第六講 SEP4020與SEP0611嵌入式微處理器

第六講SEP4020和SPE0611

嵌入式微處理器凌明Garfield嵌入式微處理器RoadMap處理器CPU工藝主頻主要應(yīng)用當(dāng)前狀態(tài)GarfieldIVSEP3203ARM7TDMITSMC0.25umCMOS75MHz手持設(shè)備嵌入式工控2005年Q2實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)GarfieldIV＋SEP4020ASIXCore(ARM720T兼容）SMIC0.18umCMOS88MHZ嵌入式工控交互式終端2008年Q2量產(chǎn)SEP0611UniCore2TSMC65nm800MHZPMPPND低端PAD2011年Q4量產(chǎn)SEP4020的設(shè)計(jì)目標(biāo)面向以EPOS為代表的交互式終端類應(yīng)用（查詢終端，自助服務(wù)終端，自助繳費(fèi)終端等），兼顧工業(yè)控制類應(yīng)用和低成本手持設(shè)備應(yīng)用。內(nèi)嵌100MHzARM720T兼容內(nèi)核（MMU＋8KCache），支持Linux和WindowsCE操作系統(tǒng)，提供強(qiáng)大32位處理能力內(nèi)嵌10M/100M以太網(wǎng)MAC,支持設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的互連10通道定時(shí)器（支持脈沖捕獲與TimeMatchOut），4通道PWM（支持高速IO模式）支持工控類類應(yīng)用全功能LCD控制器，支持黑白，灰度，TFT真彩LCD，適應(yīng)設(shè)備對顯示能力的不斷提升多達(dá)4個(gè)UART串行口支持外接其他設(shè)備USBDevice與SD卡支持可插拔存儲設(shè)備多大97個(gè)可服用GPIO，支持設(shè)備對IO口的需求4模式低功耗設(shè)計(jì)，所有外圍模塊可單獨(dú)關(guān)閉時(shí)鐘源以適應(yīng)電池供電的設(shè)備SEP4020處理器CacheNandFlashSRAMROMFlashSDRAMESRAMAHBBUSBridge&DMAB&WGrayScaleTFTColorLCDC10M/100MMACAPB

BUSRTCGPT*10MPLLUPLLMMUARM7TDMIPWM*4INTCPMUSMC*2SPIUART*4USBSDIISGPIO5系統(tǒng)總線簡介系統(tǒng)芯片中各個(gè)模塊之間需要有接口來連接總線作為子系統(tǒng)之間共享的通信鏈路優(yōu)點(diǎn)低成本方便易用缺點(diǎn)會造成性能瓶頸6AMBA介紹AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture片上總線的標(biāo)準(zhǔn)定義了三種總線AHB(AdvancedHigh-performanceBus)ASB(AdvancedSystemBus)APB(AdvancedPeripheralBus)7AMBA發(fā)展歷史AMBA1.0ASB和APBAMBA2.0AHB,ASB和APBAMBA3.0AMBAAdvancedeXtensibleInterface(AXI)8一個(gè)典型的AMBA系統(tǒng)處理器和其它主設(shè)備/從設(shè)備都是可以替換的9AHB高速總線，高性能流水線操作可支持多個(gè)總線主設(shè)備（最多16個(gè)）支持burst傳輸總線帶寬：8、16、32、64、128bits上升沿觸發(fā)操作對于一個(gè)新設(shè)計(jì)建議使用AHB

10APB低速總線、低功耗接口簡單在Bridge中鎖存地址信號和控制信號適用于多種外設(shè)上升沿觸發(fā)11AHB組成部分AHB主設(shè)備（master）初始化一次讀/寫操作某一時(shí)刻只允許一個(gè)主設(shè)備使用總線uP、DMA、DSP、LCDC…AHB從設(shè)備（slave）響應(yīng)一次讀/寫操作通過地址映射來選擇使用哪一個(gè)從設(shè)備外部存儲器控制器EMI、APBbridge、UART、…AHB仲裁器（arbiter）允許某一個(gè)主設(shè)備控制總線在AMBA協(xié)議中沒有定義仲裁算法AHB譯碼器（decoder）通過地址譯碼來決定選擇哪一個(gè)從設(shè)備12APB組成部分AHB2APBBridge可以鎖存所有的地址、數(shù)據(jù)和控制信號進(jìn)行二級譯碼來產(chǎn)生APB從設(shè)備選擇信號APB總線上的所有其他模塊都是APB從設(shè)備不是流水線方式接口是零功耗13AHB總線互連14AHB傳輸發(fā)起一個(gè)請求給仲裁器驅(qū)動地址和控制信號允許某個(gè)主設(shè)備控制總線僅選中的從設(shè)備響應(yīng)地址/控制信號拉高HREADY信號，總線傳輸完成SEP4020處理器的版圖SMIC0.18um1P6MCMOS工藝*SEP4020處理器中沒有內(nèi)嵌ADARM720T32KRAM32KRAMPLLSEP4020處理器的主要特性8/16位SRAM/NORFALSH接口，16位SDRAM接口硬件NANDFLASH控制器，支持NANDFLASH自啟動10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)MAC，支持RMII接口64KByte高速片上SRAMUSB1.1Device，全速11Mbps支持I2S音頻接口支持MMC/SD卡LCD控制器，支持TFT彩屏和STN黑白、灰度屏RTC，支持日歷功能/WatchDog，支持后備電源10通道TIMER，支持捕獲、外部時(shí)鐘驅(qū)動和MATCHOUT4通道PWM，支持高速GPIO4通道UART，均支持紅外2通道SSI，支持SPI和Microwire協(xié)議2通道SmartCard接口，兼容ISO7816協(xié)議支持最多97個(gè)GPIO，14個(gè)外部中斷支持外部DMA傳輸片上DPLL，支持多種功耗模式，IDLE、SLOW、NORMAL、SLEEP封裝：LQFP176主頻：90MHz供電電壓：內(nèi)核1.6V~2V；IO2.7V~3.6V工作溫度：－40～＋85攝氏度SEP4020處理器－EMI片選CSACSBCSCCSDCSECSF8位SRAM接口NYYYYY16位SRAM接口YYYYYYSRAM時(shí)序可配YYYYYYSRAM空間16M16M16M16M16M16M支持啟動YNNNNN16位SDRAM接口NNNNYYSDRAM時(shí)序可配NANANANAYYSDRAM空間NANANANA64M64M基址可配YYYYYY可復(fù)用位IOYYYYYYEMI還支持NANDFLASH，并支持從NandFlash啟動SEP4020內(nèi)嵌高達(dá)64KByte的片上存儲器，對于簡單應(yīng)用系統(tǒng)，甚至可以不用外接其他RAMSEP4020處理器－Timer&PWM定時(shí)器Timer1Timer2Timer3Timer4Timer5Timer6timer7Timer8Timer9timer10位數(shù)32323232323216161616重啟計(jì)數(shù)YYYYYYYYYY自由計(jì)數(shù)YYYYYYYYYY單次計(jì)數(shù)YYYYYYYYYY捕獲計(jì)數(shù)NANAYYYYNANANANAMatchOutYYNNNNNNNNPWMPWM1PWM2PWM3PWM4位數(shù)16161616PWM模式Y(jié)YYY高速IO模式Y(jié)YYY定時(shí)器模式Y(jié)YYYSEP4020處理器－UART串口UART0UART1UART2UART3發(fā)送FIFO16Byte16Byte16Byte16Byte接收FIFO16Byte16Byte16Byte16Byte接收超時(shí)中斷YYYY硬件流控NNY*N波特率300－115200300－115200300－115200300－115200支持紅外YYYY5-8位字符操作可配置的奇偶校驗(yàn)(偶校驗(yàn)，奇校驗(yàn)，不用奇偶校驗(yàn)，或固定校驗(yàn)位)可配置的停止位（1，1.5，2位）

*UART2流控需復(fù)用UART3的兩個(gè)管腳SEP4020處理器與其他國外處理器的比較SEP4020SAMSUNGS3C44B0XSAMSUNGS3C2410NXPLPC2132NXPLPC2220CPUARM720TARM7TDMIARM920TARM7TDMIARM7TDMIMHZ90662666060ESRAM64K+8KCache8Kcache16KDCache+16KICache16K64KNandYesBootNoneYesBootNoneNoneExt.RAMSDRAMSDRAMSDRAMSRAMSRAMLCDCYes(FullFunc)YesYesNoneNoneADNoneYesYesYesYesUSB1.1DevNONE2.0Host＋DevNoneNoneSMC2NoneNoneNoneNoneAudioIISIISIISNoneNoneMMC/SDYesNoneYesN/AN/AMAC10M/100MRMIINoneNoneNoneNoneUART42322GPIO97PackageLQFP176LQFP160BGA272LQFP64LQFP144MainAppIndustryPOS(Interactive)GeneralPurposeHandHeldGeneralPurposeHandHeldIndustryIndustrySEP4020處理器的LQFP176封裝SEP4020的軟件資源與文檔芯片用戶手冊v1.7.1芯片DataSheetv1.1芯片硬件設(shè)計(jì)指南v1.4Sample代碼及Sample代碼用戶手冊v1.1LinuxSDK3.0用戶手冊LinuxSDK3.0開發(fā)手冊NuclursSDK1.0用戶手冊NuclursSDK1.0開發(fā)手冊EPOS開發(fā)平臺及手冊工控平臺及手冊UB4020EVB用戶手冊UB4020MB用戶手冊工控開發(fā)板用戶手冊開發(fā)板基礎(chǔ)軟件包應(yīng)用參考設(shè)計(jì)樣例代碼芯片文檔SEP4020LinuxSDK3.2說明(Linux2.6.16)UBootLinux2.6.16內(nèi)核YaffFileSystemCramFileSystemTCP/IPMINIGUIQTEthernetDriverNorFlashDriverNandFlashDriverUARTDriverLCDDriverTouchDriverKeyDriverTimer/PWMDriverRTCDriverUSBHostDriver熱敏打印Driver針式打印DriverSDDriverPSAMDriverIISDriverMP3/MPEGDecoderSNMPBOAWebserverSQLLiteDataBase媒體播放器DemoAppUSBDeviceDriver磁條卡DriverCDMA/GPRSDriverEMV2000卡DriverWebBrowserWIFIDriver開發(fā)板與評估系統(tǒng)UB4020EVBv1.5SEP4020處理器8MBSDRAM2MBNorFlashBus6*6KB電池電量檢測外部中斷128×64LCD1UARTUSBDev/Host電源系統(tǒng)（電池＋外部供電）PWM蜂鳴器LEDGPIO1UARTModem2×IC卡EPOS硬件方案CDMA/GPRS磁卡刷卡器針打/熱敏打印FSK320×240TFTLCD32MBNandFlashRF卡以太網(wǎng)/PPPOE基于4020的黑白屏EPOS參考設(shè)計(jì)SEP4020128×64LCD8MSDRAM2MNorIC卡PSAM卡磁條卡RF卡鍵盤FSK連接銀聯(lián)MODEM熱敏打印針式打印512MNand基于4020的彩色屏EPOS參考設(shè)計(jì)SEP4020320×240TFTLCD32MSDRAM2MNorIC卡PSAM卡磁條卡RF卡鍵盤以太網(wǎng)CDMA熱敏打印針式打印512MNandGPRSPPPOEUSBHOSTSD卡IIS音頻基于4020的彩色屏EPOS設(shè)計(jì)平臺高端處理器--------SEP0611 SEP0611主要特點(diǎn)UniCore2內(nèi)核，800MHZ主頻，含浮點(diǎn)運(yùn)算單元，16K指令+16K數(shù)據(jù)Cache，可滿足高性能計(jì)算需求；支持DDR2/DD23/MDDR，支持SDIO接口，支持SLC/MLCNandFlash，全面滿足各類此成本存儲方案需求；多媒體全雙工編價(jià)碼引擎支持多種格式，包括MPEG4/H.264/AVS/Real/VC-1;高精度、高靈敏度的12通道GPS定位引擎，可滿足各類定位導(dǎo)航應(yīng)用需求；TSMC65nmCMOS工藝，LFBGA封裝，使芯片具有小尺寸，低功耗的特點(diǎn)；SEP0611A總體架構(gòu)BUS2-AHB32DOWNSIZERLCDCVPUBUS4-APB32BUS5-APB32BUS1-AHB64DMAC2UPSIZERBUS6-AHB32DMAC3GPSACOREESRAMTIMERPWMRTCVICUARTSPII2CPMUI2SARM11NOR/SRAMNANDUSBOTGHDMILCDCI2SAUDIOCODECPHYPHYGPIOTSIDOWNSIZERBUS3-AHB32DMAC1DDR2GPSSTATUSPHYSDIOESRAM(remap)ADCESRAM(remap)UniCoreSEP6200CORE單獨(dú)硬化模塊性能測試報(bào)告-CPU前仿情況匯總Unicore32MMUCache8StagePipelineICache16KB4wayDCache16KB4wayWBL1IMMUL1DMMUL2IMMULDRSTRUNITB