mod seperti mod induk / mod hamba. Ini adalah bas multi-master, dan boleh dikendalikan oleh satu atau lebih tuan bas yang berkaitan dengannya. Pengawal mikro ini menyokong kadar bit hingga-400 kbit / s.
Pengawal Input / Output Serial SPI
Pengawal mikro ini merangkumi pengawal SPI tunggal dan bertujuan menangani banyak tuan & hamba yang berkaitan dengan bas yang ditentukan.
Cukup tuan & hamba dapat bercakap melalui antara muka sepanjang penghantaran data yang ditentukan. Selama ini, tuan selalu mengirimkan data byte kepada hamba, dan hamba terus mengirimkan data ke tuan.
Pengawal Input / Output Bersiri SSP
Mikrokontroler ini mengandungi SSP tunggal, dan pengawal ini mampu memproses pada SPI, bas Microwire atau SSI 4-wayar. Ia dapat berkomunikasi dengan bas beberapa tuan dan juga hamba
Tetapi, hanya tuan tertentu, dan juga hamba, dapat berkomunikasi di dalam bas sepanjang penghantaran data yang ditentukan. Mikrokontroler ini menyokong pemindahan dupleks penuh, dengan bingkai data 4-16 bit yang digunakan untuk aliran data dari tuan-hamba dan juga dari hamba-tuan.
Pemasa / Pembilang
Pemasa dan pembilang direka untuk mengira kitaran PCLK (jam periferal) & secara pilihan menghasilkan gangguan berdasarkan daftar 4 perlawanan.
Dan itu merangkumi empat tangkapan i / ps untuk menangkap nilai pemasa apabila isyarat i / p berubah. Beberapa pin dapat dipilih untuk melakukan penangkapan tertentu. Mikrokontroler ini dapat mengira peristiwa luaran pada input tangkapan sekiranya nadi luaran paling sedikit adalah setara. Dalam susunan ini, garis penangkapan terbiar dapat dipilih seperti penangkapan pemasa biasa i / ps.
Pemasa Pengawas
Pemasa pengawas digunakan untuk menetapkan semula mikrokontroler dalam jangka masa yang munasabah. Apabila ia dibenarkan maka pemasa akan menghasilkan semula sistem jika program pengguna tidak berjaya memuatkan semula pemasa dalam jangka masa yang tetap.
Jam RTC-Masa Nyata
RTC dimaksudkan untuk menyediakan kaunter untuk menghitung waktu ketika kaedah operasi tidak aktif atau biasa dipilih. RTC menggunakan sejumlah kecil kuasa dan direka untuk pengaturan yang digerakkan oleh bateri yang sesuai di mana unit pemprosesan pusat tidak berfungsi secara berterusan
Kawalan Kuasa
Pengawal mikro ini menyokong dua mod kuasa pekat seperti mod pemadaman dan mod terbiar. Dalam mod Idle, pelaksanaan arahan seimbang sehingga berlaku gangguan atau RST. Fungsi operasi pemeliharaan periferal sepanjang mod terbiar & dapat menghasilkan gangguan sehingga menyebabkan CPU memulakan semula penamat. Mod Idle menghilangkan kuasa yang digunakan oleh CPU, pengawal, sistem memori, dan bas dalam.
Dalam mod power down, pengayun dinyahaktifkan dan IC tidak mempunyai jam dalaman. Daftar periferal, keadaan pemproses dengan register, nilai SRAM dalaman dijaga semasa mod Power-down & pin output tahap logik cip tetap tetap.
Mod ini dapat diselesaikan dan proses biasa dimulakan semula oleh gangguan tertentu yang mampu berfungsi tanpa jam. Oleh kerana operasi cip seimbang, mod Power-down mengurangkan penggunaan kuasa cip menjadi hampir sifar.
PWM -Pulse Width Width
PWM didasarkan pada blok pemasa normal & juga terdapat dalam semua ciri, walaupun fungsi modulator lebar nadi terpaku pada mikrokontroler seperti LPC2141 / 42/44/46/48.
Pemasa dimaksudkan untuk mengira kitaran PCLK (jam periferal) & secara opsional menghasilkan gangguan apabila nilai pemasa tertentu timbul berdasarkan daftar 7 perlawanan, dan fungsi PWM juga bergantung pada peristiwa daftar pertandingan.
Keupayaan kawalan secara individu meningkatkan & menurunkan kedudukan sempadan membolehkan modulasi lebar nadi dapat digunakan untuk beberapa aplikasi. Sebagai contoh, kawalan motor khas dengan multi-fasa menggunakan output PWM 3 yang tidak bertindih dengan kawalan berasingan setiap lebar nadi dan juga kedudukan.
Bas VPB
Pembahagi VPB menyelesaikan hubungan antara CCLK (jam pemproses) dan PCLK (jam yang digunakan oleh peranti persisian). Pembahagi ini digunakan untuk dua tujuan. Penggunaan pertama adalah untuk membekalkan periferal oleh PCLK pilihan menggunakan bas VPB supaya mereka dapat berfungsi pada kelajuan pemproses ARM yang dipilih. Untuk mencapai ini, kelajuan bas ini dapat mengurangkan kadar jam pemproses dari 1⁄ 2 -1⁄ 4.
Kerana bas ini mesti berfungsi dengan tepat semasa power-up, dan keadaan lalai pada RST (reset) adalah untuk bas berfungsi pada 1⁄ 4 dari kadar jam pemproses. Penggunaan kedua ini adalah untuk membolehkan penjimatan kuasa setiap kali aplikasi tidak memerlukan periferal untuk berfungsi pada kadar pemproses yang lengkap. Oleh kerana pembahagi VPB dikaitkan dengan output PLL, ini tetap aktif sepanjang mod terbiar.
Peniruan & Penyahpepijatan
Mikrokontroler (LPC2141 / 42/44/46/48) memegang emulasi & debug melalui port bersiri-JTAG. Permintaan port jejak menelusuri pelaksanaan program. Fungsi surih & konsep penyahpepijatan dilipatgandakan dengan port1 dan GPIO.
Keselamatan Kod
Ciri keselamatan kod mikrokontroler LPC2141 / 42/44/46/48 ini membenarkan fungsi untuk mengawal sama ada ia dapat dilindungi atau disahpijat dari pemeriksaan.
Oleh itu, ini semua berkaitan dengan seni bina mikrokontroler LPC2148 berasaskan ARM7. Dari artikel di atas, akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahawa ARM adalah seni bina yang digunakan dalam banyak pemproses dan juga mikrokontroler. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah seni bina pemproses ARM?
