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标皇冠搏彩中心准接口的基础技术知识

作者:admin时间:2020-11-22 05:10

  关于打算职员而言,凭据利用的职能、电源、存储器以及接口央浼寻找特定的嵌入式措置器是一项令人生畏的困苦使命,由于即使是相通的编制也存正在着显着的区别。尽量ARM措置器供给十几种采取,编制打算职员却很难找到“圆满的搭配”.

  本文将要点先容各样准则接口,并揭示它们对差异嵌入式芯片厂商的区别所正在。领会根本接口可助助打算职员优先研讨哪些接口应为片上。其它,固然准则接口具有很高的运用价钱,但为了供给卓殊的片上资源,也需求可定制化的片上接口。本文将先容两种如许的外设块。

  通用串行总线(USB)接口最初的开垦宗旨是用来结合局部策动机与外设。跟着年光的推移,它仍旧成为工业与根蒂方法利用的常用接口。诸如键盘、鼠标以及示波器等人机接口配置(HID)日常都采用USB接口,这就意味着它务必获得编制嵌入式措置器的救援。告竣这一倾向的最有用举措是采用片上外设。

  除HID以外,工业与根蒂方法利用还运用其它两种配置。USB通讯配置类(CDC)不单实用于调制解调器与传真机,并且还可通过供给用于以太网数据包传输的接口来救援大略的联网。同样,USB大容量存储配置(MSD)闭键用于硬盘驱动器及其它存储介质。

  USB2.0榜样央浼主机初始化悉数向内及向外的传输。其余,该榜样还界说了三种根本配置:主机左右器、集线器以及外设。

  USB2.0的物理互连是一种正在每个星型核心运用一个集线器的分层星型拓扑布局。每条线段都是一个主机与集线器或成效之间的点对点结合,或者是一个结合至另一个集线器或成效的集线编制顶用于配置的寻址计划可告竣单个主机结合众达127个配置。这127个配置可能是集线器或外设的任何组合。复合或组合配置可能是这127个配置中两个或两个以上的配置。

  固然USB2.0很能够是工业和很众根蒂方法利用的首选,但外设配置需求正在没有主机加入的情形下相互通讯时,还需求安放挪动USB(USBOTG)。为了告竣点对点通讯,USBOTG引入了一种新的配置,这类配置蕴涵可为两个外设告竣数据共享的控制主机成效。

  OTG增补计划界说了一套新的、称之为主机商酌和说(HNP)的握手方法。运用HNP,或许行动默认外设结合的配置可恳求成为主机。这有助于现有USB2.0主机配置规范供给点对点通讯。其它还界说了会话请乞降说(SRP)。

  USB具有牢靠准则的普及性与极高名望,可向嵌入式措置器厂商供给特意针对USB成效的软件库,从而可大幅缩短开垦年光。编制打算职员不必编写己方的代码,只需实行成效挪用,便可实践接口。

  这些库应通过认证,声明已通过了USB实践职员论坛实践的USB配置及嵌入式主机合规性测试。德州仪器(TI)等极少厂商可为其嵌入式措置器供给渊博的USB库。

  2007年,旨正在创筑一种更速USB类型的USB3.0增添团队(theUSB3.0PromoterGroup)得以创制,这种USB类型不单向后兼容以前的USB准则,并且还可供给比USB2.0速10倍的数据速度。USB3.0采用新的信号发送计划,并通过保存USB2.0双线接口告竣了向后兼容性。然而这种更速的版本还处于安放初期,USB2.0从此数年仍将是最常用的USB类型,其具有高速(480Mbps)、低速(1.5Mbps)以及全速(12Mbps)三种速率选项。

  EMAC固然合适IEEE802.3以太网准则的接口日常会被误称为以太网介质拜访左右器(

  ),但完全的EMAC子编制接话柄践上搜罗三个模块,这三个模块能够聚合成正在片上,也能够不会:1.物理层接口(PHY);

  EMAC模块可左右编制到PHY的包数据流。MDIO模块可奉行PHY的装备以及形态监控。两个模块都可通过MAC左右模块拜访编制中心,从而还可优化数据流。正在TI嵌入式措置器等齐全集成型治理计划中,定制接口被视为EMAC/MDIO外设不成或缺的构成个别。

  EMAC左右模块不单可左右配置断绝,并且还整合了一个用于依旧EMAC缓存器描画符的8K字节内部随机拜访存储器(RAM)。该MDIO模块采用802.3串行处理接口来扣问和左右众达32个采用共享双线总线结合至配置的以太网PHY.

  主机软件运用MDIO模块来装备结合至EMAC的每个PHY的主动商酌参数,克复商酌结果,并正在EMAC模块中装备所需的参数,以告竣无误的操作。该模块可为MDIO接口告竣近乎透后的操作,根本不需求中心措置器的爱护。

  EMAC模块可正在收集与措置器之间供给一个高恶果的接口。EMAC模块时时可供给10Base-T(10Mbit/秒)与100BaseTX(100Mbit/秒)、半双工与全双工形式,以及硬件流左右与供职质地(QoS)救援。其余,个别措置器现正在还救援可告竣1000Mbit/秒数据速度的千兆位EMAC容量。

  因为以太网的渊博运用,嵌入式措置器日常都正在芯片上集成了一个或众个EMAC接口。差异的厂商正在实践上述完全的EMAC子编制时采用的举措也稍有差异。实践以太网接口所需的软件救援与库的质地和限制是采取嵌入式措置器厂商时需求研讨的另一个题目。

  途由器或相易机等利用所需的EMAC有时不止一个。这些利用通过运用众个EMAC,或许正在创筑同步历程通讯的同时,与浩繁配置通讯。

  串行ATA(SATA)可将主机总线适配器与诸如硬盘驱动器与光盘驱动器等大容量存储配置相连。它已根本庖代了之前的并行ATA(PATA)。PATA央浼40/80线英寸。PATA的最大数据传输速度为133Mbit/秒,而SATA串行数据式样则运用两个差分对来救援结合数据存储配置的接口,线Gbit/秒(SATA版本1)、3.0Gbit/秒(SATA版本2)与6.0Gbit/秒(SATA版本3)。SATA1和SATA2现已面市,SATA3将正在近期推出。

  其余,SATA左右器需求的线英尺。较细的线缆越发灵动,一方面可告竣更便捷的布线,另一方面更有利于大容量存储配置外壳内的气氛流利。

  串行链途可获取高职能的个别来源是采用高级编制存储器布局来容纳高速串行数据。这种高级主机左右器接口(AHCI)存储器布局可为左右、形态以及号令列外数据外供给一个通用域。号令列外的每条记实都蕴涵用于编程SATA配置的音讯以及一个用于正在编制存储器与配置之间传输数据、指向描画符外的指针。

  群众半SATA左右器不单救援热插拔,并且还采用端口众途器来增进可结合至单个HBA端口的配置数目。SATA准则有一个很长的个性列外,但险些没有SATA左右器可救援悉数这些个性。常睹个性搜罗:

  因为SATA或许存储可延长至太字节限制的洪量数据,于是利用极度渊博,此中搜罗上钩本、膝上型电脑、台式机、众媒体配置以及便携式数据终端等。其余,SATA还可用于能够需求传感器或编制监控器存储洪量数据以待后续剖判的工业利用。

  DDR2是双陪数据速度(DDR)SDRAM榜样的后继准则,这两个准则互不兼容。DDR2正在总线时钟信号的上升沿与消重沿传输数据,并或许以更高的总线速率运转,从而可告竣每个内部时钟周期四次的数据传输。

  存储器左右块发出存储器对专用中心逻辑的拜访,反过来也是云云。读取物理块承当措置正在各个读取周期中采撷数据的外部信号时序,而写入物理块则运用合适的外部信号时序处理时钟与数据的发出。

  字节宽度双向数据选通(DQS)随数据(DQ)通过外部方法传输,用于采撷宗旨。DQS正在读取存储器时由左右器通过角落对齐的方法传输,而正在写入存储器时则采用核心对齐的方法。片上延迟锁相环(DLL)用于锁住DQS及相应的DQ.这可正在电压及温度爆发转化时确保它们或许相互跟踪。

  DDR2SRAM具有差分时钟输入,可低重时钟输入占空比转化时的影响。其余,DDR2SRAM还救援数据掩码信号,可正在各个写入周期中为数据位增加掩码。

  挪动DDR(MDDR)也称低功耗双倍数据传输速度存储器(LPDDR),由于其任务电压为1.8V,而守旧存储器任务电压为2.5V或3.3V,时时用于便携式电子产物。其余,挪动DDR存储器还救援守旧DDR2存储器不具备的低功耗形态。与悉数DDR存储器相同,双倍数据传输速度是通过器件时钟上下沿同时传输数据告竣的。

  因为片上外设的数目受本钱或其它控制要求的拘束,编制打算职员往往思寻得数据片上与片外传输的新举措。一种政策是运用未运用视频端口的资源,实践上是运用

  它来高速发送和领受非视频数据。这种举措的舛误之一即是数据务必被式样化成视频帧,这正在任务中需求个别措置器MIPS的救援,而正在打算周期中则需求珍贵的编程年光。

  其它的举措存正在好似的艰难,皇冠搏彩中心并且群众半准则片上数据接口是串行端口,不行奉行高速数据传输。

  最终很众编制打算职员领悟到将某种不对适特定接口准则,但或许以众种方法装备的高灵动高速外设特意用于数据传输会带来显着的上风。借使编制措置器务必与高速DAC、ADC、DSP以至FPGA结合,告竣250MB/秒的高速数据传输,则这种思绪就极度有价钱了。

  这种外设的根本架构很容易描画。它要有众个具有寡少并行总线的通道,经装备后可能容纳胜过一个字的长度。其余,它还要有内部DMA块,如许其任务就无需占用内核的MIPS预算。单、双倍数据速度以及众种数据打包式样也是可能运用的。

  TI各样嵌入式措置器都供给通用并行端口(uPP),搜罗Sitara?ARM9AM1808与AM1806微措置器(MPU)以及集成TMS320C674x内核与ARM9内核的OMAP-L138措置器。与SPI及UART等串行外设差异,uPP可为打算职员供给并行数据总线上风,每通道数据宽度为8位和16位。

  uPP正在以75MHz的最高时钟速度运转时,或许以远超串行端口外设的速率传输数据。比如,单个运转正在75MHz速度下的16位uPP通道或许比运转正在50MHz速度下的SPI外设速24倍。

  uPP与另一种专用于可装备数据措置的TI外设-主机端口接口(HPI)有某种相通之处。HPI是一种可助助外部主机直接拜访措置器内部存储器的并行接口。然而与HPI差异,uPP阻止许外部配置直接拜访存储器,它需求配置软件对I/O传输实行列队。其最大区别能够正在于uPP比HPI速率速得众,并且和说也大略得众。

  uPP闭键用于如FPGA或DSP等需求片外及时措置的利用,可为医疗范围等需求即时数据的商场带来极大的上风。通过运用uPP,决定措置器或许依附最新音讯做出结论。

  可编程及时单位(PRU)是一种小型32位措置引擎,可为片上及时措置供给更众的资源。PRU特意用于AM1xMPU与OMPAP-L138治理计划中的TI嵌入式措置器,可为编制打算职员供给具有高灵动性的卓殊程序,时时可低重组件本钱。

  PRU的四总线架构有助于指令随数据传输同步传输和奉行。其余,还可供给一个输入寄存器,让外部形态音讯响应正在内部措置器的形态寄存器内。

  PRU打算的一个首要宗旨即是尽能够地创筑灵动性,以便奉行各样成效。PRU的高灵动性可助助开垦职员正在其终端产物(不管是触摸屏、集成型显示屏照旧存储成效)中整合更众的接口,以进一步扩展产物成效或者其己方的专有接口成效。该倾向闭键是通过供给搜罗悉数编制存储器、I/O以及断绝正在内的PRU总共编制可视性告竣的。

  固然PRU或许总共拜访编制资源,但其内部资源相对来说较量寻常。它具有4K字节的指令存储器和512字节的数据存储器。其余,PRU还具有己方的GPIO,时延仅为数纳秒。

  PRU可通过运用大略的汇编言语代码编程来实践定制逻辑。该指令集可分为四大类:

  正在工业利用中,时时将PRU装备为IO块,用来顶替措置器未能供给的IO.比如,它可能用正在需求UART块组合的便携式数据终端中,用来结合GSM、GPS与蓝牙(Bluetooth)、小键盘、打印机、LED组以及RS232端口。然而,固然该措置器系列中的最佳采取只集成了三个UART,但PRU可供给更众的UART接口,可满盈满意持续繁荣的终端配置对措置各样成效的需求。

  除了用来顶替IO,PRU经编程后还可奉行各样左右、监控或其它片上没有供给的成效。这种灵动性关于极少利用而言更加有助助,这些利用蕴涵的左右央浼与任何准则措置器装备供给的左右央浼不行婚。

  正在评估ARM措置器中的外设接口时,清楚外设与ARM子编制的集成方法极度首要。

  ARM措置器适合纷乱、众使命的通用左右使命。它不单可为大型顺序供给存储器空间,并且还具有优异的境况切换成效,适合运转及时操作编制(RTOS)和精采的高级操作编制。ARM承当编制装备与左右,其使命搜罗外设装备及左右、时钟左右、存储器初始化、断绝措置以及电源处理等。ARM子编制蕴涵ARM措置器以及行动整个措置器编制主左右器任务所务必的其它组件。

  关于USB、EMAC、SATA、uPP以及PRU等外设而言,ARM子编制可拜访外设的左右与装备寄存器、时钟以及电源处理左右。

  固然准则接口正在编制打算历程中阐述着首要的用意,可为打算告竣互操作性与低本钱,并削减打算所需的年光,但对需求告竣产物区别化的打算团队而言,其适用用性仍旧很有限。打算职员还应依赖芯片厂商为其供给各样众组合准则接口。对芯片厂商而言,可助助高效实践接口的高质地软件库是告竣区别化的其它身分。供给更高级其它灵动性也极度有助助,或许通过TIPRU与uPP等可装备接口获取。编制打算职员运用其器材套件中的这些选项,既可阐述缔造性,同时又能依旧组件的低本钱。

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