【Cortex-M0】3 ARM Cortex-M0

 

 

ARM公司於2009年推出了Cortex-M0微控制器,這是市場上現有的尺寸最小、能耗最低(在不到 12 K 門的面積內能耗僅有 85 µW/MHz0.085 毫瓦))、最節能的ARM微控制器。該微控制器能耗非常低、門數量少、代碼佔用空間小,能保留8微控制器的價位獲得32微控制器的性能。超低門數還使其能夠用於模擬信號設備和混合信號設備及MCU應用中,可明顯降低系統成本,同時保留功能強大的Cortex-M3微控制器的工具和二進制兼容能力。該微控制器的推出把ARMMCU路線圖拓展到了超低能耗MCUSoC應用中,如醫療器械、電子測量、照明、智能控制、遊戲設置、緊湊型電源、電源和馬達控制、精密模擬系統和IEEE 802.15.4(ZigBee)Z-Wave系統(特別是在這樣的模擬設備中:這些模擬設備正在增加其數字功能,以有效地預處理和傳輸數據)。 

 

3.1總線架構 

    隨着深亞微米工藝技術日益成熟,集成電路芯片的規模越來越大。數字IC從基於時序驅動的設計方法,發展到基於IP複用的設計方法,並在SOC設計中得到了廣泛應用。在基於IP複用的SoCSystem on Chip的縮寫,稱爲系統級芯片,也有稱片上系統)設計中,片上總線設計是最關鍵的問題。爲此,業界出現了很多片上總線標準。其中,由ARM公司推出的AMBA片上總線受到了廣大IP開發商和SoC系統集成者的青睞,已成爲一種流行的工業標準片上結構。AMBA規範主要包括了AHB(Advanced High performance Bus)系統總線和APB(Advanced Peripheral Bus)外圍總線。 

Cortex—M0屬於ARMv6-M架構,包括1顆專爲嵌入式應用而設計的ARM核、緊耦合的可嵌套中斷微控制器NVIC、可選的喚醒中斷控制器WIC,對外提供了基於AMBA結構(高級微控制器總線架構)的AHB-lite總線和基於CoreSight技術的SWDJTAG調試接口,如圖3.1-2所示。Cortex-M0微控制器的硬件實現包含多個可配置選項:中斷數量、WIC、睡眠模式和節能措施、存儲系統大小端模式、系統滴答時鐘等,半導體廠商可以根據應用需要選擇合理的配置。

 

 

3.1-2 Cortex-M0架構

 

3.1.1 什麼是AMBA

    ARM研發的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)提供一種特殊的機制,可將RISC微控制器集成在其它IP芯核和外設中,2.0AMBA標準定義了三組總線:AHB(AMBA高性能總線)ASB(AMBA系統總線)、和APB(AMBA外設總線)

1) AHBthe Advanced High-performance Bus

  由主模塊、從模塊和基礎結構(Infrastructure)3部分組成,整個AHB總線上的傳輸都由主模塊發出,由從模塊負責迴應。基礎結構則由仲裁器(arbiter)、主模塊到從模塊的多路器、從模塊到主模塊的多路器、譯碼器(decoder)、虛擬從模塊(dummy Slave)、虛擬主模塊(dummy Master)所組成,是應用於高性能、高時鐘頻率的系統模塊,它構成了高性能的系統骨幹總線(back-bone bus)。它主要支持的特性是:

l 數據突發傳輸(burst transfer

l 數據分割傳輸(split transaction

l 流水線方式

l 一個週期內完成總線主設備(master)對總線控制權的交接

l 單時鐘沿操作

l 內部無三態實現

l 更寬的數據總線寬度(最低32位,最高可達1024位,但推薦不要超過256位)

2) ASB(the Advanced System Bus)

  是第一代AMBA系統總線,同AHB相比,它數據寬度要小一些,它支持的典型數據寬度爲8位、16位、32位。它的主要特徵如下:

l 流水線方式

l 數據突發傳送

l 多總線主設備

l 內部有三態實現

3) APBthe Advanced Peripheral Bus)

  是本地二級總線(local secondary bus ),通過橋和AHB/ASB相連。它主要是爲了滿足不需要高性能流水線接口或不需要高帶寬接口的設備的互連。APB的總線信號經改進後全和時鐘上升沿相關,這種改進的主要優點如下:

l 更易達到高頻率的操作

l 性能和時鐘的佔空比無關

l STA 單時鐘沿簡化了

l 無需對自動插入測試鏈作特別考慮

l 更易與基於週期的仿真器集成

  APB 只有一個APB橋,它將來自AHB/ASB的信號轉換爲合適的形式以滿足掛在APB上的設備的要求,如串口、定時器等。橋要負責鎖存地址、數據以及控制信號,同時要進行二次譯碼以選擇相應的APB設備

 

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書籍名稱:ARM Cortex-M0原理與應用實踐

 書籍下載地址:http://download.csdn.net/detail/k125008301/4070709

 

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