TI M4 外设中文介绍

1Stellaris®ARM®Cortex™-M4FBlizzardPeripheral概述概述概述概述2Agenda•StellarisLM4FBlizzard系列通用规范系列通用规范系列通用规范系列通用规范•ARM®Cortex™-M4F特点特点特点特点•其它系统特点其它系统特点其它系统特点其它系统特点–低功耗低功耗低功耗低功耗–看门狗定时器看门狗定时器看门狗定时器看门狗定时器•定时器和定时器和定时器和定时器和GPIO•模拟外设模拟外设模拟外设模拟外设•连通性连通性连通性连通性•运动控制外设运动控制外设运动控制外设运动控制外设Stellaris®LM4FBlizzard通用规范通用规范通用规范通用规范3Stellaris®ARM®Cortex™-M4FBlizzard连通性连通性连通性连通性•CAN,USBH/D/OTG,SPI,I2C,UARTs集成高性能模拟外设集成高性能模拟外设集成高性能模拟外设集成高性能模拟外设•双双双双12-bitADC,速度速度速度速度1MSPS•三个模拟比较器三个模拟比较器三个模拟比较器三个模拟比较器卓越的低功耗性能卓越的低功耗性能卓越的低功耗性能卓越的低功耗性能•低达低达低达低达370uA/MHz•从低功耗模式下唤醒只需从低功耗模式下唤醒只需从低功耗模式下唤醒只需从低功耗模式下唤醒只需500µs•低功耗模式下低功耗模式下低功耗模式下低功耗模式下，，，，带带带带RTC功能功能功能功能，，，，电流低至电流低至电流低至电流低至1.7uA全面的全面的全面的全面的roadmap•更高速度更高速度更高速度更高速度•更大容量更大容量更大容量更大容量•超低功耗超低功耗超低功耗超低功耗Stellaris®LM4FxMCUSerialInterfaces6I2C2CAN8UARTsMotionControlARM®Cortex™-M4FSWD/TNVICJTAGFPUETMMPU80MHz256KBFlashUSBFullSpeedHost/Device/OTG4SSI/SPIAnalogTempSensor3AnalogComparators32KBSRAMROM2KBEEPROMLDOVoltageRegulator2x12-bitADCUpto24channel1MSPS2QuadratureEncoderInputs16PWMOutputsComparatorsPWMGeneratorTimerDead-BandGeneratorPWMGeneratorSystemSystickTimerPrecisionOscillatorClocks,ResetSystemControl12Timer/PWM/CCP6each32-bitor2x16-bit6each64-bitor2x32-bit2WatchdogTimersGPIOs32chDMABattery-BackedHibernateRTCTIInformation–SelectiveDisclosure5Stellaris®LM4FBlizzard技术规范技术规范技术规范技术规范•基于基于基于基于ARM®Cortex™M4F内核内核内核内核–符合符合符合符合IEEE754的单精度浮点运算单元的单精度浮点运算单元的单精度浮点运算单元的单精度浮点运算单元–嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元ETM（（（（EmbeddedTraceMacrocell)•系统时钟频率高达系统时钟频率高达系统时钟频率高达系统时钟频率高达80MHz•最多最多最多最多24个定时器个定时器个定时器个定时器(12个个个个16-bit和和和和12个个个个32-bit)–6个个个个16/32bit定时器定时器定时器定时器(1个个个个32位可变成位可变成位可变成位可变成2个个个个16位定时器位定时器位定时器位定时器)–6个个个个32/64bit定时器定时器定时器定时器(1个个个个64位可变成位可变成位可变成位可变成2个个个个32位定时器位定时器位定时器位定时器)•2个个个个PWM模块模块模块模块,每个每个每个每个PWM模块包含模块包含模块包含模块包含4个个个个PWM生成器生成器生成器生成器•2个个个个QEI模块模块模块模块•支持支持支持支持DMA模式模式模式模式内部存储器内部存储器内部存储器内部存储器•256KBFlash存储器存储器存储器存储器，，，，支持支持支持支持40MHz以下的单周期访问以下的单周期访问以下的单周期访问以下的单周期访问;预取指功能提高预取指功能提高预取指功能提高预取指功能提高40MHz以上频率的性能以上频率的性能以上频率的性能以上频率的性能。。。。•32KB单周期单周期单周期单周期SRAM，，，，带带带带Bit-banding功能功能功能功能•内部内部内部内部ROM预先固化预先固化预先固化预先固化StellarisWare软件软件软件软件:–StellarisPeripheralDriverLibrary–StellarisBootLoader–AES密码表密码表密码表密码表–CRC校验功能校验功能校验功能校验功能•2KBEEPROM6ARM™Cortex®-M4F内核特点内核特点内核特点内核特点78ARM®Cortex™-M4F•What’snew–符合符合符合符合IEEE754单精度浮点运算单元单精度浮点运算单元单精度浮点运算单元单精度浮点运算单元(FPU)–优化的单指令多数据指令优化的单指令多数据指令优化的单指令多数据指令优化的单指令多数据指令SIMD（（（（对对对对16-bit数据数据数据数据））））–32x32单时钟周期乘法累加单时钟周期乘法累加单时钟周期乘法累加单时钟周期乘法累加(MAC)单元单元单元单元，，，，带带带带64-bit位结果位结果位结果位结果–饱和算法饱和算法饱和算法饱和算法–嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元ETM•优点优点优点优点–使控制环具有更高的精度使控制环具有更高的精度使控制环具有更高的精度使控制环具有更高的精度(例如例如例如例如，，，，电机应用电机应用电机应用电机应用)–更快的信号处理能力更快的信号处理能力更快的信号处理能力更快的信号处理能力–更易与更易与更易与更易与MATLAB与与与与LabVIEW之类工具结合之类工具结合之类工具结合之类工具结合–利用利用利用利用ETM更为方便的进行调试和代码优化更为方便的进行调试和代码优化更为方便的进行调试和代码优化更为方便的进行调试和代码优化9ARM®Cortex™-M4外设外设外设外设•浮点单元浮点单元浮点单元浮点单元FPU•嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元ETM•JTAG边界扫描和在线编程边界扫描和在线编程边界扫描和在线编程边界扫描和在线编程•系统定时器系统定时器系统定时器系统定时器Systick•嵌套向量中断控制器嵌套向量中断控制器嵌套向量中断控制器嵌套向量中断控制器NVIC•存储器保护单元存储器保护单元存储器保护单元存储器保护单元MPU浮点单元浮点单元浮点单元浮点单元FPU•符合符合符合符合IEEE754•32-bit指令集指令集指令集指令集，，，，具有单精度数据操作能力具有单精度数据操作能力具有单精度数据操作能力具有单精度数据操作能力•乘累加功能提高运算精度乘累加功能提高运算精度乘累加功能提高运算精度乘累加功能提高运算精度•硬件支持转换硬件支持转换硬件支持转换硬件支持转换，，，，加加加加，，，，减减减减，，，，乘乘乘乘（（（（乘累加乘累加乘累加乘累加），），），），除除除除，，，，平方根平方根平方根平方根•32个专门的个专门的个专门的个专门的32位单精度寄存器位单精度寄存器位单精度寄存器位单精度寄存器，，，，也可以按照也可以按照也可以按照也可以按照16个双个双个双个双word寄存器方式寻址寄存器方式寻址寄存器方式寻址寄存器方式寻址。。。。•可将可将可将可将FPU关闭以降低功耗关闭以降低功耗关闭以降低功耗关闭以降低功耗10嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元EmbeddedTraceMacrocell•ETM可用来记录处理器在执行时的状态可用来记录处理器在执行时的状态可用来记录处理器在执行时的状态可用来记录处理器在执行时的状态•可以在调试状态下全速执行代码可以在调试状态下全速执行代码可以在调试状态下全速执行代码可以在调试状态下全速执行代码，，，，并且中断和定时器正常工作并且中断和定时器正常工作并且中断和定时器正常工作并且中断和定时器正常工作–允许编程器记录中断服务程序的发生时间允许编程器记录中断服务程序的发生时间允许编程器记录中断服务程序的发生时间允许编程器记录中断服务程序的发生时间，，，，以及如何发生以及如何发生以及如何发生以及如何发生–观察时效性指令是怎样被执行的观察时效性指令是怎样被执行的观察时效性指令是怎样被执行的观察时效性指令是怎样被执行的•Keil和和和和IAR可以增加相关硬件来支持此功能可以增加相关硬件来支持此功能可以增加相关硬件来支持此功能可以增加相关硬件来支持此功能•优点优点优点优点：：：：–可以准确看到处理器的时间是花在哪些地方可以准确看到处理器的时间是花在哪些地方可以准确看到处理器的时间是花在哪些地方可以准确看到处理器的时间是花在哪些地方–选择性的对时间花费较多的函数进行优化选择性的对时间花费较多的函数进行优化选择性的对时间花费较多的函数进行优化选择性的对时间花费较多的函数进行优化–跟方便的对中断相关问题进行调试跟方便的对中断相关问题进行调试跟方便的对中断相关问题进行调试跟方便的对中断相关问题进行调试11JTAG•JTAG–符合工业标准的基于边界扫描原理的在线测试接口符合工业标准的基于边界扫描原理的在线测试接口符合工业标准的基于边界扫描原理的在线测试接口符合工业标准的基于边界扫描原理的在线测试接口–在线在线在线在线FLASH编程编程编程编程•并行并行并行并行JTAGTAP–允许访问芯片的允许访问芯片的允许访问芯片的允许访问芯片的JTAG用作边界扫描或者访问用作边界扫描或者访问用作边界扫描或者访问用作边界扫描或者访问Cortex-M4JTAG用来用来用来用来Debug•SWD/SWT–只需只需只需只需2个引脚即可进行调试个引脚即可进行调试个引脚即可进行调试个引脚即可进行调试12系统定时器系统定时器系统定时器系统定时器SysTick•24-bit写清除写清除写清除写清除，，，，递减递减递减递减，，，，减至减至减至减至0装载计数器装载计数器装载计数器装载计数器•LM4F的新特点的新特点的新特点的新特点：：：：–SysTick可以在可以在可以在可以在PIOSC/4时钟下运行时钟下运行时钟下运行时钟下运行，，，，而非原先的系统时钟而非原先的系统时钟而非原先的系统时钟而非原先的系统时钟•可配置用于可配置用于可配置用于可配置用于–RTOS的基准定时器的基准定时器的基准定时器的基准定时器–基于系统时钟的高速报警定时器基于系统时钟的高速报警定时器基于系统时钟的高速报警定时器基于系统时钟的高速报警定时器–可变频率的报警或信号定时器可变频率的报警或信号定时器可变频率的报警或信号定时器可变频率的报警或信号定时器–简单用来测量时间的计数器简单用来测量时间的计数器简单用来测量时间的计数器简单用来测量时间的计数器–内部时钟源内部时钟源内部时钟源内部时钟源13嵌套向量控制器嵌套向量控制器嵌套向量控制器嵌套向量控制器NVIC•处理异常和中断处理异常和中断处理异常和中断处理异常和中断•8个可编程的优先级个可编程的优先级个可编程的优先级个可编程的优先级，，，，优先组别优先组别优先组别优先组别•自动现场保护和恢复自动现场保护和恢复自动现场保护和恢复自动现场保护和恢复•自动读取向量表入口自动读取向量表入口自动读取向量表入口自动读取向量表入口•抢占式抢占式抢占式抢占式/嵌套中断嵌套中断嵌套中断嵌套中断•尾链尾链尾链尾链14PushISR1PopPopISR2Push26