Объявление

Свернуть
Пока нет объявлений.

Микроконтроллеры EP73xx семейства Maverick фирмы Cirrus Logic

Свернуть
X
Свернуть

  • Микроконтроллеры EP73xx семейства Maverick фирмы Cirrus Logic

    Юрий Герасимов, Алексей Сигаев
    Микроконтроллеры семейства Maverick фирмы Cirrus Logic уже достаточно хорошо известны в нашей стране. Вызвано это, в первую очередь, удачностью архитектуры при относительно невысокой цене, а также отсутствием проблем с приобретением. Не так давно фирма Cirrus Logic выпустила еще несколько микроконтроллеров этого семейства — EP7309, EP7311 и EP7312. Сохраняя в себе все особенности предыдущих представителей Maverick (EP72xx), новые устройства имеют в то же время и достаточно существенные отличия. Характеристики микроконтроллеров серии EP72xx уже достаточно подробно освещались в нашем журнале (см. №6/2000), поэтому далее будут рассмотрены только особенности архитектуры новых контроллеров, а также вопросы их программной поддержки.

    1. Особенности архитектуры микроконтроллеров EP73xx

    Ознакомившись с характеристиками представителей серии EP72xx легко заметить, что все микроконтроллеры семейства Maverick обладают достаточно большой вычислительной мощностью (по производительности процессорное ядро ARM720T, работающее на частоте 74 МГц, примерно эквивалентно процессору Intel Pentium, работающему на частоте 100 МГц). В то же время отсутствие интегрированной flash-памяти программ и неудачность реализации внешней шины контроллера до недавних пор затрудняли использование его возможностей в полную силу. Происходило это из-за того, что внешняя шина процессора (имеющая ширину 32 бита) способна работать на максимальной частоте только до 36 МГц, при этом минимальное время передачи одного слова составляет два шинных такта. Если учесть то, что размер команды у ядра ARM720T составляет 16 (в режиме Thumb) или 32 бита (в нормальном режиме), становится понятно, что при использовании внешней памяти программ шина процессора реально ограничивает производительность на уровне 16 MIPS (или 32 MIPS для режима Thumb). В какой то мере положение спасает наличие на кристалле 8 K кэш-памяти программ и 38 K SRAM, которая работает на полной частоте процессора и имеет время обращения равное одному ее периоду: в этой памяти можно организовать некое подобие оверлейной структуры и динамически подгружать необходимые для работы куски кода. Однако при необходимости исполнения достаточно больших программ или работы со значительными объемами данных все это оказывается практически бесполезным. Понимая это, разработчики из Cirrus Logic практически сразу вслед за первым микроконтроллером семейства Maverick (EP7209) выпустили и два его варианта со встроенным контроллером DRAM (EP721x). Впрочем наличие этого устройства решило только часть проблемы, позволив подключать к микроконтроллерам большие объемы оперативной памяти. В то же время проблема со скоростью доступа к внешней памяти решена так и не была, да и использование DRAM во встраиваемых системах оказалось достаточно неудобным в силу высокого энергопотребления этого типа памяти и проблем с приобретением 3,3-вольтовой DRAM.

    И вот наконец совсем недавно фирма Cirrus Logic значительно обновила семейство Maverick. В целом, новая серия EP73xx, состоящая из трех микроконтроллеров (EP7309, EP7311 и EP7312), отличается от EP72xx только увеличенным до 48 K объемом встроенной SRAM и заменой контроллера DRAM (в тех устройствах, где он присутствовал) на контроллер SDRAM. Отличия микроконтроллеров серий EP72xx и EP73xx отражены в таблице 1.

    Таблица 1

    Контроллер Контроллер динамической (внешней) памяти Объем встроенной SRAM Улучшенный DAI (64 fs) Maverick Key
    EP7209 Нет 38,4 К Х
    EP7211 EDO DRAM 38,4 K
    EP7212 EDO DRAM 38,4 K X
    EP7309 Нет 48 К Х
    EP7311 SDRAM 48 K
    EP7312 SDRAM 48 K X X
    Из приведенной таблицы видно, что наиболее мощным устройством серии EP73xx является контроллер EP7312 (рис. 1). Помимо перечисленных выше особенностей, от соответствующего аналога из серии EP72xx (EP7212) этот контроллер отличает также наличие функции Maverick Key (на которой мы остановимся подробнее чуть позже).

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	41.gif 
Просмотров:	1 
Размер:	57.6 Кб 
ID:	1887>
    Рис. 1

    Наличие встроенного контроллера SDRAM позволяет подключать к процессорам EP731x до четырех банков памяти объемом до 256 мегабит каждый. При этом контроллер может быть сконфигурирован на работу с шиной данных шириной от 4 до 32 бит. Для снижения энергопотребления системы в целом, контроллер автоматически переводит подключенную к нему SDRAM в режим Self-Refresh при переходе процессора в режим Standby. Несмотря на то, что внешняя шина процессора по-прежнему работает на частоте не более 36 МГц, использование контроллера SDRAM позволяет вдвое повысить производительность процессора при работе с внешней памятью программ, благодаря тому, что выборка данных из SDRAM производится блоками по 16 байт для заполнения полной линейки кэш-памяти, при этом выборка одного 32-разрядного слова (при ширине шины 32 бит) занимает один такт.

    Еще одной интересной особенностью EP7312 является наличие в нем блока Maverick Key, который позволяет программе получить два идентификационных номера процессора. Первый номер имеет длину 32 бита и является гарантированно уникальным. Второй номер представляет собой просто случайное число длиной 128 бит. Оба этих номера определяются на этапе изготовления кристаллов процессора путем лазерной гравировки, их изменение программным путем невозможно. В целом, блок Maverick Key обеспечивает возможность однозначной идентификации устройств, собранных с использованием процессора EP7312, что используется в современных алгоритмах аутентификации и обеспечения безопасности. В частности, включение этого блока в состав нового процессора далеко не в последнюю очередь вызвано тем фактом, что основной областью его применения являются устройства для проигрывания сжатых аудио-потоков (например, в формате MP3), а в этой области в последнее время наметилась тенденция к разработке алгоритмов, позволяющих производить лицензирование прослушивания тех или иных музыкальных произведений. Одним из наиболее ярких примеров подобной инициативы является SDMI (Secure Digital Music Initiative).

    В остальном же новые устройства мало отличаются от соответствующих микроконтроллеров серии EP72xx, что позволяет с легкостью использовать их в системах, разработанных под старые варианты процессоров семейства Maverick.

    В заключении разговора о характеристиках микроконтроллеров серии EP73xx хотелось бы отметить еще один весьма интересный и перспективный процессор фирмы Cirrus Logic. Видимо, наблюдая высокий спрос на процессоры семейства Maverick и контроллер Ethernet CS8900A, инженеры Cirrus Logic решили совместить две эти вещи в одном корпусе. Получившийся при этом продукт, CS89712 (рис. 2), имеет номер, образованный из частей номеров составляющих его компонентов — CS8900A и EP7312. Собственно, этим все и сказано — CS89712 представляет собой совмещенные на одном кристалле процессор EP7312 со всеми присущими ему возможностями и контроллер 10Base-T Ethernet CS8900A, подключенный к внешней шине процессора. В силу того, что наличие в чипе контроллера Ethernet требует использования дополнительных выводов, новый контроллер выпускается только в 256-выводном корпусе типа BGA, а вариант в корпусе LQFP, обязательном для всех контроллеров серии EP7xxx, отсутствует. Однако, несмотря на это ожидается, что новый продукт приобретет значительную популярность, благодаря удобству его применения в системах, подключаемых к сети с использованием интерфейса 10Base-T Ethernet. Фактически, для создания законченной системы на базе процессора CS89712 к нему достаточно подключить только Flash-память программ, небольшое число пассивных компонентов и необходимые периферийные устройства.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	42.gif 
Просмотров:	1 
Размер:	46.3 Кб 
ID:	1888>
    Рис. 2

    2. Программная поддержка микроконтроллеров серии EP73xx

    В целом, поскольку микроконтроллеры серии EP73xx полностью совместимы с соответствующими аналогами из серии EP72xx, то для разработки систем на их основе можно использовать все те средства, которые применялись при работе с микросхемами серии EP72xx.

    2.1. Компиляторы и средства поддержкиразработки

    В настоящее время среди всего множества средств разработки для процессоров с ядрами фирмы ARM выделяются три продукта, обладающих наибольшей функциональностью:
    • ARM Software Development Toolkit и ARM Developer Suite — мощные интегрированные пакеты, включающие в себя компиляторы языков C и C++, ассемблер, линкер, отладчик, симулятор и средства поддержки аппаратных эмуляторов;
    • GreenHills Multi2000 — пакет, состоящий из интегрированной среды разработки, компилятора C++ и отладчика; может использоваться совместно с аппаратными эмуляторами фирмы GreenHills;
    • GNU open source GCC Tool Set — включает в себя компилятор C++, линкер и отладчик; преимуществом этого пакета является то, что он бесплатно распространяется в исходных текстах в соответствии с условиями GNU Public License.
    2.2. Операционные системы

    Учитывая то, что процессорное ядро ARM7TDMI, которое используется в микроконтроллерах семейства Maverick, появилось достаточно давно, многие производители операционных систем имеют версии своих продуктов для этого ядра. Ниже приведена информация по некоторым наиболее популярным операционным системам, обладающим поддержкой микроконтроллеров семейства Maverick:
    • ОС Linux была адаптирована для использования с микроконтроллерами серий EP72xx и EP73xx фирмой ISD; система, названная Royal Linux, основана на ядре версии 2.2.1 и обладает поддержкой клавиатуры, LCD с сенсорным экраном и контроллера Ethernet; ядро системы занимает порядка 700K; к преимуществам Linux относятся его бесплатное распространение в исходных текстах и отсутствие лицензионных отчислений с готовых продуктов;
    • ThreadX — операционная система реального времени, выпускаемая фирмой GreenHills; обладает поддержкой TCP/IP, графики и файловых систем; поставляется с исходными текстами;
    • VxWorks — операционная система реального времени, предназначенная для создания сетевых устройств; обеспечивает быструю работу с подсистемой ввода-вывода и локальной файловой системой;
    • eCos (Embedded Configurable Operating System) — операционная система реального времени, распространяемая фирмой Cygnus в соответствии с условиями GNU Public License; поддерживается средствами разработки GNU GCC Tool Set;
    • NucleusPlus (фирма Accelerated Technology Incorporated) — операционная система, обладающая поддержкой графического интерфейса и файловых систем;
    • Windows CE — эта операционная система фирмы Microsoft в особых комментариях не нуждается; к ее преимуществам относятся возможность использования огромного числа средств разработки от Microsoft, а также распространенность и поддержка большого числа сетевых протоколов и файловых систем.
    2.3. Аудио-кодеки

    Учитывая то, что микроконтроллеры семейства Maverick во многом ориентированы на декодирование потокового аудио, не лишним будет сказать и о стандартах, поддерживаемых ими в настоящее время. Фирма Cirrus Logic предлагает для использования со своими процессорами кодеки, осуществляющие декодирование потокового аудио в форматах MP3, WMA и AAC. Помимо этого, фирма SRS Labs перенесла на процессоры серии EP72xx свои библиотеки обработки звука WOW, что позволяет помимо декодирования производить наложение различных эффектов в реальном времени.

      Возможность размещать комментарии к сообщениям отключена.

    Метки статей

    Свернуть

    Меток пока нет.

    Новые статьи

    Свернуть

    • «NO EXCUSES» — специальная программа компании MOTOROLA
      admin
      Дмитрий Панфилов
      «NO EXCUSES» — специальная программа компании MOTOROLA

      Ни для кого не секрет, что микропроцессоры и микроконтроллеры находят самое широкое применение в различных областях науки и техники. Сегодня трудно указать область электроники, где не использовались бы микроконтроллеры. Количество простейших применений, требующих интеллектуального управления процессом, возрастает лавинообразно. Реализация гибких алгоритмов управления на базе микроконтроллеров дает широкому кругу разработчиков уникальный инструмент для создания «интеллектуальных» систем управления. Умение разумно его применять во многом определяет успех оборудования в конкурентной борьбе на рынке.

      MOTOROLA штурмует трехмиллиардный рубеж

      Статистика гласит, что наибольшую долю рынка встраиваемых систем управления занимают восьмиразрядные микроконтроллеры. Здесь показателен...
      10.02.2017, 14:56
    • Частотомер на PIC16F873 с двух строчным ЖКИ способный измерять частоты
      admin
      alt="" />Частотомер на PIC16F873 с двух строчным ЖКИ способный измерять частоты от 10Гц до 45МГц. Чувствительность по входу около 50мВ, входное сопротивление 250 Ком, входная ёмкость 15пФ. Питание девятивольтная батарея 6F22.В память можно вносить значения, которые будут, прибавлены к входной частоте или вычтены из неё.

      При входной частоте меньше 655.35 КГц вес младшего разряда 10Гц, при входной частоте меньше 6.5535 МГц вес младшего разряда 100Гц, при входной частоте больше 6.5535 МГц вес младшего разряда 1 КГц. Переключение диапазона измерения происходит автоматически.
      Схема прибора изображена на рис.1.Входной сигнал проходит через цепь J3, R8, R9, C7, C6...
      10.02.2017, 14:56
    • Управление нагрузкой 220В переменного напряжения с использованием симисторов
      admin
      Для плавного управления нагрузкой, например, лампой освещения, можно использовать симистор. Открывается симистор током при подачи на управляющий электрод импульса. Закрывается, когда ток, проходящий через него, становится равным нулю, когда переменное напряжение меняет знак.
      ...
      10.02.2017, 14:56
    • Управление модулем Ke-USB24A из Excel
      admin
      Всю прелесть программирования USB модуля Ke-USB24A можно оценить когда встает вопрос о необходимости написания программы на каком-либо не очень широко распространенном языке или для какой-либо среды, которая, казалось бы не предусматривает возможность работы с USB устройствами. Как тут быть? - разбираться с подключением библиотек, вызовами системных функци и т.д.? Все это зачастую бывает сложно. Модуль Ke-USB24A совсем другое дело!...
      10.02.2017, 14:55
    • Управление матрицей 8х8 - легко!
      admin
      Матрица управляется так же как и 7-сегментные индикаторы - динамически. Мега16 портом А управляет одной координатой (выбирает сторку для вывода инфы), порт С - выводит ту самую информацию. Информация берётся из массива.
      />

      />
      Что бы пользоваться редактором, нужно переменную STROKA из примера переименовать в rows_arr.
      Вложения: matrica8x8.fcf_avr (56 Кб) Любители ПИКов, вам не составит труда пореколбасить этот пример под ПИКи. Пришлось себя з...
      10.02.2017, 14:55
    • То, что улучшает нашу жизнь (микросхемы для домашних и игровых устройств)
      admin
      Журнал «Компоненты и технологии» №8 2001 г.
      Ракович Н. Н.

      "В человеке все должно быть прекрасно… и у него в доме тоже"
      (Почти по А. П. Чехову)
      В последнее время при чтении профессиональных электронных журналов и статей, посвященных использованию электронных компонентов, у меня возникло и окрепло унылое ощущение, что вся гигантская индустрия полупроводников существует лишь для создания компьютеров, интеллектуального промышленного оборудования и прочих столь же серьёзных изделий. Полное осознание этой тенденции произошло после знакомства с продукцией фирмы Holtek. Приятно удивило большое количество микросхем, которые не только улучшают быт или делают жизнь более безопасной, но и не дадут соскучиться при избытке свободного времени.
      Итак, что же предлагает Holtek для разработчиков бытовой электроники?
      Отдельной линейкой представлены микросхемы для цифровых медицинских термометров. Однокристальные КМОП ИС НТ7500, НТ7501, НТ7510 позволяют измерять температуру в диапазоне от +32°С до +42°С с точностью ±0,1°С. В приборах предусмотрена звуковая сигнализация окончания измерения, а автоматическое отключение питания и вывод информации на ЖКИ-дисплей в сочетании с 1,5 В батарейкой делают его очень экономичным. Модели НТ7500 и НТ7501 практически одинаковы, различаясь лишь тем, что в НТ7500 предусмотрены две шкалы (Цельсия и Фаренгейта), а в НТ7501 реализована только шкала Цельсия и функция самотестирования при включении. ИС НТ7510 идентична НТ7500, но при подключении к ней синтезатора речи НТ84018-0D можно создать "говорящий" термометр.
      Термометр фиксирует нездоровье. А причиной его могут стать самые разные проблемы, в том числе и расшалившиеся нервы. Помогая сохранить здоровье, Holtek предлагает семейство кодеров и декодеров, основное назначение которых - системы сигнализации и охраны: защита от взлома, противопожарная сигнализация, управление гаражными воротами, автомобильные охранные системы, системы безопасности, радиотелефоны и другие системы дистанционного управления.
      Рассмотрим кодеры и декодеры серий 212, 312, 318.
      Кодеры серии 212 (НТ12А/НТ12Е) - КМОП БИС для систем дистанционного управления. Они шифруют информацию, содержащую N адресных бит и 12-N бит данных. Каждый вход адреса/данных может быть установлен в одно из двух логических состояний (отсюда название серии). Зашифрованные адреса/данные передаются, начиная со старшего бита, через радиоканал или ИК-канал. Для увеличения функциональной гибкости предусмотрено управление передачей по сигналу ТЕ (НТ12Е) или по сигналам D8-D11. В НТ12Е дополнительно предусмотрен выход 38 кГц для ИК-систем.
      Декодеры серии 212 (НТ12D/НТ12F) - пара к кодерам этой же серии. Они принимают последовательные адреса и данные от кодера по радио- или по ИК-каналу. После троекратной проверки входных данных при отсутствии ошибок эти данные декодируются и поступают на выход. Декодеры серии 212 могут обрабатывать информацию, аналогичную для кодеров (N адресных бит и 12-N бит данных). НТ12D обеспечивает обработку 8 адресных бит и 4 бит данных, а НТ12F используется для декодирования 12-разрядной адресной информации.
      В кодерах серий 312 и 318 каждый вход адреса/данных может быть запрограммирован на три состояния, при...
      10.02.2017, 14:55
    Обработка...
    X