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ARM芯片的選型原則

作者: 時(shí)間:2016-11-10 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
1.1 ARM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(memory management unit)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Windows CE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。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201611/317141.htm

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Cirrus Logic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

芯片型號(hào)

供應(yīng)商

FLASH容量

ROM容量

SRAM容量

AT91F40162

ATMEL

2M Bytes

256K bytes

4K Bytes

AT91FR4081

ATMEL

1M Bytes

128K Bytes

SAA7750

Philips

384K Bytes

64K bytes

PUC3030A

Micronas

256K Bytes

56K bytes

HMS30C7202

Hynix

192K Bytes

ML67Q4001

OKI

256K Bytes

LC67F500

Snayo

640K Bytes

32K bytes

1.4 USB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USB Host和USB Slave控制器。見(jiàn)表2。

表2 內(nèi)置USB控制器的ARM芯片

芯片型號(hào)

ARM內(nèi)核

供應(yīng)商

USB Slave

USB Host

IIS接口

S3C2410

ARM920T

Samsung

1

2

1

S3C2400

ARM920T

Samsung

1

2

1

S5N8946

ARM7TDMI

Samsung

1

0

0

L7205

ARM720T

Linkup

1

1

0

L7210

ARM720T

linkup

1

1

0

EP9312

ARM920T

Cirrus Logic

0

3

1

Dragonball MX1

ARM920T

Motorola

1

0

1

SAA7750

ARM720T

Philips

1

0

1

TMS320DSC2x

ARM7TDMI

TI

1

0

0

PUC3030A

ARM7TDMI

Micronas

1

0

5

AAEC-2000

ARM920T

Agilent

1

0

0

ML67100

ARM7TDMI

OKI

1

0

0

ML7051LA

ARM7TDMI

OKI

1

0

0

SA-1100

StrongARM

Intel

1

0

0

LH7979531

ARM7TDMI

Sharp

1

0

0

GMS320C7201

ARM720T

Hynix

1

0

1

1.5 GPIO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。

1.6 中斷控制器

ARM內(nèi)核只提供快速中斷(FIQ)和標(biāo)準(zhǔn)中斷(IRQ)兩個(gè)中斷向量。但各個(gè)半導(dǎo)體廠家在設(shè)計(jì)芯片時(shí)加入了自己同的中斷控制器,以便支持諸如串行口、外部中斷、時(shí)鐘斷等硬件中斷。外部中斷控制是選擇芯片必須考慮的重要因素,合理的外部中斷設(shè)計(jì)可以很大程度的減少任務(wù)調(diào)度工作量。例如PHILIPS公司的SAA7750,所有GPIO都可以設(shè)置成FIQ或IRQ,并且可以選擇升沿、下降沿、高電平、低電平四種中斷方式。這使得紅外線遙控接收、指輪盤(pán)和鍵盤(pán)等任務(wù)都可以作為背景程序運(yùn)行。而Cirrus Logic公司的EP7312芯片,只有4個(gè)外部中斷源,并且 每個(gè)中斷源都只能是低電平或才高電平中斷,樣在用于接收紅外線信號(hào)的場(chǎng)合時(shí),就必須用查詢(xún)方式,會(huì)浪費(fèi)大量CPU時(shí)間。

1.7 IIS(Integrate Interface of Sound)接口

即集成音頻接口。如果設(shè)計(jì)者頻應(yīng)用產(chǎn)品,IIS總線接口是必需的。

1.8 nWAIT信號(hào)

外部總線速度控制信號(hào)。不是每個(gè)ARM芯片都提供這個(gè)信號(hào)引腳,利用這個(gè)信號(hào)與廉價(jià)的GAL芯片就可以實(shí)現(xiàn)與符合PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)的WLAN卡和Bluetooth卡的接口,而不需要外加高成本的PCMCIA專(zhuān)用控制芯片。另外,當(dāng)需要擴(kuò)展外部DSP協(xié)處理器時(shí),此信號(hào)也是必需的。

1.9 RTC(Real Time Clock)

很多ARM芯片都提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能,但方式不同。如Cirrus Logic公司的EP7312的RTC只是一個(gè)32位計(jì)數(shù)器,需要通過(guò)軟件計(jì)算出年月日時(shí)分秒;而SAA7750和S3C2410等芯片的RTC直接提供年月日時(shí)分秒格式。

1.10 LCD控制器

有些ARM芯片內(nèi)置LCD控制器,有的甚至內(nèi)置64K彩色TFT LCD控制器。在設(shè)計(jì)PDA和手持式顯示記錄設(shè)備時(shí),選用內(nèi)置LCD控制器的ARM芯片如S1C2410較為適宜。

1.11 PWM輸出

有些ARM芯片有2~8路PWM輸出,可以用于電機(jī)控制或語(yǔ)音輸出等場(chǎng)合。

1.12 ADC和DAC

有些ARM芯片內(nèi)置2~8通道8~12位通用ADC,可以用于電池檢測(cè)、觸摸屏和溫度監(jiān)測(cè)等。PHILIPS的SAA7750更是內(nèi)置了一個(gè)16位立體聲音頻ADC和DAC,并且?guī)Ф鷻C(jī)驅(qū)動(dòng)。

1.13 擴(kuò)展總線

大部分ARM芯片具有外部SDRAM和SRAM擴(kuò)展接口,不同的ARM芯片可以擴(kuò)展的芯片數(shù)量即片選線數(shù)量不同,外部數(shù)據(jù)總線有8位、16位或32位。某些特殊應(yīng)用ARM芯片如德國(guó)Micronas的PUC3030A沒(méi)有外部擴(kuò)展功能。

1.14 UART和IrDA

幾乎所有的ARM芯片都具有1~2個(gè)UART接口,可以用于和PC機(jī)通訊或用Angel進(jìn)行調(diào)試。一般的ARM芯片通訊波特率為115200bps,少數(shù)專(zhuān)為藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)的ARM芯片的UART通訊波特率可以達(dá)到920Kbps,如Linkup公司L7205。

1.15 DSP協(xié)處理器,見(jiàn)表3。

表3 ARM+DSP結(jié)構(gòu)的ARM芯片

芯片型號(hào)

供應(yīng)商

DSP core

DSP MIPS

應(yīng) 用

TMS320DSC2X

TI

16bits C5000

500

Digital Camera

Dragonball MX1

Motorola

24bits 56000

CD-MP3

SAA7750

Philips

24bits EPIC

73

CD-MP3

VWS22100

Philips

16bits OAK

52

GSM

STLC1502

ST

D950

VOIP

GMS30C3201

Hynix

16bits Piccolo

STB

AT75C220

ATMEL

16bits OAK

IA

AT75C310

ATMEL

16bits OAK

40

IA

AT75C320

ATMEL

16bits OAK

40x2

IA

L7205

Linkup

16bits Piccolo

60X2

Wireless

L7210

Linkup

16bits Piccolo

Wireless

Quatro

OA

16bits OAK 500

Digital Image

1.16 內(nèi)置FPGA

有些ARM芯片內(nèi)置有FPGA,適合于通訊等領(lǐng)域。見(jiàn)表4。

表4 ARM+FPGA結(jié)構(gòu)的ARM芯片

芯片型號(hào)

供應(yīng)商

ARM芯核

FPGA門(mén)數(shù)

引腳數(shù)

EPXA1

Altera

ARM922T

100K

484

EPXA4

Altera

ARM922T

400K

672

EPXA10

Altera

ARM922T

1000K

1020

TA7S20系列

Triscend

ARM7TDMI

多種

多種

1.17 時(shí)鐘計(jì)數(shù)器和看門(mén)狗

一般ARM芯片都具有2~4個(gè)16位或32位時(shí)鐘計(jì)數(shù)器和一個(gè)看門(mén)狗計(jì)數(shù)器。

1.18 電源管理功能

ARM芯片的耗電量與工作頻率成正比,一般ARM芯片都有低功耗模式、睡眠模式和關(guān)閉模式。

1.19 DMA控制器

有些ARM芯片內(nèi)部集成有DMA(Direct Memory Access),可以和硬盤(pán)等外部設(shè)備高速交換數(shù)據(jù),同時(shí)減少數(shù)據(jù)交換時(shí)對(duì)CPU資源的占用。另外,還可以選擇的內(nèi)部功能部件有:HDLC,SDLC,CD-ROM Decoder,Ethernet MAC,VGA controller,DC-DC??梢赃x擇的內(nèi)置接口有:IIC,SPDIF,CAN,SPI,PCI,PCMCIA。

1.20封裝

ARM芯片現(xiàn)在主要的封裝有QFP、TQFP、PQFP、LQFP、BGA、LBGA等形式,BGA封裝具有芯片面積小的特點(diǎn),可以減少PCB板的面積,但是需要專(zhuān)用的焊接設(shè)備,無(wú)法手工焊接。另外一般BGA封裝的ARM芯片無(wú)法用雙面板完成PCB布線,需要多層PCB板布線。



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