面向交互式終端和控制應(yīng)用的嵌入式處理器

以信息化為代表的互聯(lián)網(wǎng)嵌入式產(chǎn)品，不僅為嵌入式市場(chǎng)展現(xiàn)了美好前景，注入了新的生命，同時(shí)也對(duì)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，特別是軟件開(kāi)發(fā)提出新的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)主要包括：支持日趨增長(zhǎng)的功能密度、靈活的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接、輕便的移動(dòng)應(yīng)用和多媒體信息處理。 嵌入式處理器的三大發(fā)展趨勢(shì) 1. 支持聯(lián)網(wǎng)功能 　　為滿足嵌入式應(yīng)用的上網(wǎng)需求，嵌入式處理器要求配備一種或多種標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通信接口。針對(duì)外部聯(lián)網(wǎng)需求，具有通信接口的嵌入設(shè)備還相應(yīng)地需要tcp/ip協(xié)議軟件支持。針對(duì)家用電器的互聯(lián)如防盜報(bào)警、燈光能源控制、影視設(shè)備和信息終端的信息交換)以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)儀器的協(xié)調(diào)工作等需求，新一代嵌入式設(shè)備還需具備ieee1394、usb、can、藍(lán)牙或irda通信接口，并需要的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動(dòng)軟件。 2. 滿足小型電子設(shè)備對(duì)小尺寸、低功耗和低成本的要求 　　為滿足小型電子設(shè)備對(duì)小尺寸、微功耗和低成本的要求，嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師必須降低處理器的性能，限制內(nèi)存容量并復(fù)用接口芯片。因此，嵌入式處理器必須提供多種芯片電源管理模式來(lái)實(shí)現(xiàn)低功耗，并提高芯片管腳的功能復(fù)用率。 3. 提供精巧的多媒體人機(jī)界面 　　嵌入式設(shè)備被廣大用戶接受的一個(gè)重要因素是它們具有友好的人機(jī)交互界面。人們與信息終端的交互采用以圖像用戶接口(gui)屏幕為中心的多媒體界面。手寫(xiě)文字輸入、語(yǔ)音撥號(hào)上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件以及彩色圖形、圖像已取得初步成效。目前一些先進(jìn)的pda在顯示屏幕上已實(shí)現(xiàn)漢字寫(xiě)入、短消息語(yǔ)音發(fā)布，但離掌式語(yǔ)言同聲翻譯還有很大距離。 sep4020嵌入式微處理器 　　南京博芯電子技術(shù)有限公司最近推出的東芯iv+ sep4020嵌入式微處理器，面向交互式終端和控制應(yīng)用，集成了lcd控制器、mac接口、emi接口、dma控制器、多通道定時(shí)器等，可簡(jiǎn)化硬件和軟件設(shè)計(jì)并提供豐富的接口。 　　sep4020采用0.18um cmos工藝設(shè)計(jì)，集成了asix內(nèi)核(32位risc內(nèi)核，兼容arm720t，帶8kb指令數(shù)據(jù)緩存和全功能mmu)，采用馮諾依曼結(jié)構(gòu)。 　　sep4020芯片具有的功能和特性包括：1. 8/16位sram/nor閃存接口和16位sdram接口；2. 硬件nand閃存控制器，支持nand閃存自啟動(dòng)；3. 10m/100m自適應(yīng)以太網(wǎng)mac，支持rmii接口；4. 64kb高速片上sram；5. 支持全速11mbps的usb1.1設(shè)備；6. 支持i2s音頻接口；7. 支持mmc/sd卡；8. 支持lcd控制器，支持640×480×16位tft彩屏和stn黑白、灰度屏；9. 支持實(shí)時(shí)時(shí)鐘，支持日歷功能/看門狗，支持后備電池；10. 10通道定時(shí)器，支持捕獲、外部時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)和match out；11. 4通道pwm，支持高速gpio；12. 4通道uart，均支持紅外；13. 2通道ssi，支持spi和microwire協(xié)議；14. 2通道smartcard接口，兼容iso7816協(xié)議；15. 支持最多97個(gè)gpio，14個(gè)外部中斷；16. 6通道dma控制器支持外部dma傳輸和鏈表傳輸；17. 片上dpll，支持多種功耗模式，包括空閑模式、慢模式、正常模式、睡眠模式。 sep4020嵌入式微處理器設(shè)計(jì)概述 　　sep4020面向交互式終端類應(yīng)用和控制類的應(yīng)用。交互式終端是一種以信息交流為主要目的,為個(gè)性化用戶提供信息處理、存儲(chǔ)和查詢等功能的嵌入式設(shè)備。與個(gè)人電腦機(jī)相比,交互式終端結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能專一、操作簡(jiǎn)單。目前的信息交互終端主要應(yīng)用于銀行、移動(dòng)通信和視頻會(huì)議等領(lǐng)域，它們要求芯片具備成本低、能提供強(qiáng)大的交互界面和快捷的通訊方式等特點(diǎn)。sep4020集成了lcdc控制器模塊，該控制器模塊支持1bpp黑白、2bppstn灰度、4bppstn灰度、16bpp tft彩色顯示，支持的最大分辨率高達(dá)800×600。用戶只需要按照液晶屏的設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)完成硬件設(shè)計(jì)，不需要額外芯片來(lái)支持tft液晶屏。 　　sep4020內(nèi)嵌了10m/100m以太網(wǎng)mac，支持設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。用戶只需外接phy芯片即可完成以太網(wǎng)接口功能的設(shè)計(jì)，免去了繁瑣的mac芯片選型和設(shè)計(jì)的過(guò)程。 　　sep4020的其他一些功能可滿足控制類應(yīng)用需求。10通道定時(shí)器設(shè)計(jì)完全能滿足工業(yè)控制過(guò)程中的定時(shí)中斷和計(jì)數(shù)需要。4路pwm功能設(shè)計(jì)免去了用戶復(fù)用一路pwm的煩惱，可保證系統(tǒng)多功能的擴(kuò)展。另外，pwm還可以工作在高速io模式和計(jì)數(shù)器模式下。4通道uart(均支持紅外)和2通道ssi(支持spi和microwire協(xié)議)也為控制類應(yīng)用提供了常用的功能接口，并同時(shí)滿足多個(gè)同類接口的需要，無(wú)需外擴(kuò)芯片，就可以擴(kuò)展多個(gè)同類接口。sep4020最多支持多達(dá)97個(gè)gpio和14個(gè)外部中斷，能滿足不同控制類應(yīng)用的需要。 　　為降低芯片的功耗，sep4020的內(nèi)核采用1.8v供電，同時(shí)還專門設(shè)計(jì)了芯片電源管理單元(pmc)。通過(guò)pmc單元可以控制芯片中所有模塊時(shí)鐘的打開(kāi)和關(guān)閉，用戶可以通過(guò)軟件關(guān)閉系統(tǒng)中當(dāng)前不使用的模塊單元，達(dá)到降低功耗的目的。 　　時(shí)鐘與功耗管理模塊(pmc)控制sep4020在不同工作模式之間的切換，包括慢模式、正常模式、空閑模式和睡眠模式。在這些工作模式中，