АRМ-технология родилась в 1983 году, в недрах компании Acorn Computers. Первое работающее ядро ARM2 (в то время аббревиатура ARM расшифровывалась как Acorn RISC Machine) было создано в 1986 году. Особенностями этого ядра были 32-битная шина данных, 26-битная шина адресов, позволявшая работать с 32 Мбайт-адресным пространством, и шестнадцать 32-битных регистров. ARM2 был, по сути, одним из простейших 32-битных процессоров: он состоял всего из 30 тыс. транзисторов. В дальнейших версиях структура ядра получала различные усложнения в виде кэш-памяти, дополнительных регистров и увеличения производительности.

В результате совместных усилий трех компаний: Acorn Computers, Apple Computer и VLSI Technology в 1990 году была образована компания Advanced RISC Machines ltd. В середине 90-х годов процессоры на базе ARM-архитектуры с успехом использовались в миникомпьютерах Newton компании Apple. В дальнейшем различные варианты АRМ-архитектуры использовались в мобильных приложениях, игровых приставках, сетевых маршрутизаторах, MP3-плеерах и мобильных телефонах. К 2005 году мировой объем выпущенных устройств с АRМ-ядром превысил 1,5 млрд. устройств.

NXP и АRM

В июне 1999 года, в результате поглощения компанией Philips Electronics компании VLSI Technology, началась история сотрудничества NXP и АRМ. В 2003 году NXP выпустила на рынок первые стандартные АRМ-микроконтроллеры семейства LPC2000. В этом семействе используется высокопроизводительное ядро ARM7TDMI-S с тактовой частотой 60МГц. Это были первые МК ARM7, изготовленные по технологии производства 0,18 мкм в небольшом 48-выводном корпусе. В 2004 году была анонсирована серия LPC213x, с единым питанием 3,3 В и с объемом встроенной флэш-памяти до 512 Кб. В 2004 году к МК серии LPC213x были добавлены быстрые порты ввода-вывода, позволяющие переключать порт с частотой до 15 МГц, и контроллер USB 2.0.

В 2006 году NXP выпустила МК LPC288x с 1 Мб flash-памяти и встроенным контроллером High-speed USB. В 2007 году запущено в производство новейшее семейство микроконтроллеров LPC23xx/24xx. Эти передовые МК, изготовленные по технологии 0,14 мкм, объединяют в себе несколько высокоскоростных интерфейсов. Конфигурация шины AHB и эффективная реализация DMA позволяет работать одновременно протоколам Ethernet 10/100, Full-speed USB Host/Device, CAN и LCD без снижения общей производительности системы.

Покупка у компании Sharp семейства МК BlueStreak позволила NXP выйти в лидеры на мировом рынке по величине портфолио ARM-микроконтроллеров. На сегодняшний момент у NXP насчитывается более 50 вариантов АRМ-микроконтроллеров на основе пяти различных версий ARM-ядер.

Семейство LPC2000 подразделяется на три основные группы, каждая из которых имеет определенные технические особенности. 

Микроконтроллеры первой группы (см. табл. 1) - это мощные (60...75 МГц), производительные, оснащенные необходимыми периферийными устройствами микроконтроллеры. 128-битный доступ к флэш-памяти и модуль МАМ позволяют им выполнять программы из встроенной флэш-памяти, не замедляя скорость ядра. Среди периферийных устройств - два UART, I²C, SPI, ШИМ, АЦП, часы реального времени. За последний год практически все модели этой группы были обновлены до версии «/01», в которой исправлено большинство ошибок и добавлены новые возможности: быстрые порты ввода-вывода, отдельные регистры для каждого канала АЦП и т.д.

Таблица 1. Микроконтроллеры NXP с ядром ARM7. Первая группа   

Микроконтроллеры второй группы (см. табл. 2) имеют единое питание 3,3 В, 10-битный ЦАП (кроме LPC2101/2/3). В этих МК был основательно переработан механизм защиты кода программ во встроенной флэш-памяти. В этой группе и во всех последующих реализовано питание часов реального времени от внешней батареи. Также была добавлена дополнительная функциональность по контролю питания: функции Brown-Out Detect и Power-On Reset. Во всех МК этого семейства имеются коммуникационные интерфейсы: два I²C, два UART, один SPI, один SPI/SSP.

Микроконтроллеры третьей группы (см. табл. 3) - это мощные МК (72 МГц), изготовленные по технологии 0,14 мкм, оснащенные современными высокоскоростными интерфейсами. USB Host, High speed USB, On-The-Go, 10/100 Мбит Ethernet, CAN, LCD-контроллер - все это многообразие коммуникационных протоколов вы можете получить на одном кристалле.

Реализация Dual AHB (см. рис. 1) позволяет разделять потоки данных с интерфейсов, не загружая при этом шину. На AHB2 расположен контроллер Ethernet с 16 кб ОЗУ. С помощью DMA информация с Ethernet-контроллера размещается в выделенной области памяти, не отнимая ресурсов процессора и шины AHB1, на которой расположены остальные высокоскоростные устройства: USB-, LCD-контроллер, контроллер внешней памяти и контроллер векторных прерываний. Также можно отметить гибкую систему тактирования процессора и периферийных устройств. Необходимая частота может быть получена от трех разных источников: внешний кварцевый резонатор, внутренний RC-осциллятор либо часовой кварц. И каждому периферийному устройству может быть назначена своя персональная частота, что позволяет значительно улучшить показатели потребления тока. Четыре UART, три SPI/SSP, три I²C, SD/MMC, АЦП, ЦАП - все эти устройства можно найти в МК LPC2000 третьей группы.

Рис. 1. Реализация Dual AHB

С приобретением у Sharp линейки BlueStreak модельный ряд NXP пополнили девять новых ARM-микроконтроллеров (см. табл. 4).

Таблица 4. ARM-микроконтроллеры семейства LH7xxxx

Все МК BlueStreak оснащены LCD-контроллером, поддерживающим STN- и различные модификации TFT-дисплеев. Большинство моделей имеют специализированный АЦП, позволяющий работать напрямую с Touch Screen. Эти МК перешли в портфолио NXP без каких-либо изменений, поэтому разработчики могут спокойно использовать весь объем программного обеспечения и отладочных средств, выпущенных для этих МК, в том числе операционные системы Linux и WindowsCE. Построенные на трех вариантах АРМ-ядер, в том числе на мощном ARM922T с тактовой частотой до 266 МГц, эти МК позволяют реализовать большинство задач цветного ЖК-дисплея.

Выпущенный в 2005 году микроконтроллер LPC3180 на ядре ARM926EJ-S довольно долгое время оставался единственным МК семейства LPC3000. Но в 2008 NXP планирует развивать это семейство, используя передовой 90 нм технологический процесс (см. табл. 5). Пока этот процесс не позволяет разместить флэш-память на кристалле, но в этом направлении ведутся активные работы. Также в сентябре 2007 года NXP анонсировала МК LPC29xx на базе ARM968E-ядра с встроенной флэш-памятью. Мощный блок ШИМ позволяет использовать эти МК в качестве системы управления различного рода двигателями.

В 2008 году NXP планирует выпустить на рынок новое семейство - LPC1000. МК этого семейства будут построены на современном ядре Cortex M3. По своей функциональности они будут сравнимы с нынешним семейством LPC23xx, однако вберут в себя все потенциальные преимущества нового ядра.

Ответственный за направление в КОМПЭЛе - Тимофей Ботов

Получение технической информации, заказ образцов, поставка -
e-mail: mcu.vesti@compel.ru

Первый ВЧ-транзистор NXP

Компания NXP Semiconductors представила первое из серии дискретных кремниевых решений - высокочастотный NPN-транзистор BFU725F. Транзистор BFU725F имеет впечатляющие характеристики: высокая частота переключения (70 ГГц), высокий коэффициент усиления (27 дБ при 1,8 ГГц/10 дБ при 18 ГГц) и очень низкий уровень шума (0,43 дБ при 1,8 ГГц/0,7 дБ при 5,8 ГГц). Это делает его идеальным решением для разнообразных радиочастотных приложений. Сверхнизкий уровень шума позволяет повысить качество приема чувствительных радиочастотных приемников, которые используются в GPS-навигаторах, DECT-телефонах, спутниковых радиосистемах, WLAN-/CDMA-устройствах, тогда как высокая граничная частота идеально отвечает потребностям приложений, работающих в диапазоне от 10 до 30 ГГц, таких как блоки спутниковых систем.