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微控制器(MCU)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,如消費(fèi)類電子市場(chǎng)中的手機(jī)、照相機(jī)、攝像機(jī)、MP3、MP4、平板電腦、筆記本電腦、PC機(jī)、各種遙控電動(dòng)玩具等,還有汽車電子的電子鑰匙、控制系統(tǒng)、導(dǎo)航、倒車影像、倒車?yán)走_(dá)等,還有各種安全防衛(wèi)系統(tǒng)、醫(yī)療器械、工業(yè)控制、武器裝備、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域。因此在設(shè)計(jì)MCU之前需要進(jìn)行明確的市場(chǎng)定位,從而使目標(biāo)產(chǎn)品有的放矢,并在高性能、低成本、多功能、輕體積、低功耗、高可靠、散熱好、抗輻照、抗單粒子、適應(yīng)超高溫和超低溫等方面具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。MCU硬件設(shè)計(jì)主要包括兩大部分:CPU選型和外圍IP核的選取。

 

采用何種總線、何種組合方式、總線的數(shù)量等關(guān)系到MCU性能的發(fā)揮。以AMBA總線為例,通常的用法是AHB接高速外設(shè),再通過(guò)AHB到APB總線橋來(lái)訪問(wèn)低速外設(shè)。有時(shí)為了提高外設(shè)的訪問(wèn)速度,一個(gè)MCU內(nèi)部可能有兩條APB總線;也可能有兩條AHB總線。指令和數(shù)據(jù)分離,一條用來(lái)數(shù)據(jù)傳輸或圖像處理,另一條用來(lái)通用控制。還可能有多層AHB的互連矩陣,便于多個(gè)Master可以同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)不同的高速外設(shè),從而大幅度提高M(jìn)CU系統(tǒng)性能。因此,總線方案的制定須依據(jù)產(chǎn)品的具體應(yīng)用來(lái)確定。

存儲(chǔ)器是MCU中占面積較大的模塊。一個(gè)MCU中可能同時(shí)含有ROM、SRAM和FLASH三種存儲(chǔ)器:ROM用于放置Boot Loader、IP Drivers等,SRAM用于提高軟件運(yùn)行速度、存放臨時(shí)數(shù)據(jù),F(xiàn)LASH用于存放應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)。由于FLASH的讀寫速度比較慢,為了提高FLASH的讀寫速度,可以采用預(yù)取緩沖器和寫緩沖器來(lái)加速指令和數(shù)據(jù)的緩沖。由于各個(gè)存儲(chǔ)器都有自己的地址空間,因此很方便用戶訪問(wèn)。為了便于系統(tǒng)管理,通常設(shè)計(jì)一個(gè)存儲(chǔ)器管理模塊,并在系統(tǒng)控制模塊中設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的控制寄存器。


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