雙核就是任性——LPC Xpresso54102開發(fā)板評(píng)測(cè)

 隨著科技的進(jìn)步，雙核逐漸被淘汰已是時(shí)間上的問(wèn)題，四核乃至八核心CPU也已不再是什么新奇的事物，不過(guò)在微控制器領(lǐng)域，雙核卻是個(gè)十分新穎的東西。很多工程師朋友在開發(fā)MCU應(yīng)用系統(tǒng)的時(shí)候，若是系統(tǒng)功能復(fù)雜、一顆MCU芯片無(wú)法滿足要求，往往會(huì)采用多顆MCU協(xié)同工作，把一些“打雜”的工作交給低端的MCU完成，高端的MCU則可以放開“手腳”，完成系統(tǒng)主要的任務(wù)。不過(guò)這樣一來(lái)，系統(tǒng)研發(fā)的復(fù)雜性，成本以及可靠性都會(huì)受到不同程度的影響，多微控制器方案帶來(lái)系統(tǒng)的功耗問(wèn)題也不容小視。對(duì)此，恩智浦推出了基于ARM Cortex-M4和 ARM Cortex-M0+非對(duì)稱雙核架構(gòu)的LPC54102系列微控制器，旨在提供一個(gè)低功耗高性能的雙核解決方案，用于超低功耗傳感器偵聽到數(shù)據(jù)整合、傳感器融合或其他傳感器數(shù)據(jù)處理。

筆者有幸拿到了搭載LPC54102雙核微控制器的LPCXpresso54102開發(fā)套件。該套件采用的包裝與STM32 Nucleo系列板卡的外包裝材料相同，均為透明塑料外殼。這樣的包裝雖然降低了成本，但在視覺(jué)表現(xiàn)上卻一點(diǎn)也不遜色于其他包裝，透明材料的使用更加凸顯出板卡的精致，使得板卡的芯片資源“一絲不掛”地呈現(xiàn)在大家的眼前。

打開包裝，取出LPCXpresso54102板卡，板卡整體采用墨藍(lán)色阻焊和乳白色絲印，讓人眼前一亮，pcb焊盤的沉金工藝，更是顯得高端大氣。雖然LPCXpresso54102板卡的設(shè)計(jì)思路與STM32 Nucleo板卡大致相似，都是板載仿真器加核心板的結(jié)構(gòu)，但相比于Nucleo板卡，LPCXpresso54102明顯大了很多，元器件的布局也緊湊了不少。

LPCXpresso54102板載資源：

1) LPCLINK2下載仿真器

2) 外部SWD接口

3) 功耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

4) USB虛擬串口，虛擬SPI，虛擬IIC功能

5) 用戶3色LED

6) 喚醒按鍵，IAP下載按鍵

7) 1.8v、3.3v電源

8) Arduino UNO接口

9) Pmod™接口

10) FTDI UART接口

仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)，NXP在這塊板卡上的設(shè)計(jì)花費(fèi)了不少心思，整體的做工，電路的設(shè)計(jì)，芯片的使用非?？季俊?/p>

這塊板卡一共有兩個(gè)micro usb接口，使用普通安卓手機(jī)充電數(shù)據(jù)線便可以和計(jì)算機(jī)相連接。位于上方的接口是專門給LPC54102供電的接口，給除LINK2仿真器外的部件供電，在不需使用板載調(diào)試器時(shí)可以連接此接口。心細(xì)的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)micro usb接口右邊還有一個(gè)P3接口、是一個(gè)兩線的排針，分別是5V和GND，此舉也是結(jié)合了工程師的需求，留出外部電源的接口。下方的USB接口則是LPCLINK2仿真器的接口。說(shuō)道這里，不得不重點(diǎn)了解一下LPCLINK2仿真器，NXP在這款仿真器的設(shè)計(jì)上，可謂是不惜成本，主控芯片的選擇便顯現(xiàn)出霸氣，LPC4322雙核MCU讓LINK2充滿了“暴力”!

工程師可通過(guò)燒錄固件，根據(jù)自身習(xí)慣選擇LINK2作為J-Link、CMSIS-DAP或者LPCXpresso Redlink使用。其中LPCXpresso Redlink需要與LPCXpresso開發(fā)環(huán)境配合使用，可滿足同時(shí)調(diào)試雙核芯片的需求。此外LINK2與ST-LINK一樣，提供了虛擬串口的功能，計(jì)算機(jī)只要安裝好相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，便可以直接使用虛擬串口來(lái)調(diào)試了。與ST-LINK不同的時(shí)，LINK2額外提供了LPCSIO bridge功能，可以用于目標(biāo)芯片IIC與SPI的調(diào)試。配合板載的功耗測(cè)量電路，還可以對(duì)目標(biāo)芯片進(jìn)行能耗的測(cè)量，功能十分強(qiáng)大!

說(shuō)到功耗測(cè)量部分，NXP也為工程師朋友考慮了很多，單單測(cè)量的方法、這塊板卡就提供了多達(dá)3種的選擇。

除了采用電壓表測(cè)量P2兩端電壓，測(cè)出8.2歐姆分壓電阻兩端電壓，或者用電流表接入JP4測(cè)負(fù)載回路的電流兩種方法之外，還提供了軟件測(cè)量的方法：采用高精度電流檢測(cè)放大器MAX9634加12bit精密模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC122S021的方案，配合LINK2來(lái)完成。此方案的設(shè)計(jì)思路也是非常值得工程師朋友的借鑒。

正所謂細(xì)節(jié)決定成敗，在很多不起眼的細(xì)節(jié)，板子在設(shè)計(jì)時(shí)都為我們考慮到了，例如，在功率測(cè)量上，由于板卡本身自帶了一顆三色LED，與LPC54102有著物理上的連接，由于這顆LED的存在，可能會(huì)對(duì)LPC54102功耗的測(cè)量產(chǎn)生一定的影響，板子在設(shè)計(jì)的時(shí)候也額外給這顆LED的陽(yáng)極做了點(diǎn)處理，加上了一個(gè)跳線，以便在做功耗測(cè)量分析的時(shí)候，可以把LED斷開。

由于LPC54102支持單電源1.62v~3.6v供電，為了保護(hù)MCU接口安全，在板子的設(shè)計(jì)上可以看到大量的雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器。

該板卡在LINK2的設(shè)計(jì)上花費(fèi)了不少心血，在細(xì)節(jié)方面NXP的設(shè)計(jì)人員也是不敢怠慢。由于LINK2的micro usb接口在使用的時(shí)候經(jīng)常需要插拔，極易受到由用戶或空氣放電造成的ESD影響，所以在硬件的設(shè)計(jì)上也采用了靜電保護(hù)二極管PRTR5V0U2X的方案來(lái)緩解這一問(wèn)題。