面向物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)13ARM嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)課件

1、CC2530和STM32嵌入式接口技術(shù)開(kāi)發(fā)4.1 ARM嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)嵌入式ARM嵌入式ARM組成與結(jié)構(gòu)STM32系列處理器STM32開(kāi)發(fā)平臺(tái)ARM簡(jiǎn)介ARM公司1991年成立于英國(guó)劍橋，是專門從事基于RISC技術(shù)芯片設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的公司，主要出售芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的授權(quán)。ARM公司作為知識(shí)產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，本身不直接從事芯片生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片。ARM內(nèi)核的處理器之所以能夠在嵌入式微處理器市場(chǎng)上占有較大的市場(chǎng)份額，主要是由于采用ARM內(nèi)核的處理器具有功耗小、成本低、功能強(qiáng)，非常適合作為嵌入式微處理器使用。ARM簡(jiǎn)介ARM產(chǎn)業(yè)鏈ARM系列核心ARM處理器體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展經(jīng)歷了V1到V6

2、的變遷，在V6后，ARM的體系結(jié)構(gòu)采用了新的分類。2004年開(kāi)始推出基于ARMv7架構(gòu)的Cortex系列內(nèi)核，該內(nèi)核又可細(xì)分為三大系列:A、M、R。ARM處理器結(jié)構(gòu)在ARM7以前處理器采用的是馮.諾依曼結(jié)構(gòu)，從ARM9以后的處理器多采用哈佛結(jié)構(gòu)。哈佛結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是將程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)空間中，即程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是兩個(gè)相互獨(dú)立的存儲(chǔ)器，每個(gè)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址、獨(dú)立訪問(wèn)。馮.諾依曼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與指令存儲(chǔ)位置相同，總線的數(shù)據(jù)與指令讀取需交替進(jìn)行，效率低，速度慢。哈弗結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與指令分開(kāi)存儲(chǔ)，同時(shí)有數(shù)據(jù)總線和指令總線進(jìn)行相關(guān)信息的獲取，效率高，速度快。ARM指令流水線指令流水線就是將一條指令分解成

3、一連串執(zhí)行的子過(guò)程。例如，把指令的執(zhí)行過(guò)程細(xì)分為取指令、指令譯碼和執(zhí)行三個(gè)過(guò)程。在CPU中，把一條指令的串行執(zhí)行子過(guò)程變?yōu)槿舾蓷l指令的子過(guò)程在CPU中重疊執(zhí)行。ARM工作模式ARM體系結(jié)構(gòu)支持7種處理器模式，分別為：用戶模式、快中斷模式、中斷模式、管理模式、中止模式、未定義模式和系統(tǒng)模式。這樣的好處是可以更好的支持操作系統(tǒng)并提高工作效率。處理器模式說(shuō)明備注 用戶 (usr)正常程序工作模式不能直接切換到其它模式 系統(tǒng) (sys)用于支持操作系統(tǒng)的特權(quán)任務(wù)等具有可以直接切換到其它模式等特權(quán) 快中斷 (fiq)支持高速數(shù)據(jù)傳輸及通道處理FIQ異常響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式 中斷 (irq)用于通用中斷處理I

4、RQ異常響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式 管理 (svc)操作系統(tǒng)保護(hù)代碼系統(tǒng)復(fù)位和軟件中斷響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式 中止 (abt)用于支持虛擬內(nèi)存和/或存儲(chǔ)器保護(hù)在ARM7TDMI沒(méi)有大用處 未定義 (und)支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真未定義指令異常響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式STM32系列介紹STM32系列微控制器是ST(意法半導(dǎo)體)公司以ARM公司的Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4和，Coretex-M7四種RISC內(nèi)核開(kāi)發(fā)的系列產(chǎn)品。內(nèi)核型號(hào)特點(diǎn)Cortex-M0STM32F0低成本、入門級(jí)微控制器Cortex-M0+STM32L0低功耗Cortex-M3STM32F1通用型微控制器STM32

5、F2大存儲(chǔ)器、硬件加密STM32L1低功耗STM32T觸摸鍵應(yīng)用模塊STM32M遵循IEEE 802.15.4協(xié)議的無(wú)線通信模塊Cortex-M4STM32F3模擬通道、更靈活的數(shù)據(jù)通信矩陣STM32F4168MHz時(shí)鐘下，0等待訪問(wèn)FLASH存儲(chǔ)器、動(dòng)態(tài)功率調(diào)整技術(shù)Cortex-M7STM32F7LI一級(jí)緩存、200MHz時(shí)鐘頻率STM32F407處理器架構(gòu)STM32F407/417系列MCU面向需要在小至10 x 10 mm的封裝內(nèi)實(shí)現(xiàn)高集成度、高性能、嵌入式存儲(chǔ)器和外設(shè)的醫(yī)療、工業(yè)與消費(fèi)類應(yīng)用。STM32F407/417 MCU提供了工作頻率為168 MHz的Cortex-M4內(nèi)核（具有

6、浮點(diǎn)單元）的性能。在168 MHz頻率下，從Flash存儲(chǔ)器執(zhí)行時(shí)，STM32F407/417單片機(jī)能夠提供210 DMIPS/566 CoreMark性能，并且利用意法半導(dǎo)體的ART加速器實(shí)現(xiàn)了FLASH零等待狀態(tài)。STM32F407總線矩陣主系統(tǒng)由 32 位多層 AHB 總線矩陣構(gòu)成。總線矩陣用于主控總線之間的訪問(wèn)仲裁管理。仲裁采取循環(huán)調(diào)度算法，提高資源調(diào)度效率。STM32F407VET6片上資源32位 512K閃存 100LQFP架構(gòu):ARM Cortex-M4程序內(nèi)存大小:512KB存儲(chǔ)器容量, RAM:196KBCPU速度:168MHz輸入/輸出數(shù):82嵌入式接口類型:CAN, ENET, I2C, SPI, UART, USART, USBPWM通道數(shù):6計(jì)時(shí)器數(shù):14周邊器件:ADC, DMA, LCD, RTC電源電壓范圍:1.8V 至 3.6VSTM32開(kāi)發(fā)平臺(tái)ZXBeePlusB增強(qiáng)型無(wú)線節(jié)點(diǎn)集成ARM Cortex-M4 STM32F407控制器，2.8寸真彩LCD液晶屏，板載HTU21