位RISCCUARM芯片的應(yīng)用和選型

32位RISCCPUARM芯片的應(yīng)用和選型摘要：ARM公司以及ARM芯片的現(xiàn)狀和發(fā)展，從應(yīng)用的角度介紹了ARM芯片的選擇方法，并介紹了具有多芯核結(jié)構(gòu)的ARM芯片。列舉了目前的主要ARM芯片供應(yīng)商，其產(chǎn)品以及應(yīng)用領(lǐng)域。舉例說(shuō)明了幾種嵌入式產(chǎn)品最佳ARM芯片選擇方案。關(guān)鍵詞：ARMMMUSOCRISCCPUARM公司自1990年正式成立以來(lái)，在32位RISC（ReducedInstructionSetComputer）CPU開(kāi)發(fā)領(lǐng)域不斷取得突破，其結(jié)構(gòu)已經(jīng)從V3發(fā)展到V6。由于ARM公司自成立以來(lái)，直以IP（IntelligenceProperty）提供者的身份向各大半導(dǎo)體制造商出售知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而自己從不介入芯片的生產(chǎn)銷售，加上其設(shè)計(jì)的芯核具有功耗低、成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)，因此獲得眾多的半導(dǎo)體廠家和整機(jī)廠商的大力支持，在32位嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域獲得了巨大的成功，目前已經(jīng)占有75%以上32位RISC嵌入式產(chǎn)品市場(chǎng)。在低功耗、低成本的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域確立了市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)ARM芯片的國(guó)際大公司已經(jīng)超過(guò)50多家，國(guó)中興通訊和華為通訊等公司已經(jīng)購(gòu)買ARM公司芯核用于通訊專用芯片的設(shè)計(jì)。目前非常流行的ARM芯核有ARM7TDMI，StrongARM，ARM720T，ARM9TDMI，ARM922T，ARM940T，RM946T，ARM966T，ARM10TDMI等。自V5以且，ARM公司提供PiccoloDSP的芯核給芯片設(shè)計(jì)得，用于設(shè)計(jì)ARMDSP的SOC（SystemOnChip）結(jié)構(gòu)芯片。此外，ARM芯片還獲得了許多實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RealTimeOperatingSystem）供應(yīng)商的支持，比較知名的有：WindowsCE、Linux、pSOS、VxWorks、Nucleus、EPOC、uCOS、BeOS等。隨著國(guó)內(nèi)嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，ARM芯片必然會(huì)獲得廣泛的重視和應(yīng)用。但是，由于ARM芯片有多達(dá)十幾種的芯核結(jié)構(gòu)，70多芯片生產(chǎn)廠家，以及千變?nèi)f化的內(nèi)部功能配置組合，給開(kāi)發(fā)人員在選擇方案時(shí)帶來(lái)一定的困難。所以，對(duì)ARM芯片做一對(duì)比研究是十分必要的。1ARM芯片選擇的一般原則從應(yīng)用的角度，對(duì)在選擇ARM芯片時(shí)所應(yīng)考慮的主要困素做一詳細(xì)的說(shuō)明。1.1ARM芯核如果希望使用WinCE或Linux等操作系統(tǒng)以減少軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間，就需要選擇ARM720T以上帶有MMU（memorymanagementunit）功能的ARM芯片，ARM720T、Stron-gARM、ARM920T、ARM922T、ARM946T都帶有MMU功能。而ARM7TDMI沒(méi)有MMU，不支持WindowsCE和大部分的Linux，但目前有uCLinux等少數(shù)幾種Linux不需要MMU的支持。1.2系統(tǒng)時(shí)鐘控制器系統(tǒng)時(shí)鐘決定了ARM芯片的處理速度。ARM7的處理速度為0.9MIPS/MHz，常見(jiàn)的ARM7芯片系統(tǒng)主時(shí)鐘為20MHz-133MHz，ARM9的處理速度為1.1MIPS/MHz，常見(jiàn)的ARM9的系統(tǒng)主時(shí)鐘為100MHz-233MHz，ARM10最高可以達(dá)到700MHz。不同芯片對(duì)時(shí)鐘的處理不同，有的芯片只有一個(gè)主時(shí)鐘頻率，這樣的芯片可能不能同時(shí)顧及UART和音頻時(shí)鐘準(zhǔn)確性，如CirrusLogic的EP7312等；有的芯片內(nèi)部時(shí)鐘控制器可以分別為CPU核和USB、UART、DSP、音頻等功能部件提供同頻率的時(shí)鐘，如PHILIPS公司SAA7750等芯片。1.3內(nèi)部存儲(chǔ)器容量在不需要大容量存儲(chǔ)器時(shí)，可以考慮選用有內(nèi)置存儲(chǔ)器的ARM芯片。見(jiàn)表1。表1內(nèi)置存儲(chǔ)器的ARM芯片防芯片勢(shì)型號(hào)建供應(yīng)洗商賄FL躁AS接H容膀量聯(lián)RO森M容嚷量覽SR奧AM跪容量柄AT屠91債F4道01袖62

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箏32灣K某by變te扒s1.4USB接口許多ARM芯片內(nèi)置有USB控制器，有些芯片甚至同時(shí)有USBHost和USBSlave控制器。見(jiàn)表2。表2內(nèi)置USB控制器的ARM芯片祖芯片吧型號(hào)賤AR傷M內(nèi)即核骨供應(yīng)西商出US陪B煉Sl緊av惠e脖US水B濃Ho史st平II越S接綠口凝S3徑C2命41封0

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跑11.5GPIO數(shù)量在某些芯片供應(yīng)商提供的說(shuō)明書(shū)中，往往申明的是最大可能的GPIO數(shù)量，但是有許多引腳是和地址線、數(shù)據(jù)線、串口線等引腳復(fù)用的。這樣在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要計(jì)算實(shí)際可以使用的GPIO數(shù)量。除1.姓6級(jí)中斷攜控制亂器埋AR爪M配內(nèi)核魂只提毀供快商速中脆斷（兄FI玩Q外）和遲標(biāo)準(zhǔn)怠中斷筑（貌IR亂Q周）兩谷個(gè)中字?jǐn)嘞驘?。全但各待個(gè)半咐導(dǎo)體圣廠家帝在設(shè)假計(jì)芯庭片時(shí)佩加入孕了自體己同蝴的中謠斷控垮制器繡，以祝便支訊持諸映如串象行口徒、外泄部中嘉斷、慎時(shí)鐘騎斷等餃硬件寸中斷緒。外宵部中當(dāng)斷控脖制是熊選擇拔芯片禍必須監(jiān)考慮薄的重常要因輩素，域合理庭的外攏部中昨斷設(shè)窮計(jì)可煩以很澆大程疏度的闊減少市任務(wù)雙調(diào)度孝工作蹤量。浪例如陰PH距IL無(wú)IP廈S倍公司督的初SA仆A7槳75慨0陽(yáng)，所程有扎G益PI寧O逼都可撒以設(shè)泉置成煎FI待Q替或陶IR春Q益，并尋且可濁以選握擇升尺沿、架下降病沿、鴨高電鵲平、瞎低電慘平四唇種中屆斷方憲式。客這使顯得紅曉外線初遙控?cái)D接收農(nóng)、指宿輪盤(pán)老和鍵骨盤(pán)等決任務(wù)努都可譽(yù)以作念為背蓋景程窄序運(yùn)占行。境而淚Ci殖rr再us泰L苗og用ic省公司夏的鋼EP蠻73套12抽芯片譯，只紀(jì)有霉4個(gè)億外部肌中斷掏源，偽并且餐房每個(gè)危中斷磚源都蠶只能擾是低叛電平爹或才園高電煩平中斤斷，耐樣在諷用于亦接收財(cái)紅外踩線信冠號(hào)的織場(chǎng)合銀時(shí)，嚴(yán)就必癥須用捐查詢銅方式倘，會(huì)浮浪費(fèi)押大量枝CP丸U銳時(shí)間陡。衣1.拋7述II國(guó)S攻（你In盜te兵gr舌at催e殲In演te般rf齒ac童e隊(duì)of遇S窯ou濁nd木）接園口幫即集矛成音師頻接何口。廈如果丙設(shè)計(jì)豪者頻輸應(yīng)用狼產(chǎn)品病，貼II負(fù)S畜總線液接口軌是必扛需的癢。傾1.湯8壺nW限AI苦T削信號(hào)祥外部嘗總線規(guī)速度炊控制膛信號(hào)雁。不屯是每時(shí)個(gè)犧AR腰M苦芯片君都提童供這紫個(gè)信享號(hào)引謊腳，退利用那這個(gè)概信號(hào)兄與廉拾價(jià)的擔(dān)GA始L盤(pán)芯片麗就可梁以實(shí)夜現(xiàn)與男符合掩PC側(cè)MC稼IA仿標(biāo)準(zhǔn)烈的妻WL峽AN濟(jì)卡和占Bl泉ue祖to哭ot輝h乞卡的愁接口落，而嚇不需顧要外魔加高知成本箏的努PC世MC翻IA鏟專用棗控制簽芯片網(wǎng)。另山外，飼當(dāng)需福要擴(kuò)狡展外狗部腔DS嗚P竿協(xié)處誼理器星時(shí)，觸此信蠻號(hào)也優(yōu)是必扶需的勸。耗1.素9齒RT隸C明（吹Re薯al撈T艙im夢(mèng)e屯Cl屋oc情k?。┪浜芏噢r(nóng)AR外M宇芯片屈都提佳供實(shí)悔時(shí)時(shí)暮鐘功變能，已但方差式不背同。敗如虎Ci州rr饅us靠L第og蕩ic王公司蹄的苦EP蹲73帶12秩的丹RT拘C繡只是爪一個(gè)恰32嫁位計(jì)察數(shù)器壺，需循要通裝過(guò)軟過(guò)件計(jì)鼓算出仰年月環(huán)日時(shí)析分秒福；而浙SA踩A7河75濕0植和賄S3貢C2項(xiàng)41綠0可等芯湖片的補(bǔ)RT跡C萍直接此提供頂年月醋日時(shí)些分秒望格式距。偶1.濁10舞L尚CD寨控制睛器困有些多AR霜M裝芯片鉤內(nèi)置揉LC否D趁控制啊器，此有的層甚至短內(nèi)置柿64屈K技彩色姑TF悲T務(wù)LC葉D蘭控制己器。喉在設(shè)虜計(jì)孟PD拿A飄和手習(xí)持式機(jī)顯示吐記錄腹設(shè)備誠(chéng)時(shí)，記選用柄內(nèi)置映LC縮D蠅控制觀器的慮AR鍵M稠芯片預(yù)如拿S1潑C2爸41合0架較為觸適宜騎。少1.歉11尊P寶WM寒輸出毯有些兼AR弓M疤芯片崇有斯2～鏈8路椅PW賠M都輸出乘，可氧以用車于電淋機(jī)控膜制或慢語(yǔ)音清輸出辱等場(chǎng)股合。蛙1.砌12呆A腰DC質(zhì)和泛DA言C災(zāi)有些似AR帳M超芯片段內(nèi)置愉2～們8通康道8倉(cāng)～1倡2位姨通用鼠AD奏C計(jì)，可攝以用陳于電權(quán)池檢趴測(cè)、修觸摸聾屏和勺溫度淡監(jiān)測(cè)寬等。井PH趨IL魯IP臉S厘的壇SA王A7眼75劈0朗更是喬內(nèi)置攀了一尼個(gè)賀16置位立瘋體聲掩音頻倍AD仁C隨和仿DA員C控，并色且?guī)Ю讯鷻C(jī)慶驅(qū)動(dòng)持。敬1.隱13卵擴(kuò)芽展總坊線酸大部開(kāi)分漆AR雨M慘芯片鎖具有陶外部鵲SD革RA皇M果和嫌SR于AM飛擴(kuò)展茫接口浮，不企同的眼AR見(jiàn)M臺(tái)芯片拌可以潛擴(kuò)展兄的芯嚴(yán)片數(shù)成量即卡片選非線數(shù)敏量不扭同，哄外部確數(shù)據(jù)蕩總線科有超8位露、1抬6位躲或3使2位趴。某融些特叼殊應(yīng)宗用A散RM您芯片漫如德體國(guó)崗Mi悼cr仍on并as裳的匹PU及C3俊03蒼0A釀沒(méi)有肯外部裝擴(kuò)展犁功能芬。育1.攔14靠U挪AR旱T柔和川Ir樹(shù)DA翠幾乎羅所有惜的惱AR咱M勁芯片棟都具蒙有扭1～嬸2個(gè)捉UA襯RT拉接口瑞，可搖以用棄于和轎PC承機(jī)通霉訊或欄用肅An菊ge漆l蟲(chóng)進(jìn)行匙調(diào)試邪。一辯般的輸AR眼M提芯片資通訊酬波特瓶率為惑11魯5，傾20亞0b夢(mèng)ps停，少砌數(shù)專蟻為藍(lán)訓(xùn)牙技礙術(shù)應(yīng)氏用設(shè)幻計(jì)的宏AR量M垃芯片客的爪UA購(gòu)RT元通訊泛波特外率可索以達(dá)趁到燃92跳0K楊bp歡s搜，如精Li潛nk仗up銳公司高L7累20吉5壯。屢1.務(wù)15識(shí)D勉SP叉協(xié)處培理器旨，見(jiàn)民表榨3。速表浸3奇AR陶M+述DS柴P結(jié)爸構(gòu)的錄AR茫M芯喝片神芯片摘型號(hào)桑供應(yīng)由商炕DS穴P昆co環(huán)re姨DS食P盆MI爭(zhēng)PS豎應(yīng)

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