各品牌ARM SoC技術(shù)比較分析

　　Philips的LPC2214

　　它的CPU核心是16/32-bit ARM7TDMI-S，S是“可合成”(synthesizable)的意思，可讓SoC設(shè)計業(yè)者能將ARM7TDMI核心快速地和靈活地與其它IP合成。LPC2214的主要特性如下：

　　內(nèi)建有256 Kbytes的FLASH、16 Kbytes的SRAM，工作速率60 MHz。128-bit的“內(nèi)存加速模塊”(memory accelerator module;MAM)，能使CPU快速攫取到(prefetch)下一個ARM指令，因此，執(zhí)行速率可以達到60 MHz。

　　透過芯片內(nèi)的開機加載軟件(boot loader)，可以達到“系統(tǒng)內(nèi)編程”(In-System Programming;ISP)和“應(yīng)用中編程” (In-Application Programming;IAP)的功能。

　　所謂”系統(tǒng)內(nèi)編程”是指利用JTAG和軟件，可以在很短的時間內(nèi)(約30秒~40秒)，將使用者系統(tǒng)程序?qū)懭隖LASH中，或清除FLASH的所有內(nèi)容;在這過程中，并不需要從主機板中將處理器或FLASH拆除，因此可以節(jié)省成本和時間。這有利于產(chǎn)品的開發(fā);或能讓技術(shù)人員到客戶端更新軟件或參數(shù)，且不需要拆機殼大翻修。目前大多數(shù)的MCU、SoC、DSP、FPGA/CPLD都有提供類似的工具和功能。

　　所謂“應(yīng)用中編程”是指利用兩組FLASH，可以在遠程將韌體版本升級。當將第一組FLASH的程序代碼被清除或被重新寫入時，處理器使用第二組FLASH的程序代碼來執(zhí)行。當?shù)谝唤MFLASH的寫入作業(yè)完成之后，系統(tǒng)可以馬上切換去執(zhí)行第一組FLASH里面的程序代碼。這個功能對網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備而言，是很重要的，因為當韌體版本升級時，這些設(shè)備的操作系統(tǒng)是不能停止的。

　　支持EmbeddedICE-RT和Embedded Trace接口，透過RealMonitor軟件可以進行實時除錯。

　　8個通道的10-bit ADC，轉(zhuǎn)換時間小于2.44μs。

　　2個32-bit定時器(4個采集信道和4個比較信道)，1個PWM單元(6個輸出)、1個實時時脈產(chǎn)生器(real time clock)、1個看門狗定時器。

　　多種序列接口，這包含：2個UART、1個快速I2C(400 Kbps)、2個SPI。

　　1個向量式中斷控制器(可設(shè)定中斷的優(yōu)先級和中斷向量的地址)。

　　可設(shè)定的外部內(nèi)存接口，最多可設(shè)定4個內(nèi)存排組(bank)，每排最長16M-bit和8/16/32-bit的數(shù)據(jù)寬度(因此，支持的最大內(nèi)存空間是64 MBytes)。

　　最多112個GPIO腳位(5V)。9個外部中斷腳位(邊緣或水平觸發(fā))。

　　內(nèi)建有PLL，支持的最大CPU時脈為60 MHz。

　　內(nèi)建有石英振蕩器，工作頻率范圍是1 MHz~30 MHz。

　　兩種低功率模式：閑置(Idle)和功率下降(Power-down)。

　　透過外部中斷，可以將處于“功率下降模式”的處理器喚醒。

　　為了使功率的利用能夠達到最佳化，可以開啟(enable)或關(guān)閉(disable)個別的周邊功能。

　　LPC2214也和TMS470一樣有支持ADC的功能，因此，它們都很適合用來開發(fā)數(shù)據(jù)采集用途的裝置，例如：條形碼掃描機等。不過，TMS470的MibADC可以支持16個通道，但LPC2214只支持8個通道。

　　其實，LPC2214的PWM的運作原理和定時器一樣。定時器是依照7個比較緩存器(match register)來計算外圍裝置的時脈周期數(shù)目，并產(chǎn)生中斷;或當定時器的計數(shù)數(shù)目達到特定值時，系統(tǒng)就會去執(zhí)行指定的工作。因為它能夠分別控制上升緣和下降緣的位置，所以應(yīng)用較廣。例如：多相(multi-phase)馬達的控制通常需要3個不重迭的(non-overlapped)PWM輸出，分別控制3個脈沖寬度和位置。7個比較緩存器能夠提供最多6個單邊(single edge)控制的，或3個雙邊(double edge)控制的PWM輸出脈沖。

　　LPC2214的內(nèi)存映像(圖4)是固定的，在重新映像時，不需要再設(shè)計其它復(fù)雜的程序代碼，以便在不同的地址區(qū)塊執(zhí)行。其中，CPU中斷向量可以被重新映像，好讓中斷向量能儲存于芯片內(nèi)的FLASH中(默認值為0x00000000)，或儲存于芯片內(nèi)的SRAM中。藉由設(shè)定MEMMAP緩存器的值，就可以進行重新映射，重新映射完成后，開機碼區(qū)塊(boot block)將被搬移(relocate)至芯片內(nèi)存儲器映像的最上方。

　　LPC2000系列的SoC都具有下列三種工作模式或開機狀態(tài)：

　　開機加載模式：被硬件重置啟動，之后，開機加載程序會被執(zhí)行。開機碼區(qū)塊里的中斷向量會被映像至內(nèi)存映像(FLASH)的最下方，以便于在開機加載過程，能夠處理例外和中斷請求。

　　使用者FLASH模式：當開機加載程序發(fā)現(xiàn)FLASH里有使用者程序存在時，而且開機加載程序不需要再執(zhí)行時(沒有被強制執(zhí)行)，就進入此模式。(這很像PC的BIOS開機過程，若一直按F1或DEL鍵，就會進入BIOS模式;若不按此鍵，則操作系統(tǒng)會正常運作。)在此模式中，中斷向量不會被映射，仍然位于FLASH的最下方。

　　使用者RAM模式：被使用者程序啟動。中斷向量被重新映射至SRAM的最下方。