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32位ARM核微处理器芯片PUC2030A及其应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了32位ARM核微处理器芯片PUC3030A的结构和特点,分析了其具有竞争力的优异性能,列举了一些可能的应用领域。在某些应用领域,采用PUC3030A方案,系统成本远低于采用8051加扩展芯片的方案。

    关键词:ARM7TDMI SOC RISC CPU PUC3030A MP3

英国ARM公司设计的32位RISC Reduced Instruction Set ComputerCPU芯核(简称ARM芯核),具有功耗低、成本低等显著优点 目前已占有75%以上的32位嵌入式产品市场。而ARM系列芯片即为各个半导体厂家开发的基于ARM芯核的芯片。目前设计、生产ARM芯片的国际大公司已经超过100多家,国内中兴集成电路和华虹等公司也已经购买ARM公司的芯核用于通讯专用芯片和加密IC卡的设计。

PUC3030A是德国Micronas公司开发的基于32位ARM核的高性能低功耗微处理器。采用ARM7TDMI内核,内部集成了USB1.1接口控制器,RTC为带日历和报警功能的实时时钟,内部看门电路,功率管理,加密控制器,256K字节FLASH56K字节SRAM等。在许多应用领域其系统成本远低于采用8051加扩展芯片的方案。由于Micronas公司及其第三方设计室提供了众多的程序库,加上ARM公司ADS1.2集成开发环境支持C和C++使得其软件开发也十分容易。因此,PUC3030A将是许多电子产品方案的选择之一。

1 PUC3030A的结构特点及性能指标

PUC3030A的内部功能框图如图1所示。

PUC3030A内部为64MHz ARM7TDMI 32位微处理器,约60MIPS,固定为小模式运行,可以处理MP3、AAC等数字音频的解码和语音的编解码,具有完成一定数据处理分析的功能。PUC3030A内置48KB通用SRAM和256KB Flash RAM。另有存储器保护单元和加密控制器,使其具有很好的程序和数据保密功能。

PUC3030A有内部PLL和功率控制器,使用6MHz外部晶体即可提供64MHz内部工作频率,支持操作、空闲、休眠和关断四种模式。

图1 PUC3030A的内部功能框图

    PUC3030A的USB1.1接口支持控制传送、块传送、中断传送和等时传送方式。支持等时传送方式是PUC3030A的USB接口的一大特点,是其它大多数CPU的内嵌USB控制器所不支持的功能。此功能可以支持USB音频和实时数据传输。其USB接口具有8KB FIFO 也是其它大多数CPU的内嵌USB控制器所不具备的,甚至比许多专用USB控制芯片具备更多的USB数据缓存空间。

PUC3030A具有可灵活设置的中断控制器每个GPIO都可以被设置成FIQ或IRQ中断,每个GPIO的中断触发方式都可以设置成高电平触发、低电平触发、上升沿触发、下降沿触发等四种触发方式,使得指轮盘、红外接收器、键盘扫描等低速信号的处理完全可以处于背景程序中运行,不需要一直占用CPU时间进行扫描检测。

另外,PUC3030A还有I2C主/从接口,66个GPIO,5个同步串行口,主模式最高24M位速率,从模式最高16M位速率,支持SPI、I2S,多个同步串行口使得PUC3030A 特别适用于多通道USB音频产品、LED多屏显示系统、多通道数据采集与控制系统。PUC3030A的2个全功能串行口支持高速红外数据传输(IrDA)。它还有3个32位定时/计数器,内部看门狗定时器,RTC实时时钟带日历和报警功能 ,BGA81封装芯片无此功能。

PUC3030A具有JTAG调试接口,支持Multi-ICE、Trace32和Jeeni等JTAG调试开发工具和ADS、SDT2.5等开发软件,提供了良好的开发环境。

由于PUC3030A具有上述优异性能,在许多应用领域甚至比采用51系列芯片更具有成本优势。这是因为:对于一般的应用,如果采用51芯片,通常需要扩展1片SRAM芯片、1片RTC芯片、1片Flash芯片、2片8255 I/O扩展电路、1片USB控制芯片、1片看门狗电路;除了运算处理速度远低于PUC3030A芯片外,采用51方案的成本远高于PUC3030A;由于布线多、PCB板面积大等问题,使得采用51方案的电路可靠性远低于采用PUC3030A的单芯片方案。

PUC3030A目前提供PQFP100和LFBGA81两种封装形式。PQFP100的封装尺寸为23.2mm×17.2mm,LFBGA81的封装尺寸为9mm×9mm。后者缺少RTC功能,比前者的GPIO少,适合于PCB面积特别小的场合。

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