Mikrokontrolery z rdzeniem ARM

Wykład 6

Plan wykładu

• Cortex-A9 c.d.• Mikrokontrolery firmy ST

• Mikrokontrolery firmy NXP• Mikrokontrolery firmy AnalogDevices

• Mikrokontrolery firmy Freescale• Mikrokontrolery firmy Texas Instruments

Cortex-A9

• Główne cechy:– Najbogatsza wersja rodziny Cortex-A– Następca wysokowydajnej rodziny ARM11– Przewidziane do zastosowań w procesorach o dużej i bardzo dużej mocy obliczeniowej– Możliwe wersje jedno- i wielordzeniowe– Praca z zegarem do 2GHz– Możliwość bloków NEON oraz FPU– Wsparcie dla odtwarzania Adobe FLASH– Prędkość działania: do 5000 DMIPS na rdzeń– Dostępne wersje optymalizowane pod kątem prędkości lub zużycia energii

ARM-NEON

• Główne cechy:– ARM NEON jest blokiem SIMD ogólnego użycia– Przeznaczony głównie do obróbki multimediów– Pozwala na zwiększenie wydajności przetwarzania grafiki o około 3x w porównaniu z rodziną ARMv5– W przypadku kodów DSP wzrost wydajności może byćjeszcze większy (do 8x)– Posiada 32 rejestry 64-bitowe łączone w 16 rejestrów 128-bitowych

ARM-NEON

• Rejestry są uważane za wektory elementów tego samego rodzaju• Dostępne typy danych: 8-bit, 16-bit, 32-bit, 64-bit oraz float pojedynczej precyzji (!)• Instrukcja wykonuje tą samą operację na wszystkich torach

Mikrokontrolery z rdzeniem ARM

Mikrokontrolery STM32

ARM - historia

STM32 Value Line

• Główne cechy:– Rodzina procesorów oparta na rdzeniu Cortex-M– Zachowana kompatybuilność pinowa ze starszymi układami STM32– Prędkość taktowania rdzenia Cortex-M3 do 24 MHz– Rodzina przewidziana do zastosowań typu cost-sensitive– Rodznia przewidziana jako zastępstwo procesorów 16-bitowych

STM32 Value Line - architektura

STM32 Value Line - cechy

• Główne cechy:– Pamięć FLASH do 128 kB– Pamięć RAM do 8 kB

– Do 16 przetworników ADC 12-bit (1.2 µs)– 2 x 12-bit DAC– Do 7 timerów 16-bitowych dających kontrolę nad 26 wyjściami– Funkcja Consumer Electronic Control (CEC)– I2C, SPI oraz UART– Wbudowany oscylator oraz watchdog

STM32 Connectivity Line

STM32 Connectivity Line

• Główne cechy:– Rodzina procesorów oparta na rdzeniu Cortex-M3– Zachowana kompatybuilność pinowa ze starszymi układami STM32– Prędkość taktowania rdzenia Cortex-M3 do 72 MHz– Rodzina przewidziana wszędzie tam, gdzie konieczna jest spora wydajność oraz możliwości komunikacyjne

STM32 Connectivity Line - architektura

STM32 Connectivity Line - cechy

• Główne cechy:– Pamięć FLASH do 256 kB– Pamięć RAM do 64 kB

– Do 16 przetworników ADC 12-bit (1.2 µs)– 2 x 12-bit DAC– Do 7 timerów 16-bitowych dających kontrolę nad 26 wyjściami– Wielokanałowe DMA– Do 14 interfejsów komunikacyjnych

STM32 Connectivity Line - cechy

• Główne cechy, c.d.:– 10/100 Mb Ethernet MAC z członem DMA– Wsparcie interfejsów MII oraz RMII– Host USB 2.0 z dedykowanym buforem– Dwie magistrale CAN 2.0B z dedykowanymi buforami– Blok PLL– 10 timerów– I2C, SPI, UART– Bootloader na UART, USB oraz CAN

STM32 Connectivity Line - zastosowania

Mikrokontrolery z rdzeniem ARM

NXP portfolio of ARM core processors

NXP ARM Family Overview

LPC1000 (Cortex-M3/M0)

LPC1000

• Główne cechy:– Rodzina procesorów oparta na rdzeniu Cortex-M0 oraz Cortex-M3– Wersje o bardzo małym poborze mocy i niewielkiej ilości peryferii (LPC1100) ale sporej wydajności – Wersje z rdzeniem Cortex-M3 taktowane do 100MHz– Do 512kB FLASH oraz do 64kB RAM– Sporo peryferii: USB host, Ethernet, CAN, I2S, Fast Mode I2C, PWM, Quadrature Encoder Interface, itd.

LPC1100 - wydajność

LPC2000 (ARM7)

LPC2000

• Główne cechy:– Szeroka i najpopularniejsza rodzina firmy NXP z rdzeniami ARM– Rodzina oparta o rdzenie ARM720 oraz ARM7TDMI-S– Taktowanie zegara do 72MHz– Do 512kB FLASH oraz 98kB RAM– Zintegrowane interfejsy: Ethernet, USB host, I2C, I2S, UART, SPI– Wielokanałowe DMA– Dostępne również wersje z interfejsami LCD oraz SD/MMC

LPC3000

• Główne cechy:– Najszybsza rodzina mikrokontrolerów NXP– Dostępne wersje działające do 266MHz– Wsparcie procesorów dla systemów Linus oraz WinCE– Do 256kB RAM oraz do 64kB cache– Do 3 portów USB– Do 7 portów UART !– Kontroler LCD, ekranu dotykowego oraz SD/MMC– Dostępne obudowy – wyłącznie BGA

Mikrokontrolery z rdzeniem ARM

ADuC7xxx

• Główne cechy:– Rodzina mikrokontrolerów analogowych z rdzeniami ARM7TDMI– Pochodna rodziny ADuC8xx z rdzeniami o zwiększonej wydajności– Do 96kB FLASH– Do 8kB RAM– Prędkość taktowania do 44MHz– Do 16 kanałów 12-bitowego ADC– Do 4 kanałów 12-bitowego DAC– Dostępne również wersje z 24-bit ADC i 14-bit DAC

ADuC 7026

PLA – Programmable Logic Array

Kontroler mostka typu H

Mikrokontrolery z rdzeniem ARM

Freescale i rdzenie ARM

• Freescale konstruuje z rdzeniem ARM jedynie duże i bardzo wydajne mikrokontrolery

• W mniejszych wykorzystuje swoje własne rozwiązania (HC08, PowerQuicc, ColdFire, PowerPC, CorIQ, …)

• Freescale wykorzystuje w swoich procesorach rdzenie ARM9, ARM11 oraz Cortex-A8

Rodzina i.MX

• Freescale oferuje cztery podrodziny:– i.MX2 z rdzeniem ARM926– i.MX3 z rdzeniem ARM1139– i.MX5 z rdzeniem Cortex-A8– i.MXS z rdzeniem ARM9TDMI

Rodzina i.MX2

Rodzina i.MX3

Rodzina i.MX5

Rodzina i.MXS

Mikrokontrolery z rdzeniem ARM

Rodzina Stellaris

• Główne cechy:– Rodzina oparta na wydajnym rdzeniu Cortex-M3– Przewidziana do zastosowań o średnich wymogach wydajnościowych– Prędkość zegara do 100MHz– Ponad 160 dostępnych rodzajów mikrokontrolerów– Do 256kB FLASH– Do 96kB RAM– Dostępne podrodziny z blokami Ethernet, CAN oraz USB

Rodzina Stellaris

Rodzina Sitara

Rodzina Sitara

• Główne cechy:– Wysoko wydajna rodzina oparta na rdzeniach ARM9 oraz Cortex-A8– Przewidziana wszędzie tam, gdzie potrzebna jest duża wydajność (grafika, wideo) przy niskim koszcie– Prędkość zegara od 200MHz do ponad 1GHz– Rodzina składa się zaledwie z kilku układów– Wiele różnych, zaawansowanych peryferiów– Wsparcie dla aplikacji wideo– Interfejsy do pamięci zewnętrznych (np. DDR2)

Dziękuję za uwagę