《{营销策划方案}推广CortexM0内核与应用方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{营销策划方案}推广CortexM0内核与应用方案（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、走近 Cortex-M0,市场定价最低的32位MCU,目 录,Cortex-M0内核简介,1,2,LPC1100系列MCU简介,3,LPC1100系列MCU性能分析,4,LPC1100系列MCU开发工具,5,LPC1100系列MCU应用案例,NXP微处理器回顾,80C51,LPC900/LPC700,8位单片机,高达18MHz,重点应用,工业,消费,多媒体,自动化,NXP微控制器,Cortex,Cortex-M0,ARM7,ARM9,Cortex-M3,Cortex-M4,ARM7DMI-S,ARM720(LH7),ARM926EJ-S,ARM922T(LH7A),ARM968(LPC2900
2、),LPC1000,LPC2000,LPC3000,低功耗/混合信号,中档,应用处理器,高达100MHz,高达84MHz,高达270MHz,传感器,电子计量,16位应用,电池应用,网络互联,工业,智能控制,白色家电,网络互联,工业,消费,多媒体,全球首款采用Cortex-M0架构的微控制器，工作频率高达50MHz。,凭借其出色的数据处理能力、多样化的节能模式及业界领先的超低功耗，为追求ARM架构的8/16位MCU用户提供一种全新的32位处理器解决方案。,目前是市场上定价最低的32位MCU，其价值和易用性远远超过市场上的8/16位MCU。,LPC1100,LPC1100,LPC1100,Cort
3、ex-M0TM系列处理器的市场定位,Cortex-M0内核简介,Cortex-M0处理器,32位ARM RISC处理器,16位Thumb指令集,功耗与面积高度优化,设计专用于低成本、低功耗场合,中断现场自动保存,减少进入与退出中断的软件开销,确定的指令执行时间,同一类指令的执行时间总是确定的,Thumb指令集,32位的操作码 16位的指令系统,应用于ARM7TDMI（T代表 Thumb） 自ARM处理器问世以来都支 持Thumb指令集 更小的代码量,超集：Thumb-2指令集,处理器所有的操作都能在 Thumb状态下完成 16位指令与32位指令并存 Cortex系列处理器都能支持,Thumb向
4、上兼容,Cortex-M0指令集架构,基于16位的Thumb ISA指令集,Dhrystone测试0.9DMIPS/MHz,ISA：ARM7TDMI的小型指令集架构,完成8、16或32位的数据传输 只需一条指令,Dhrystone：整形运算性能测试,Thumb,Thumb-2,仅56条指令，且指令执行时间都是确定的,Cortex-M0/M3指令集比较,内部寄存器(17个),所有的寄存器都是32位 存在可以处理8/16/32位数 据的指令,内部寄存器(17个),堆栈指针R13（SP）,连接寄存器R14（LR）,程序计数器R15（PC）,程序状态寄存器组 （xPSR）,R0 R7（低区寄存器）,1
5、3个通用寄存器（R0 R12）,R8 R12（高区寄存器）,3个特殊功能寄存器（R13 R15）,指令执行,绝大多数指令占用2字节的存储空间,指令执行占用确定的时间,数据处理指令（例如加、移位、逻辑或）1个时钟周期内完成 数据传输（例如加载，存储）需2个时钟周期 分支转移指令需要3个时钟周期,指令操作码都是32位,处理器的寄存器和算术逻辑单元（ALU ）都是32位,示例：16位乘法,以一个具有10位模数转换器（ADC）的处理器乘法操作为例：,8位操作,16位操作,32位操作,时 间：48个时钟周期,代码量：48个字节,时 间：8个时钟周期,代码量：8个字节,时 间：1个时钟周期,代码量：2个字
6、节,嵌套向量中断控制器（NVIC）,更有效地处理异常中断 集成于处理器内部，靠近内核 高效处理系统异常（Exceptions）和中断（Interrupts） 特性 异常优先级设置 “咬尾中断”机制和“晚到异常”处理,完全确定的异常处理时间 异常处理所花销的时钟周期数一样 16个时钟周期的固定开销 特定寄存器用来权衡延时和预防抖动 只要会C就能编写程序,中断处理,当中断发生时，硬件自动将相关寄存器的值压入堆栈,Push,中断处理程序可完全用C语言编写,堆栈内容支持ARM架构的C/C+函数调用标准,复位后初始堆栈指针SP指向0 x00处,中断处理函数的对比,传统途径,Cortex体系中断处理,跳转
7、到异常向量表-分支取指,高级处理异常重入,NVIC自动处理,保存相关寄存器 中断优先级 中断嵌套,中断服务程序（ISR）可直接用 C语言编写,完全支持C语言指针向量 ISR就是一个C函数,快速中断响应-软件开销小,WFI和sleep-on-exit功能,软件控制睡眠模式,Sleep（睡眠）,Deep sleep（深度睡眠）,WIC唤醒信号传递给PMU,电源管理单元(PMU),WIC,唤醒,深度睡眠,Cortex-M系列具很好的睡眠模式控制,极低的待机功耗(Cortex-M0内核功耗不到40A/MHz),非常适用于电池便携设备,一个低门数中断唤醒控制器（WIC）,内核时钟停止 NVIC继续对中断
8、有效,WIC对选择指定中断有效 Cortex-M0可进入保持状态,内核立即被唤醒 立即响应关键事件,LPC1100系列产品介绍,LPC1100系列芯片选型,LPC1100的优点,超低功耗 性能优越 应用简单 片内外设丰富,功耗分析,RAM占25%左右,外设占10%左右,模拟部分占5%左右,内核占20%左右,Flash占40%左右,功耗分析,1,4,3,2,0,5,6,12,16,20,24,28,32,36,频率(MHz),电流(mA),LPC1100电流与频率,While（1）；循环 150A/MHz,单周期乘法器,LPC1100,单周期内实现对两个32 位字进行乘法运算,存储方式,小端模式
9、,操作系统扩展,24位系统节拍定时器 进程堆栈指针寄存器 高级访问指令,调试,支持串行调试(SWD) 支持4个断点，2个观察点 不支持串行线跟踪输出(SWO),LPC1100系列芯片的配置,LPC1100的系统框图,LPC1100简单的AHB-lite接口,内核零等待进入 AHB无缓冲 无突发交换 无组合访问和重定义顺序访问,LPC1100存储系统,Cortex-M0交叉存取指令和数据 与独立的指令和数据总线存取方式相比，这种方式不会产生明显的性能下降，性能变化小于5% 零延尺32位总线接口 所有的IAP和ISP代码都装在ROM 用来编程Flash和驱动代码,LPC1100存储系统,Thumb
10、指令集（16位） Flash总线宽度和系统总线宽度匹配，均为32位宽 使用自定义时间的读时序 相比两次16位读取操作，一次32位读取消耗的电流更强 增强处理器性能,LPC1100时钟产生,带分频器的时钟产生单元，可用于 主振荡器时钟 IRC时钟 CPU时钟 看门狗时钟 12MHz内部RC振荡器，1%精度，可选择作为系统时钟 PLL允许CPU以最大速率运行而无需高频晶体。支持从主振 荡器、IRC、看门狗振荡器启动 外部晶体振荡器范围：1MHz25MHz,LPC1100时钟输出,时钟输出 可以输出任何一种频率的时钟而不受CPU时钟的影响 集成时钟分频器,LPC1100电源控制,集成PMU(电源管理
11、单元)，降低三种节能模式的功耗： 睡眠模式 深度睡眠模 深度掉电模式 3.3V单电源供电（1.8V至3.6V）,LPC1100外设UART接口,用于控制波特率的小数分频器 实现软件或硬件流控制的自动波特率的检测能力 16字节的接收和发送FIFO并可配置触发深度 1，4，8，14字节触发深度 完全支持Modem控制 支持EIA-485/RS-485的9位模式 支持9位模式的软件地址检测和自动地址检测 支持自动方向控制,LPC1100外设I2C接口,可配置为主机、从机或主/从机 主、从机之间双向数据传输 支持快速模式Plus，符合I2C总线规范（运行速度高 达1MHz） 可编程时钟允许I2C可以在
12、不同的传输速率下运行 支持监控模式 能同时响应多个I2C从机地址,LPC1100外设SPI,8帧收发FIFO，每帧4 16位 兼容多种总线协议 SPI总线（Motorola）、SSI总线（TI）、Microwire总线（National） 最大速率 25Mbits/s（主机模式） 6Mbits/s（从机模式）,LPC1100外设定时器/计数器,2个通用32位可编程定时器/计数器 具有捕获输入、比较输出功能 可配置为作计数器或定时器模式 匹配输出可执行翻转电平、输出高电平、输出低电平或不执行任何操作 PWM模式,LPC1100外设定时器/计数器,2个通用16位可编程定时器/计数器 具有捕获输入、
13、比较输出功能 可配置为作计数器或定时器模式 匹配输出可执行翻转电平、输出高电平、输出低电平或不执行任何操作 PWM模式,LPC1100外设定时器/计数器,32位WDT（看门狗定时器） 若未周期性重载则复位芯片 支持调试模式 多个时钟源（看门狗振荡器、内部RC振荡器、主振荡器）,LPC1100外设定时器/计数器,系统内置 24位定时器,LPC1100外设高速GPIO,多达42个高速GPIO(速度高达12.5MHz) 14个可产生中断的数字端口 所有引脚都可配置为使能/禁止的上拉/下拉功能 支持总线保持模式 特定端口支持大电流(20mA)输出,如I2C引脚 管脚具有5V耐压值,LPC1100外设A
14、DC,10位逐次逼近式模数转, 换器转换时间大于等于2.44s 8个引脚复用为A/D输入脚 内置电压参考源 测量范围为0V VDD（3V3） 一个或多个输入的Burst转换模式 可选择由输入跳变或定时器匹配信号触发转换 每个通道拥有独立转换结果寄存器，大大减小中断开销,LPC1100外设复位源,RESETN引脚复位 看门狗（WDT）复位 上电复位（POR） 掉电检测复位（BOD） 4级电压监测 BOD触发产生有效中断信号发送到NVIC BOD触发复位信号,LPC1100外设功率控制,睡眠模式 深度睡眠模式 深度掉电模式,LPC1100外设节电模式比较,睡眠模式,内核时钟停止 复位或者中断都会将
15、CPU内核唤醒 外设在CPU睡眠模式期间继续运转,深度睡眠模式,深度掉电模式,所有时钟停止（状态被保存） 多种功率选择,整个芯片电源被关闭（状态丢失） 时钟域寄存器组保持不变。特定寄存器状态可以查询芯片深度掉电前的状态信息 通过唤醒引脚可以将芯片从该模式下唤醒,LPC1100外设串行调试接口,无代理目标调试,LPC1100外设串行调试接口,自动检测 支持全速运行、停止、单步调试 Flash下载和校验 支持对寄存器和存储器的读写操作 源码交叉disassembly,仅需2个引脚,同样的功用JTAG需要6个引脚,高性能,400KB/s 5MHz,LPC1100微控制器性能分析,指令长度-对比16/
16、8位MCU,Max,Min,Max,Min,Max,Min,8051,PIC18,PIC24,MSP430/ MSP430 x,ARM Cortex-M0,16,32,48,64,指令位数,8位单片机,16位单 片机,32位单 片机,指令长度-对比16/8位MCU,Max,Min,Min,Max,Min,8051,PIC18,PIC24,MSP430/ MSP430 x,ARM Cortex-M0,16,32,48,64,指令位数,8位单片机,指令长度-对比16/8位MCU,Max,Min,Max,Min,Max,Min,8051,PIC18,PIC24,MSP430/ MSP430 x,ARM Cortex-M0,16,32,48,64,指令位数,16位MCU的指令长度并不是16位 MSP430：高达32位，它的扩展版本指令长度更是高达64位 PIC24：24位,16位单 片机,指令长度-对比16/8位MCU,Max,Min,Max,Min,Max,Min,
