应用角度的ARM芯片选择原则

Hh0203 · 发表于 2016-6-4 15:04

EDA365欢迎您！

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？注册

x

1.
MMU
MMU指的是内存管理控制器。如果希望使用WinCE或Linux等操作系统来减少软件的开发时间，就需要选择ARM720T以上带有MMU功能的ARM芯片，如ARM720T、ARM920T、
ARM922T和ARM946T都带有MMU功能。不过，ARM7TDMI没有MMU，不支持Windows CE和大部分的Linux，但目前也有μCLinux等少数几种Linux不需要MMU的支持。
ARM7的芯片工作频率通常为20~100MHz，速度为0.9MIPS/MHz；ARM9的芯片工作频率一般为200MHz左右，处理速度为1.1MIPS/MHz；ARM10的芯片工作频率最高可达到700MHz。如果系统需要进行图像处理等对速度要求比较高的应用，就应尽量选择高版本的ARM内核芯片。
如果系统不需要大量的存储器，而且一些产品对PCB面积的要求非常严格，要求所设计的PCB面积很小，就可考虑选择带有内置存储器的芯片来开发产品。OKI、ATMEL、PHILIPS、Hynix等厂家都推出了带有内置存储器的芯片，如OKI的ML67Q4001，内部含有256k的Flash；ATMEL的AT91FR40162，内部含有2M的Flash和256K SRAM.
2.USB接口
USB有1.1版本，也有2.0版本，还有主USB和从USB之分；有内置USB模块的，也有自己在系统中外扩的。用户可根据产品的具体应用来进行适当的选择。许多ARM芯片内部有USB控制器，有些芯片甚至同时集成有USB Host和USB Slave控制器。
3.GPIO数量
芯片在某些供应商提供的说明书中，往往声明的是最大可能的GPIO数量，但有许多引脚是与地址线、数据线、串口线等复用的。这样在系统设计时，就需要计算实际可使用的GPIO数量。
1.
中断控制器
ARM内核只提供快速中断和标准中断两个中断向量，但各个半导体厂家在设计芯片时，加入了自己不同的中断控制器来支持串口中断、外部中断、时钟中断等硬件中断。外部中断控制是选择芯片必须考虑的重要因素，选择具有合适的外部中断控制芯片可在很大程度上减少任务调度的工作量，如PHILIPS公司的SAA7750，所有GPIO都可设置成FIQ或IRQ，并且可选择上升沿、下降沿、高电平、低电平4种中断方式。这使得红外线遥控接收和键盘等任务都可作为北京程序运行。而Cirrus Logic公司的EP7312芯片，只有4个外部中断源，并且每个中断源都只能是低电平或高电平中断，这样在用于接收红外线信号的场合时，及必须用查询方式，这会浪费大量的CPU时间。
2.
IIS音频接口
如果设计者想开发音频应用产品，则IIS总线接口是必需的。
3.
nWAIT信号
外部总线速度控制信号。并不是每个ARM芯片都提供这个信号引脚，利用这个信号与廉价的GAL芯片就可实现与符合PCMCIA标准的WLAN卡和Bluetooth卡的接口，而不需要外加高成本的PCMCIA专用控制芯片。另外，当需要扩展外部DSP协处理器时，该信号也是必需的。
4.
RTC
很多ARM芯片都提供实时时钟RTC功能，以满足用户的实时时钟功能的需求，如SAA7750和S3C2410等ARM芯片的RTC直接提供了年、月、日、时、分、秒格式。
5.
LCD控制器
一些ARM芯片内置LCD控制器，可方便LCD的应用。
6.
PWM输出
用户可根据应用选择带有PWM输出的ARM芯片，用于电机控制或语音输出等场合。
7.
ADC或DAC
有些ARM芯片内置2~8通道的8~12位通用ADC，可用于电量检测、触摸屏和温度检测等。PHILIPS的SAA7750更是内置了一个16位立体声音频ADC和DAC，并且戴耳机驱动。
8.
PS2
PS2接口设备应用最多的是键盘和鼠标，需要时刻选择具有PS2接口的ARM芯片。
9.
CAN总线
CAN总线作为国际上应用最广泛的现场总线之一，普遍使用在工业控制领域，如现代公司的HMS30C7202就集成2路CAN总线接口。用户可根据应用需求，在需要时选择具有CAN总线接口的ARM芯片。
10.
扩展总线
大部分ARM芯片具有外部SDRAM和SRAM扩展接口。不同的ARM芯片可扩展的芯片数量即片选线数量不同，外部数据总线有8位、16位或32位。
11.
UART和IrDA
几乎所有ARM芯片都具有1个或1个以上的UART接口，可用于和PC机等设备通信。
12.
时钟计数器和看门狗计数器
一般ARM芯片都具有1个或多个时钟计数器和看门狗计数器。
13.
电源管理功能
ARM芯片的耗电量与工作频率成正比。一般ARM芯片都具有低功耗模式、睡眠模式和关闭模式。
14.
DMA控制器
有些ARM芯片内部集成DMA，可与硬盘等外部设备高速进行数据交换，减少数据交换时对CPU资源的占用。
可选择的内部功能部件还有：HDLC、SDLC、CD-ROM译码器、EthernetMAC和VGA控制器。可选择的内置接口还有：I 2C、SPI、PCI和PCMCIA。用户可根据自己的需求灵活选择。
基于ARM芯片的主要封装有QFP、TQFP、PQFP、LQFP、BGA和LBGA等形式，其中BGA封装应用较多，但使用时需要专用的焊接设备，无法手工焊接。一般BGA封装的ARM芯片无法用双面板设计完成PCB布线，需要多层PCB板布线，这一点要特别注意。