ARM Cortex-M4和Cortex-M0 雙核微控制器

概述

LPC4300系列ARM是全球首款采用ARM® Cortex™-M4 和Cortex-M0雙核架構(gòu)的非對(duì)稱(chēng)數(shù)字信號(hào)控制器。

LPC4300系列ARM控制器為DSP和MCU應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供了單一的架構(gòu)和環(huán)境。Cortex- M4處理器完美地融合了微控制器基本功能（如集成的中斷控制器、低功耗模式、低成本調(diào)試和易用性等）和高性能數(shù)字信號(hào)處理功能（如單周期MAC、單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)技術(shù)、飽和算法、浮點(diǎn)運(yùn)算單元）。Cortex-M0子系統(tǒng)處理器可分擔(dān)Cortex-M4處理器大量數(shù)據(jù)傳輸和I/O處理任務(wù)，減小 Cortex-M4帶寬占用，使得后者可以全力處理數(shù)字信號(hào)控制應(yīng)用中的數(shù)字計(jì)算。利用雙核架構(gòu)和恩智浦特有的可配置外設(shè)，

LPC4300系列ARM可以幫助開(kāi)發(fā)者實(shí)現(xiàn)多種開(kāi)發(fā)應(yīng)用，如：馬達(dá)控制、電源管理、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人、醫(yī)療、汽車(chē)配件和嵌入式音頻。

LPC4300系列ARM工作頻率高達(dá)150MHz，采用3級(jí)流水線和哈佛結(jié)構(gòu)，帶有獨(dú)立的本地指令和數(shù)據(jù)總線以及用于外設(shè)的第三條總線。并包含一個(gè)內(nèi)部預(yù)取指單元，支持隨機(jī)跳轉(zhuǎn)的分支操作。

LPC4300系列ARM獨(dú)有的可配置外設(shè)包括可配置狀態(tài)機(jī)定時(shí)器（SCT）、SPI 閃存接口（SPIFI）、通用串行GPIO接口（SGPIO）、2 個(gè)高速USB控制器（1個(gè)帶有片內(nèi)高速PHY）、1個(gè)支持硬件TCP/IP校驗(yàn)的10 /100T以太網(wǎng)、1個(gè)高分辨率彩色LCD控制器、1個(gè)外部存儲(chǔ)器控制器以及多個(gè)數(shù)字和模擬外設(shè)。

特性
· Cortex-M4 處理器內(nèi)核
■ ARM Cortex-M4內(nèi)核，運(yùn)行速度高達(dá)150MHz；
■ 內(nèi)置存儲(chǔ)器保護(hù)單元（MPU），支持8個(gè)區(qū)域；
■ 內(nèi)置嵌套向量中斷控制器（NVIC）；
■ 硬件浮點(diǎn)運(yùn)算單元（FPU）；
■ 非可屏蔽中斷（NMI）輸入；
■ 具有JTAG和串行線調(diào)試（SWD）、串行跟蹤、八個(gè)斷點(diǎn)和四個(gè)觀察點(diǎn)；
■ 系統(tǒng)節(jié)拍定時(shí)器。
· Cortex-M0 處理器內(nèi)核
■ Cortex-M0子系統(tǒng)處理器可分擔(dān)Cortex-M4處理器大量數(shù)據(jù)傳輸和I/O處理任務(wù)，減小Cortex-M4帶寬占用，使得后者可以全力處理數(shù)字信號(hào)控制應(yīng)用中的數(shù)字計(jì)算；
■ 運(yùn)行速度高達(dá)150MHz；
■ 具有JTAG和串行線調(diào)試（SWD）；
■ 內(nèi)置嵌套向量中斷控制器（NVIC）。
· 片內(nèi)存儲(chǔ)器
■ 高達(dá)1MB的大容量雙塊Flash存儲(chǔ)器；
■ 高達(dá)264KB片內(nèi)SRAM：
■ 200KB用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)；
■ 2個(gè)32KB SRAM模塊帶獨(dú)立訪問(wèn)路徑，這兩個(gè)SRAM塊均可單獨(dú)斷電。
■ 32KB的ROM，包含引導(dǎo)程序和片內(nèi)軟件驅(qū)動(dòng)；
■ 32位的一次性可編程（OTP）存儲(chǔ)器，供用戶(hù)使用。
· 可配置數(shù)字外設(shè)
■ 通用串行GPIO接口（SGPIO）；
■ 掛接在AHB總線的可配置狀態(tài)機(jī)定時(shí)器（SCT）。
· 串行接口
■ 四線SPI閃存接口（SPIFI），傳輸速率高達(dá)40Mbps/通道；
■ 1個(gè)具有RMII 和MII接口的10/100M以太網(wǎng)接口，支持DMA傳輸實(shí)現(xiàn)高吞吐量；
■ 1個(gè)高速USB 2.0 Host/ Device /OTG接口，帶有片內(nèi)PHY，支持DMA傳輸；
■ 1個(gè)高速USB 2.0 Host/ Device接口，帶有片內(nèi)全速PHY和支持片外高速PHY的ULPI接口；
■ 1個(gè)支持550模式和DMA傳輸?shù)腢ART，具有完整調(diào)制解調(diào)器接口；
■ 3個(gè)支持550模式和DMA傳輸?shù)腢SART，支持同步模式和符合ISO7816規(guī)范的智能卡接口，其中一個(gè)USART具有IrDA接口；
■ 1個(gè)單通道C_CAN 2.0B控制器；
■ 2個(gè)帶FIFO和多協(xié)議支持的SSP控制器，支持DMA傳輸；
■ 1個(gè)SPI控制器；
■ 1個(gè)帶有監(jiān)控模式和開(kāi)漏I/O引腳、支持快速模式的I2C總線接口，符合full I2C總線規(guī)范，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)1Mbit/s；
■ 1個(gè)帶有監(jiān)控模式和標(biāo)準(zhǔn)I/O引腳、支持快速模式的I2C總線接口；
■ 2個(gè)支持DMA 的I2S接口，一個(gè)為輸入，一個(gè)為輸出。
· 數(shù)字外設(shè)
■ 外部存儲(chǔ)器控制器（EMC）支持外部SRAM、ROM、Flash和SDRAM器件；
■ LCD控制器帶有專(zhuān)門(mén)的DMA控制器，支持高達(dá)1024H×768V分辨率的LCD，支持單色及彩色STN面板和TFT彩色面板，支持高達(dá)24位真彩色；
■ SD卡接口；
■ 八通道通用DMA（GPDMA）控制器，可訪問(wèn)AHB 上所有存儲(chǔ)器和所有支持DMA的AHB從機(jī)；
■ 高達(dá)146個(gè)通用I/O管腳，可配置上拉/下拉電阻和開(kāi)漏模式；
■ GPIO寄存器位于AHB上，便于快速訪問(wèn)，支持DMA傳輸；
■ 4個(gè)具有捕獲和匹配功能的通用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；
■ 1個(gè)用于三相電動(dòng)機(jī)控制的MCPWM；
■ 1個(gè)正交編碼器接口（QEI）；
■ 重復(fù)中斷定時(shí)器（RIT）；
■ 窗口看門(mén)狗定時(shí)器（WWDT）；
■ 極低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC），位于獨(dú)立電源域上，帶有256個(gè)字節(jié)電池供電的備用寄存器；
■ 報(bào)警定時(shí)器，可電池供電。
· 模擬外設(shè)
■ 1個(gè)10位的DAC，支持DMA傳輸，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率為400KSamples/s；
■ 2個(gè)10位的ADC，支持DMA傳輸，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率為400KSamples/s，輸入引腳共享這兩個(gè)ADC。
· 安全性
■ 可通過(guò)片內(nèi)API編程的AES解密引擎；
■ 2個(gè)128位的安全OTP存儲(chǔ)器，用于AES密鑰存儲(chǔ)，可供用戶(hù)使用；
■ 每顆芯片具有唯一的ID。
· 時(shí)鐘產(chǎn)生單元
■ 晶體振蕩器的運(yùn)行頻率為1MHz～25MHz；
■ 12MHz內(nèi)部RC振蕩器精度為1%；
■ 極低功耗的RTC晶體振蕩器；
■ 三個(gè)PLL允許CPU在最大的頻率下工作而無(wú)需高頻晶體，第二個(gè)PLL專(zhuān)門(mén)用于高速USB，第三個(gè)PLL可用于音頻鎖相環(huán)；
■ 支持時(shí)鐘輸出。
· 電源
■ 單個(gè)3.3V的（2.0V～3.6V）電源供電，通過(guò)片內(nèi)DC-DC轉(zhuǎn)換器給內(nèi)核以及RTC電源域供電；
■ RTC電源域可單獨(dú)由一個(gè)3V的電池來(lái)供電；
■ 四種低功耗模式：睡眠、深度睡眠、掉電和深度掉電模式；
■ 超速模式用以提高CPU和總線的時(shí)鐘頻率；
■ 各個(gè)外設(shè)產(chǎn)生的喚醒中斷可以將CPU從睡眠模式喚醒；
■ 外部中斷和采用RTC電源域中電池供電模塊產(chǎn)生的喚醒中斷可以將CPU從深度睡眠、掉電和深度掉電模式中喚醒；
■ 帶四個(gè)獨(dú)立閾值的掉電檢測(cè)，用于中斷和強(qiáng)制復(fù)位；
■ 上電復(fù)位（POR）。
· 封裝
■ LQFP100/208、BGA144/180和LBGA256封裝。