决定ARM内核MCU不同性能的关键

继ARM推出Cortex-M0+这一新的内核之后，其32位MCU内核增加到了4个。飞思卡尔已在3月份抢先宣布推出了基于ARM Cortex-M0+的MCU Kinetis L系列，不过，目前市面上还拿不到货。不久前，恩智浦也宣布取得了Cortex-M0+处理器授权，成为目前唯一一家能够提供完整的Cor tex-M0、Cortex-M0+、Cortex-M3和Cor tex-M4系列内核MCU的半导体厂商。 ARM内核对MCU的统一化进程正在进行，如何才能使自家产品与众不同而性能突出呢？恩智浦半导体全球微控制器产品线总监Jan JaapBezemer表示，在内核之外，有多种资源可以体现差异化，比如内存、数字/模拟IP等。“有些IP是标准的，另一些则不是。恩智浦花了很多时间开发那些非标准的IP，让这些资源更好地配置在一起，”Bezemer说，“要注意降低内存的功耗，它是最耗电的单元。这些因素结合在一起决定了MCU的性能和功耗。” 由于MCU主要负责信号控制，信号数据的传递效率就十分关键，而对此起决定作用的则是器件的架构。“我们是ARM 7内核处理器最大的供应商，证明我们的架构设计十分成功。”Bezemer说，“此外，开发工具、软件和服务的支持都是保证MCU产品实现差异化竞争力的关键。” 就资源配置而言， 以恩智浦LPC11A00为例，同样是Cortex-M050MHz的内核，但因为该器件在存储、串行接口、模拟子系统等几个方面的资源配置，使之与其他同类内核MCU有着很大的不同性能。LPC11A00完全集成了32KB闪存，8KB的SRAM和4KB的EEPROM(业内唯一真正的EEPROM)，包括基于ROM的32划分的整数除法器和I2C总线驱动程序；在模拟子系统中，包括8ch/10位ADC、10位DAC、模拟比较器、片内温度传感器、片内电压参考和UVLO(UndervoltageLockout)。 同样，恩智浦最新基于Cor tex-M4的LPC4300也首先在架构上体现了不同，使之特别适用于电机控制、太阳能逆变器、数字电源和音频方面的应用。LPC4300采用了Cor tex-M4+Cortex-M0的双核架构，目的在于减小Cortex-M4带宽占用，让该内核专心处理数字信号控制应用中的数字计算，而把大量数据传输和I/O处理任务交给M0内核去处理，通过这种双核架构以及AHB总线矩阵，大大提高了器件性能和效率，其双核均可工作在204MHz上。“这种架构类似MCU+DSP的体系。现在，在MCU中加入DSP功能和在DSP处理器中加入MCU功能都是正在进行的趋势。”Bezemer说。 SPI闪存接口技术(SPIFI)是恩智浦开发的一种新型外设接口IP，它首先成为该公司基于Cor tex-M3的MCU的一个亮点，并被LPC1800采用。通过SPIFI可将外部串行闪存映射到MCU内存，实现片上内存读取效果。“SPIFI为设计人员提供了一种创新解决方案，在保持系统性能的同时达到简化配置、缩小封装体积、减少板载空间占用和节约系统成本的目的。”Bezemer说，“关键在于， 与片上闪存相比，外部闪存成本要低很多，并且这种方式可以不用CPU干预即可传送闪存和RAM的数据。” 除了上述这些硬件设计上的差异化，软件的支持也十分重要。emWin图形库由德国SEGGER公司开发，兼容单任务和多任务环境，恩智浦向其所有LPC MCU客户免费提供该软件，这些MCU都集成了LCD控制器。采用emWin后，UI设计可与固件开发分开，使用独立工具即可实现基本UI设计，提高了LCD应用的设计速度。另外，基于本土设计为本土客户提供满足需求的产品也是十分重要的，而恩智浦基于Cortex-M0和M0+的MCU的开发也以上海研发中心为主，他们正在中国挖掘市场需求并寻求同本地IDH更多的合作。 《电子设计技术》网站版权所有，谢绝转载