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如何使用FPGA开发板编程出更高级的应用

电子设计 ? 2019-03-20 08:05 ? 次阅读

许多设计人员迟早都会发现,微控制器或微处理器上运行的固件可能会变得太慢。现场可编程门阵列 (FPGA) 为此提供了一种可编程方法,以硬件速度来解决高速、实时、嵌入式设计问题。然而,为了最大限度地利用 FPGA,传统上涉及到一个技术学习曲线,但由于成本和期限压力,许多工程师无法负担这样的学习曲线。

FPGA 的学习曲线常常涉及学习新的编程语言(Verilog 或 VHDL),下载大型开发工具包,学习全新工具开发流程以生成 FPGA 比特流,而且可能要花大量资金(可能数百或数千美元)用于购买 FPGA 开发板。由于这些障碍,尽管 FPGA 是嵌入式设计工具箱中极其有用的工具,但许多设计工程师都避免使用它们。

一些供应商试图通过提供入门 FPGA 板来减少使用 FPGA 的障碍,但学习新硬件描述语言和开发工具的必要性仍然是很高的门槛,阻碍了 FPGA 的更广泛采用。为了破除这些障碍,Arduino 作出了最新的努力,推出一款名为 Arduino MKR Vidor 4000 的新型低成本开发板,其代表了一种在嵌入式系统设计中使用 FPGA 的独特方法。

Arduino MKR Vidor 4000 提供了多种 FPGA 编程方法,这些方法可无缝集成到广受欢迎的 Arduino IDE 中。借助这种方式,通过特殊的 Arduino 库扩展获得 FPGA 级性能,便能使嵌入式系统开发人员直接从 Arduino 草图中快速获益。同时,随着更高级的设计人员对该技术的信心增强,他们可以采取更复杂的 FPGA 使用模型。

本文将首先讨论有关 FPGA 的需求,再介绍 MKR Vidor 4000 开发板的功能。然后,本文将深入阐述如何应用 Arduino 的新型简化方法来使用 FPGA。

第一代 Arduino 开发板

2005 年推出的第一款 Arduino 开发板是基于一个简单的 8 位微控制器:Atmel(现为 Microchip Technology)AVR。此开发板的很多后续产品同样基于该微控制器系列的不同器件。由于成本低且 Arduino IDE 简单易用,Arduino 开发板系列已成为物联网 (IoT) 产品开发的流行平台,常用于 STEM/STEAM 项目。事实上,最初的 Arduino 板就是第一个获得广泛成功的开源硬件项目。

现在,全世界有成千上万的设计师、工程师、开发人员和创客在使用各种版本的 Arduino 开发板系列,其已成为让学生们第一次接触嵌入式编程的首选。人们的创意无限,从音乐、游戏、玩具、智能家居、农业到自主驾驶车辆,其应用范围非常广泛。

随着 Arduino 用户不断将最初的 Arduino 架构推进到越来越复杂的应用领域,性能问题开始出现。一部分问题是最初的 Arduino 微控制器的 8 位架构过于简单。另一部分问题是许多实时外设的软件实现,尤其是时间关键型外设,例如高速定时器、高频 PWM(脉冲宽度调制)输出和正交编码器。这个问题的一种解决办法是使用速度更快、功能更强大的微控制器,但最终软件在实时环境中能做的事情是有限的。一些高速实时功能必须在硬件中实现。

Arduino 和 FPGA 结合

挑战在于让使用 Arduino 的嵌入式开发人员能使用 FPGA 资源,但又不破坏 Arduino 的简易性。Arduino 从硬件角度解决了这一挑战:将 FPGA 添加到 Arduino 架构中,使得 FPGA 可通过 Arduino 库扩展 Arduino 的微控制器外设资源。现有 Arduino 用户很熟悉这些库;当使用 Arduino 的原生外设时,以及向 Arduino 扩展排针添加外设板时,经常会使用这些库。

由此产生的 Arduino 开发板称为 MKR Vidor 4000,其结合了基于 32 位 Arm® Cortex®-M0+ 处理器内核的 Microchip Technology SAMD21 低功耗微控制器的处理能力与 Intel(前身为 Altera)Cyclone 10 10CL016 FPGA(图 1)。

如何使用FPGA开发板编程出更高级的应用

图 1:Arduino MKR Vidor 4000 开发板基于 Microchip SAMD21 微控制器和 Intel Cyclone 10 FPGA。(图片来源:Arduino)

该 FPGA 包含 15,408 个可编程逻辑单元、516,096 比特的嵌入式 RAM 和 56 个 18 x 18 位硬件乘法器,可用于实现高速 DSP。每个 FPGA 的 I/O 引脚切换速度快于 150 兆赫兹 (MHz),这比板载 SAMD21 微控制器的 I/O 速度要快得多。简而言之,板载 FPGA 为 Arduino MKR Vidor 4000 板提供了可观的处理和 I/O 能力。

Arduino MKR Vidor 4000 属于 Maker Arduino 板系列,其新式 MKR 外形尺寸与之前的 Arduino 板不相符。MKR 系列还包括:

Arduino MKR WAN 1300 连接板,带有用于物联网应用的板载 LoRa 射频模块

Arduino MKR GSM 1400 连接板,带有板载蜂窝 RF 模块,适合于需要全球 GSM 连接的物联网应用

与之前的 Arduino 开发板一样,Arduino 的 MKR 系列不仅是针对初学者而开发,专业人员同样可以使用它来快速开发系统原型。Arduino 组织发现越来越多的正规工程项目使用 Arduino 开发板进行原型开发甚至生产,因而开发了该系列板。

Arduino MKR Vidor 4000 包括许多外设,其中有几个是较早期、较简单的 Arduino 所不曾涉及的。有一个 28 针 MKR 排针接口,其与最初的 Arduino 扩展板排针在概念上相似,但在物理上不同。该排针接口中的 I/O 引脚可由 SAMD21 微控制器或 Intel Cyclone 10 FPGA 控制。除了标准化 MKR 排针接口外,Arduino MKR Vidor 4000 板上的外设端口列表还包括:

微型 USB 连接器

微型 HDMI 视频输出连接器

与 Raspberry Pi 相机模块兼容的 MIPI 摄像机连接器

采用 U-BLOX NINA-W102 射频收发器模块实现的 Wi-Fi 和 BLE(低功耗蓝牙)RF 接口

MiniPCIe 连接器,具有多达 25 个用户可编程引脚

请注意,Arduino MKR Vidor 4000 开发板没有真正的 PCIe 接口端口。它只是改造了与 MiniPCIe 端口相关的连接器,在 MiniPCIe 边缘连接器上分接出 Cyclone 10 FPGA 的许多 I/O 引脚。这是一种经济实惠的大容量连接器,现已广泛应用于数以百万计的 PC 主板中,这足以证明其可靠性。MiniPCIe 连接器可用来轻松地将 Arduino MKR Vidor 4000 板插入更大的系统或 I/O 扩展板中。

尽管有如此多的 I/O 连接器,Arduino MKR Vidor 4000 开发板却很小。其尺寸为 83 mm(3.25 英寸)× 25 mm(0.98 英寸),这样便适合安装在嵌入式计算应用越来越常见的狭小空间中。该板的电流消耗额定值为 100 毫安 (mA),因此应当也适合许多嵌入式系统项目的功率包络,其中包括电池供电系统。

该板有一个用于直接连接 3.7 伏锂聚合物 (LiPo) 电池的连接器,如图 1 所示。但是,电流消耗将取决于 FPGA 中实现的功能以及实例化硬件的运行速度,这会使电池容量的计算变得复杂,最终将需要进行一些实验才能确定电池的正确大小。

MKR Vidor 4000 板的视频输出是由 Intel Cyclone 10 FPGA 生成的真正 HDMI 视频输出。Arduino MKR Vidor 4000 板的 Arduino IDE 中包含了 Adafruit GFX 图形核心库,这允许 SAMD21 微控制器使用 Arduino 草图在软件控制下生成图形。

此外,Arduino 还通过两个专门为 MKR Vidor 4000 板创建的主库向 Arduino IDE 添加了几个硬件 IP 块:VidorPeripherals 和 VidorGraphics。当 Arduino 草图中包含相关外设库时,Arduino MKR Vidor 4000 上的 Intel Cyclone 10 FPGA 会自动构建这些硬件 IP 块。目前的外设 IP 块清单包括:

I2C 端口

SPI 端口

UART

高频 PWM 控制器

高速定时器

高速正交解码器

Adafruit Neopixel 可寻址 RGB 智能 LED 控制器

同样,Arduino MKR Vidor 4000 板的软件库包含用于该板 MIPI 摄像头输入的视频捕获代码。此库中的例程可以从连接的摄像头中捕获 640 x 480 像素视频图像。摄像头的 24 位 RGB 图像存储在开发板的 8 MB SDRAM 中,该 SDRAM 直接连接到 Cyclone 10 FPGA。此外,可以使用 Arduino MKR Vidor 4000 板的其中一个 I2C 接口访问所连摄像头的控制和状态寄存器。

其中一些外设(例如 I2C 和 SPI)已经作为软件 IP 块用于早前的 Arduino 板。这些早期软件实现与 Arduino MKR Vidor 4000 板的 FPGA 上实现的等效 IP 块的区别在于,FPGA 版本的外设性能更好。

例如,每个 I2C 和 SPI 实例化都是通过板上 FPGA 内部的独立可编程硬件块实现的。因此,实例化若干个这样的串行端口时没有性能损失。

FPGA 速度示例:快速正交编码

正交编码器常用作 3D 打印机所用步进电机的定位反馈机制。基于软件的编码器可能会出现问题,因为其速度有限;当处理器忙于执行其他代码时,这些编码器可能会错失计数。Arduino MKR Vidor 4000 板的正交编码器是在 Cyclone 10 FPGA 硬件中实现实例化,其时钟频率为 100 MHz,并采用 32 位硬件计数器实现,因此在任何实际物理系统中都不会错失计数。

每个实例化的正交编码器都利用单独的 FPGA 块实现,因此实例化多个编码器时不会有性能损失。若要实现更多编码器,只需要使用 FPGA 的更多内部可编程逻辑。这是 FPGA 硬件并行性的关键优势。

轻松使用 FPGA — Arduino 方式

通过以 FPGA 硬件实现外设块,并借助无数 Arduino 草图编写人员已经熟悉的相同库机制使其可用,Arduino MKR Vidor 4000 板简化了 FPGA 的使用。无需学习 VHDL 或 Verilog 之类新的硬件描述语言 (HDL)。对于开发人员来说,基于 FPGA 的外设与程序员眼中的任何其他 C++ 对象并无二致。Arduino 计划日后添加更多此类硬件 IP 块外设。

Arduino 已经完成了这个魔法,通过使用的软件堆栈远远低于最初 Arduino IDE 的软件堆栈,让 FPGA 硬件看起来就像硬件化的外设块。MKR Vidor 4000 板的软件堆栈使用远程过程调用在 Arduino C++ 版本编写的高级草图与开发板的 FPGA 硬件之间建立链接;这些过程调用发送到 FPGA 上实例化的邮箱,而 FPGA 通过 JTAG 连接到 SAMD21 微控制器(图 2)。

如何使用FPGA开发板编程出更高级的应用

图 2:Arduino MKR Vidor 4000 开发板的软件堆栈使用远程过程调用,其通过 JTAG API 传输到 Intel Cyclone 10 FPGA,而 FPGA 可编程硬件上实例化了一个 Arduino 驱动器。(图片来源:Steve Leibson)

使用此软件堆栈访问基于 FPGA 的外设非常简单,只需正确调用适当的 Vidor 外设库即可。Arduino 草图编写人员不必知道 Vidor 的 FPGA 魔法工作原理。它切实有效。

要借助 FPGA 提升系统性能,一种有效的方法当然是访问利用可编程硬件实现的预定义外设 IP 块,不过这样获得的性能提升仅仅是 FPGA 全部能力的一小部分。尽管如此,Arduino 仍然鼓励 MKR Vidor 4000 用户开发更多外设块,以便通过庞大的 Arduino 开源社区扩大选择范围。

然而,Arduino MKR Vidor 4000 板还不是通用的 FPGA 开发板,因为它不支持使用 HDL 代码对板载 Cyclone 10 FPGA 直接编程。不过,Arduino 还计划发布一个 Intel Quartus 项目,演示直接在 MKR Vidor 4000 板上实现 FPGA HDL 代码,从而让更多高级用户可以通过 Arduino MKR Vidor 4000 板的 FPGA 来实现更多用途。Quartus 是一款全面的 HDL 开发工具,Intel 将其提供给设计人员开发采用该公司 FPGA 的 FPGA 设计。

当 Arduino 为 Arduino MKR Vidor 4000 板发布此 Quartus 项目时,想要学习 HDL 编程的设计师、工程师、创客和学生们将能把该板用作更高级 FPGA 项目的低成本开发与生产平台。借助这种直接 FPGA 编程功能,设计人员将能在 Arduino MKR Vidor 4000 板的 FPGA 中实例化几乎任何类型的硬件块。例如,板载 FPGA 资源足以在 FPGA 结构中容纳 Arm Cortex-M1 处理器内核。这样做将会把 Arduino MKR Vidor 4000 板变换成双处理器嵌入式系统。

总结

虽然 FPGA 与微控制器或微处理器一起能为许多处理功能提供更高的性能,但这需要很长的学习曲线。Arduino MKR Vidor 4000 板和配套的 Arduino IDE 大大降低了学习如何使用 FPGA 开发更高级应用的门槛。想要了解 FPGA“水有多深”的设计人员可能会发现,Arduino MKR Vidor 4000 这个池塘中的水不深也不浅,刚刚合适。

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“芝麻,芝麻,开门吧。”随着阿里巴巴一声咒语,山洞的大门应声打开,阿里巴巴发现洞里大量财宝和金币……....
发表于 04-18 09:07 ? 120次 阅读
让 “芝麻开门” 落地,Xilinx 给出加速应对策略

英特尔的Agilex FPGA发布 必将对当前的FPGA市场带来一波最强的冲击

英特尔的10纳米FPGA终于来了。在四月刚刚结束的英特尔“以数据为中心创新日”中,曾经代号为Falc....
发表于 04-18 08:55 ? 375次 阅读
英特尔的Agilex FPGA发布 必将对当前的FPGA市场带来一波最强的冲击

STKNX收发器有多强大?

STKNX的另一个重要特点是硅片上有两只稳压器。第一只稳压器是3.3 V / 5 V,20mA的线性....
的头像 意法半导体IPG 发表于 04-17 18:07 ? 419次 阅读
STKNX收发器有多强大?

华为宣布将FusionServer产品全线升级到FusionServer Pro智能服务器

从2017年公开发布基于赛灵思FPGA的华为高性能加速服务器硬件平台开始,赛灵思和华为强强联手,充分....
的头像 FPGA开发圈 发表于 04-17 17:43 ? 1133次 阅读
华为宣布将FusionServer产品全线升级到FusionServer Pro智能服务器

安路科技在上海推出第三代“小精灵”ELF3系列高性能、低功耗FPGA产品

安路科技成立8年以来,总经理文余波进行了首次演讲。他表示,安路科技的初心是做好FPGA;使命是“搅局....
的头像 芯智讯 发表于 04-17 17:08 ? 942次 阅读
安路科技在上海推出第三代“小精灵”ELF3系列高性能、低功耗FPGA产品

技术驱动应用落地 六位大咖热议行业新机遇

传感器、加速计算、存储以及物联网、人工智能和工业4.0等等话题是当下半导体产业的关注焦点。日前,在第....
的头像 坚白 发表于 04-17 15:57 ? 3829次 阅读
技术驱动应用落地 六位大咖热议行业新机遇

MSP430F2619S-HT 高温 16 位超低功耗 MCU,具有 120KB 闪存、4KB RAM、12 位 ADC、双 DAC、2 个 USCI、HW 乘法器和 DMA

MSP430F2619S超低功耗微控制器具有针对各种应用的不同外设集。该架构与五种低功耗模式相结合,经过优化,可在便携式测量应用中实现更长的电池寿命。该器件具有功能强大的16位RISC CPU,16位寄存器和常量发生器,可实现最高的代码效率。数字控制振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430F2619S是一款微控制器配置,带有两个内置16位定时器,速度快12位A /D转换器,比较器,双12位D /A转换器,4个通用串行通信接口(USCI)模块,DMA和最多64个I /O引脚。 典型应用包括捕获模拟信号,将其转换为数字值,然后处理数据以供显示或传输到主机系统的传感器系统。独立的RF传感器前端是另一个应用领域。 特性 1.8 V至3.6 V的低电源电压范围 超低功耗 有效模式:1 MHz时为365μA,2.2 V 待机模式(VLO):0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 在小于1μs的待机模式下唤醒 16位RISC架构,62.5 ns指令周期时间 三通道内部DMA 具有内部参考,采样保持和自动扫描功能的12位模数(A /D)转换器 双12位数模(D) /A)具有同步功能的转换器 具有三个捕捉/比较寄存器的...
发表于 11-02 18:49 ? 40次 阅读
MSP430F2619S-HT 高温 16 位超低功耗 MCU,具有 120KB 闪存、4KB RAM、12 位 ADC、双 DAC、2 个 USCI、HW 乘法器和 DMA

MSP430F2618-EP 增强型产品 16 位超低功耗 MCU,具有 92KB 闪存、8KB RAM、12 位 ADC、双 DAC、2 个 USCI

德州仪器(TI)MSP430系列超低功耗微控制器由多个器件组成,具有针对各种应用的不同外设集。该架构与五种低功耗模式相结合,经过优化,可在便携式测量应用中实现更长的电池寿命。该器件具有功能强大的16位RISC CPU,16位寄存器和恒定发生器,有助于实现最高的代码效率。经过校准的数字控制振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430F2618是一个带有两个内置16位定时器的微控制器配置,快速12位A /D转换器,比较器,双12位D /A转换器,4个通用串行通信接口(USCI)模块,DMA和最多64个I /O引脚。典型应用包括传感器系统,工业控制应用,手持式仪表等。 特性 低电源电压范围,1.8 V至3.6 V 超低功耗: 有源模式:1 MHz时为365μA,2.2 V 待机模式(VLO):0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA 小于1μs从待机模式唤醒 16位RISC架构,62.5 ns指令周期时间 三通道内部DMA < /li> 具有内部参考的12位模数(A /D)转换器,采样保持和自动扫描功能 双12位数字转换器 - 具有同步功能的模拟(D /A)转换器 具有三个捕捉/比较寄存器的16位Timer_A 具有七个捕捉/比较阴...
发表于 11-02 18:49 ? 35次 阅读
MSP430F2618-EP 增强型产品 16 位超低功耗 MCU,具有 92KB 闪存、8KB RAM、12 位 ADC、双 DAC、2 个 USCI

MSP430F2013-EP 增强型产品 16 位超低功耗微处理器,2kB 闪存、128B RAM、16 位 Σ-Δ A/D

德州仪器(TI)MSP430系列超低功耗微控制器包含多种器件,它们具有面向多种应用的不同外设集。种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器(DCO)可在不到1μs的时间里完成从低功耗模式至运行模式的唤醒。 MSP430F2013是一个具有内置16位时钟和10个I /O针脚的超低功率混合信号微控制器。除此之外,MSP430F2013有一个使用同步协议(SPI或I2C)的内置通信组件和一个16位的三角积分(Sigma-Delta)A /D转换器。 典型应用包括传感器系统,此类系统负责捕获模拟信号,将之转换为数字值,随后对数据进行处理以进行显示或传送至主机系统。独立射频(RF)传感器前端属于另外的应用域。 特性 低电源电压范围:1.8 V至3.6 V 超低功耗 运行模式:220μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关断模式(RAM保持):0.1μA 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位RISC架构,62.5ns指令周期< /li> 基本时钟模块配置: 高达16 MHz的内...
发表于 11-02 18:49 ? 27次 阅读
MSP430F2013-EP 增强型产品 16 位超低功耗微处理器,2kB 闪存、128B RAM、16 位 Σ-Δ A/D

MSP430FR5739-EP MSP430FR5739-EP 混合信号微控制器

德州仪器(TI)573MSP430FRx系列超低功率微控制器包含多个器件,该系列器件具有嵌入式FRAM非易失性存储器,超低功率16位MSP430 CPU,以及针对多种应用的不同外设。此架构,FRAM,和外设,与7种低功率模式组合在一起,针对在便携式和无线感测应用中实现延长电池寿命进行了解优质.FAM是一款全新的非易失性存储器,此存储器将SRAM的速度,灵活性,和耐久性与闪存的稳定性和可靠性结合在一起,总体能耗更低。其外设包括:1个10位模数转换器(ADC),1个具有基准电压生成和滞后功能的16通道比较器,3个支持I 2 C,SPI或UART协议的增强型串行通道,1个内部直接存储器访问(DMA),1个硬件乘法器,1个实时时钟(RTC),5个16位定时器和数字I /O. 特性 嵌入式微控制器 时钟频率高达24MHz的16位精简指令集(RISC)架构 < li>宽电源电压范围(2V至3.6V) 工作温度范围-55°C至85°C 经优化超低功率模式 激活模式:81.4μA/MHz(典型值) 待机(具有VLO的LPM3):6.3μA(典型值) 实时时钟(具有晶振的LPM3.5):1.5μA(典型值) 关断(LPM4.5):0.32μA(典型值) 超低功率铁电...
发表于 11-02 18:49 ? 32次 阅读
MSP430FR5739-EP MSP430FR5739-EP 混合信号微控制器

MSP430G2332-EP .混合信号微控制器

德州仪器公司MSP430系列超低功耗微控制器包含多种器件,这些器件特有面向多种应用的不同外设集。为了延长便携式应用中所用电池的寿命,对这个含5种低功耗模式的架构进行了优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数控振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430G2332系列微控制器是超低功耗混合信号微控制器,此微控制器带有内置的 16位定时器,和高达16个I /O触感使能引脚以及使用通用串行通信接口的内置通信功能.MSP430G2332系列带有一个10位模数(A /D)转换器。配置详细信息,请见。典型应用包括低成本传感器系统,此类系统负责捕获模拟信号,将之转换为数字值,随后对数据进行处理以进行显示或送至主机系统。 特性 低电源电压范围:1.8 V至3.6 V 超低功耗 运行模式:220μA(在1 MHz频率和2.2 V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位RISC架构,62.5ns指令周期时间 基本时钟模块配置 带有四个已校准频率的高达16MHz的内部频率 内部超...
发表于 11-02 18:49 ? 38次 阅读
MSP430G2332-EP .混合信号微控制器

MSP430F2274-EP 具有 32kB 闪存和 1K RAM 的 16 位超低功耗微控制器

德州仪器(TI)MSP430系列超低功耗微控制器由多个器件组成,具有针对各种应用的不同外设集。该架构与五种低功耗模式相结合,经过优化,可在便携式测量应用中实现更长的电池寿命。该器件具有功能强大的16位RISC CPU,16位寄存器和常量发生器,可实现最高的代码效率。数字控制振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430F2274M系列是一款超低功耗混合信号微控制器,带有两个内置16-位定时器,通用串行通信接口,带集成参考和数据传输控制器(DTC)的10位A /D转换器,MSP430F2274M器件中的两个通用运算放大器,以及32个I /O引脚。 < p>典型应用包括捕获模拟信号,将其转换为数字值,然后处理数据以供显示或传输到主机系统的传感器系统。独立的RF传感器前端是另一个应用领域。 特性 1.8 V至3.6 V的低电源电压范围 超低功耗 活动模式: 1 MHz时270μA,2.2 V 待机模式:0.7μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA 待机模式下的超快唤醒时间小于1μs 16位RISC架构,62.5 ns指令周期时间 基本时钟模块配置 内部频率高达16 MHz,具有四个校准频率至±1% 内部超低功耗低频振荡器 32...
发表于 11-02 18:49 ? 55次 阅读
MSP430F2274-EP 具有 32kB 闪存和 1K RAM 的 16 位超低功耗微控制器

MSP430F2132-EP MSP430F2132-EP 混合信号微控制器

MSP430F2132是一款超低功耗微控制器。这种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池使用寿命而优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器(DCO)可在不到1μs的时间里完成从低功耗模式至运行模式的唤醒。 MSP430F2132有两个内置的16位定时器,一个具有集成基准和数据传输控制器(DTC)的快速10位模数转换器,一个比较器,由通用串行通信接口实现的内置通信能力,以及多达24个输入输出(I /O)引脚。 特性 低电源电压范围:1.8V至3.6V 超低功耗 激活模式:250μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.7μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位精简指令集(RISC)架构,62.5ns指令周期时间 基本时钟模块配置 高达16MHz的内部频率并具有4个精度为±1%的校准频率 内部超低功耗低频振荡器 32kHz晶振晶体振荡器不能在超过105°C的环境中运行。 高达16MHz的高频(HF)晶振 谐振器 外部数字时钟源 外部电阻器 配有3个捕获/比较寄存器的16位Timer0_A3 具有2个捕捉...
发表于 11-02 18:49 ? 37次 阅读
MSP430F2132-EP MSP430F2132-EP 混合信号微控制器

MSP430FR5989-EP 具有 128KB FRAM、2KB SRAM、48 IO、ADC12、Scan IF 和 AES 的 16MHz ULP 微控制器

MSP430?超低功耗(ULP)FRAM平台将独特的嵌入式FRAM和整体超低功耗系统架构组合在一起,从而使得创新人员能够以较少的能源预算增加性能.FRAM技术以低很多的功耗将SRAM的速度,灵活性和耐久性与闪存的稳定性和可靠性组合在一起。 MSP430 ULP FRAM产品系列由多种采用FRAM,ULP 16位MSP430 CPU的器件和智能外设组成,可适用于各种应用.ULP架构具有七种低功耗模式,这些模式都经过优化,可在能源受限的应用中实现较长的电池寿命。 作为一款高可靠性增强型产品,此器件具有受控的基线,扩展的温度范围(-55°C至95°C)和金键合线封装,尤其适用于任务关键型应用。 特性 嵌入式微控制器 高达16 MHz时钟频率的16位精简指令集(RISC)架构 宽电源电压范围(1.8V至3.6V) 每SVS H 上电电平所需的最小上电电源电压为1.99V 经优化的超低功率模式 工作模式:大约100μA/MHz 待机(具有低功率低频内部时钟源(VLO)的LPM3):0.4μA(典型值) 实时时钟(RTC)(LPM3.5):0.35μA(典型值)(1) 关断(LPM4.5):0.02μA(典型值) 超低功耗铁电RAM(FRAM) 高达...
发表于 11-02 18:49 ? 35次 阅读
MSP430FR5989-EP 具有 128KB FRAM、2KB SRAM、48 IO、ADC12、Scan IF 和 AES 的 16MHz ULP 微控制器

MSP430F249-EP 增强型产品 16 位超低功耗微处理器,具有 60KB 闪存、2KB RAM、12 位 ADC、2 个 USCI

德州仪器(TI)MSP430系列超低功耗微控制器由多个器件组成,具有针对各种应用的不同外设集。该架构与五种低功耗模式相结合,经过优化,可在便携式测量应用中实现更长的电池寿命。该器件具有功能强大的16位RISC CPU,16位寄存器和恒定发生器,有助于实现最高的代码效率。经过校准的数字控制振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430F249系列是带有两个内置16位定时器的微控制器配置,快速12位A /D转换器,比较器,四个通用串行通信接口(USCI)模块和多达48个I /O引脚。 典型应用包括传感器系统,工业控制应用,手工举行米等。 特性 低电源电压范围,1.8 V至3.6 V 超低功耗: 工作模式:1 MHz时270μA,2.2 V 待机模式(VLO):0.3μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA 待机模式下的超快速唤醒(小于1μs) 16位RISC架构,62.5-ns 指令周期时间 基本时钟模块配置: 内部频率高达16 MHz 内部超低功耗低频振荡器 32 kHz晶振(-40°C)仅限105°C 内部频率高达16 MHz,四个校准频率为±1% 谐振器 外部数字时钟源< /li> 外部电阻器 12位模数(A /D)转换器带内部参...
发表于 11-02 18:49 ? 38次 阅读
MSP430F249-EP 增强型产品 16 位超低功耗微处理器,具有 60KB 闪存、2KB RAM、12 位 ADC、2 个 USCI

MSP430G2231-EP 混合信号微控制器

MSP430G2231是一款包含几个器件的超低功耗微控制器,这几个器件特有针对多种应用的不同外设集。这种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池使用寿命而优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器(DCO)可在不到1μs的时间里完成从低功耗模式至运行模式的唤醒。 MSP430G2231有一个10位A /D转换器和使用同步协议(SPI或者I2C)实现的内置通信功能。配置详细信息,请见。 典型应用包括低成本传感器系统,此类系统负责捕获模拟信号,将之转换为数字值,随后对数据进行处理以进行显示或传送至主机系统。 特性 低电源电压范围:1.8V至3.6V 超低功耗 运行模式:220μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位精简指令集(RISC)架构,62.5 ns指令周期时间 基本时钟模块配置 具有一个校准频率并高达16MHz的内部频率 内部极低功率低频(LF)振荡器 li> 32kHz晶振晶体振荡器不能在超过105°C的环境中运行 外部数字...
发表于 11-02 18:49 ? 54次 阅读
MSP430G2231-EP 混合信号微控制器

MSP430F5328-EP 混合信号微控制器,MSP430F5328-EP

为了延长便携式测量应用中的电池使用寿命,对MSP430F5328架构与扩展低功耗模式的组合进行了优化。该器件具有一个强大的这个控制振荡器(DCO)可以在3.5μs(典型值)内从低功率模式唤醒至激活模式。 MSP430F5328是一款微控制器配置,此配置有一个集成3.3V LDO,4个16位定时器,一个高性能12位模数转换器(ADC),2个通用串行通信接口( USCI),硬件乘法器,DMA,带有警报功能的实时时钟模块,和47个I /O引脚。 典型应用包括模数传感器系统,数据记录器和多种通用应用。 特性 低电源电压范围: 3.6V到低至1.8V 超低功耗 激活模式(AM):所有系统时钟激活 8MHz,3V,闪存程序执行时为290μA/MHz(典型值) 8MHz,3V,RAM程序执行时为150μA/MHz (典型值) 待机模式(LPM3):带有晶振的实时时钟,看门狗和电源监控器可用,完全RAM保持,快速唤醒: 2.2V时为1.9μA,3V时为2.1μA(典型值)低功耗振荡器(VLO),通用计数器,看门狗和电源监控器可用,完全RAM保持,快速唤醒: 3V时为1.4 μA(典型值) 关闭模式(LPM4):完全RAM保持,电源监视器可用,快速唤醒: 3V时为1.1μA(...
发表于 11-02 18:49 ? 26次 阅读
MSP430F5328-EP 混合信号微控制器,MSP430F5328-EP

MSP430F5438A-EP 混合信号微控制器,MSP430F5438A-EP

MSP430F5438A-EP是一款超低功耗微控制器。此架构,与多种低功耗模式配合使用,是在便携式测量应用中实现延长电池寿命的最优选择。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器,以及常数发生器,以便于获得最大编码效率。此数控振荡器(DCO)可在 3.5 μs(典型值)内实现从低功率模式唤醒至激活模式。 MSP430F5438A-EP是一个微控制器配置,此配置具有三个16位定时器,一个高性能12位模数(A /D)转换器,多达四个通用串行通信接口(USCI),硬件乘法器,DMA,具有报警功能的实时时钟模块以及多达87个I /O引脚。 < p>这个器件的典型应用包括模拟和数字传感器系统,数字电机控制,遥控,恒温器,数字定时器,手持仪表。 特性 低电源电压范围: 3.6V到低至1.8V 超低功耗 激活模式(AM):所有系统时钟激活 8MHz,3.0V,闪存程序执行时为230μA/MHz(典型值) 8MHz,3.0V,RAM程序执行时为110μA /MHz(典型值) 待机模式(LPM3):带有晶振的实时时钟,看门狗且电源监控器可用,完全RAM保持,快速唤醒: 2.2V时为1.7μA,3.0V时为2.1μA(典型值)低功耗振荡器(VLO),通用计数器,看...
发表于 11-02 18:49 ? 47次 阅读
MSP430F5438A-EP 混合信号微控制器,MSP430F5438A-EP

MSP430FR5969-SP 耐辐射混合信号微控制器

MSP430?超低功耗(ULP)FRAM平台将独特的嵌入式FRAM和整体超低功耗系统架构组合在一起,从而使得创新人员能够以较少的能源预算增加性能.FRAM技术以低很多的功耗将SRAM的速度,灵活性和耐久性与闪存的稳定性和可靠性组合在一起。 MSP430FR5969- SP的超低功耗架构可提供七种低功耗模式,这七种模式均经过优化,能够在低功耗的情况下对系统进行分布式遥测和维护。 MSP430FR5969- SP的集成式混合信号特性使其非常适合用于下一代航天器的分布式遥测应用。对单粒子闩锁的强大抗干扰性和电离辐射总剂量使得该器件得以应用于多种空间和辐射环境中。 特性 抗辐射加固 扩展工作温度(-55°C至105°C)(1)< /sup> 单粒子闩锁(SEL)在125°C下的抗扰度可达72 MeV.cm 2 /mg 辐射批次验收测试结果为50krad 48引脚VQFN塑料封装 单受控基线 延长了产品变更通知周期 产品可追溯性 延长了产品生命周期 嵌入式微控制器 时钟频率高达16MHz的16位精简指令集计算机(RISC)架构 宽电源电压范围(1.8V至3.6V)(2) 优化的超低功率模式 工作模式:大约100μA/MHz 待机(具有低功率低频内部时钟源(VL...
发表于 11-02 18:48 ? 74次 阅读
MSP430FR5969-SP 耐辐射混合信号微控制器

MSP430F6459-HIREL MSP430F6459-Hirel

TI的MSP430系列超低功耗微控制器种类繁多,各成员器件配备不同的外设集以满足各类应用的需求。架构与五种低功耗模式配合使用,是延长便携式测量应用电池寿命的最优选择。该器件具有一个强大的16位精简指令集(RISC)中央处理器(CPU),使用16位寄存器以及常数发生器,以便获得最高编码效率。该数控振荡器(DCO)可在3μs(典型值)内从低功率模式唤醒至激活模式。 MSP430F6459-HIREL微控制器配有一个集成式3.3V LDO,四个16位定时器,一个高性能12位ADC,三个USCI,一个硬件乘法器,DMA,具有报警功能的RTC模块,一个比较器和多达74个I /O引脚。 这些器件的典型应用包括模拟和数字传感器系统,数字电机控制,遥控,恒温器,数字定时器以及手持仪表。 特性 低电源电压范围: 1.8V到3.6V 超低功耗 工作模式(AM):所有系统时钟均工作:在8MHz,3V且闪存程序执行时为295μA/MHz(典型值) 待机模式(LPM3):< br>看门狗(采用晶振)和电源监控器工作,完全RAM保持,快速唤醒: 2.2V时为2μA,3V时为2.2μA(典型值) 关断,实时时钟(RTC)模式(LPM 3.5):关断模式,RTC(采用晶...
发表于 11-02 18:48 ? 42次 阅读
MSP430F6459-HIREL MSP430F6459-Hirel

MSP430G2230-EP MSP430G2230-EP 混合信号微控制器

MSP430G2230是一款超低功耗微控制器。这种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池使用寿命而优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器(DCO)可在不到1μs的时间里完成MSP430G2230是一款超低功率混合信号微控制器,此微控制器装有一个内置的16位定时器和4个I /O引脚。除此之外,MSP430G2230还有使用同步协议(SPI或者I2C)的内置通信功能和一个10位A /D转换器。 特性 低电源电压范围:1.8V至3.6V 超低功耗 激活模式:220μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位精简指令集(RISC)架构,62.5 ns指令周期时间 基本时钟模块配置: 高达16MHz的内部频率并具有4个精度为±1%的校准频率 内部超低功耗低频振荡器 32kHz晶振晶体振荡器不能在超过105°C的环境中运行 外部数字时钟源 < li>具有2个捕捉/比较寄存器的16位Timer_A 带内部基准,采样与保持以及自动扫描功能的10位200ksps模数(A /D)转...
发表于 11-02 18:48 ? 27次 阅读
MSP430G2230-EP MSP430G2230-EP 混合信号微控制器

MSP430G2302-EP .混合信号微控制器

德州仪器(TI)的MSP430系列超低功率微控制器包含几个器件,这些器件特有针对多种应用的不同的外设集这种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而进行了优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于大大提高编码效率的常数发生器。数控振荡器可在少于1μs内将器件从低功耗模式唤醒至激活模式。 MSP430G2302系列微控制器是超低功耗的混合信号微控制器,此微控制器带有内置的16位定时器,和多达16个I /O触感使能引脚以及使用通用串行通信接口实现的内置通信功能。配置详细信息,请参见。典型应用包括低成本传感器系统,此类系统负责捕获模拟信号,将之转换为数字值,随后对数据进行处理以进行显示或传送至主机系统。 特性 低电源电压范围:1.8V至3.6V 超低功耗 激活模式:220μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位精简指令集(RISC)架构,62.5当前超低功耗低频(LF)振荡器 32kHz晶振 外部数字时钟源 一个具有3个捕获/比较寄存器的16位Timer_A ...
发表于 11-02 18:48 ? 63次 阅读
MSP430G2302-EP .混合信号微控制器

TMS570LS3137-EP 16/32 位 RISC 闪存微控制器,TMS5703137-EP

TMS570LS3137-EP 器件是一款用于安全系统的高性能 系列微控制器。 此安全架构包括:以锁步模式运行的双核 CPUCPU 和内存内置自检 (BIST) 逻辑闪存和数据 SRAM 上的 ECC外设存储器的奇偶校验 外设 I/O 上的回路功能 TMS570LS3137-EP 器件集成了 ARM Cortex-R4F 浮点 CPU,此 CPU 可提供一个高效的 1.66 DMIPS/MHz,并且 具有能够以高达 180 MHz 运行的配置,从而提供高达 298 DMIPS。 此器件支持字不变大端序 [BE32] 格式。 TMS570LS3137-EP 器件具有 3MB 的集成闪存以及 256KB 的数据 RAM,这些闪存和 RAM 支持单位错误校正和双位错误检测。 这个器件上的闪存存储器是一个由 64 位宽数据总线接口实现的非易失性、电可擦除并且可编程的存储器。 为了实现所有读取、编程和擦除操作,此闪存运行在一个 3.3V 电源输入上(与 I/O 电源一样的电平)。 当处于管线模式中时,闪存可在高达 180MHz 的系统时钟频率下运行。 在字节、半字、字和双字模式中,SRAM 支持单循环读取和写入访问。 TMS570LS3137-EP 器件特有针对基于实时控制应用的外设,其中包括 2 个下一代高端定时器 ...
发表于 11-02 18:48 ? 122次 阅读
TMS570LS3137-EP 16/32 位 RISC 闪存微控制器,TMS5703137-EP

AM4377 AM437x ARM Cortex-A9 微处理器 (MPU)

TI AM437x 高性能处理器基于 ARM Cortex-A9 内核。 这些处理器通过 3D 图形加速得到增强,可实现丰富的图形用户界面,还配备了协处理器,用于进行确定性实时处理(包括 EtherCAT、PROFIBUS、EnDat 等工业通信协议)。该器件支持高级操作系统 (HLOS)。 基于 Linux 的®可从 TI 免费获取。其它 HLOS 可从 TI 的设计网络和生态系统合作伙伴处获取。 这些器件支持对采用较低性能 ARM 内核的系统升级,并提供更新外设,包括 QSPI-NOR 和 LPDDR2 等存储器选项。 这些处理器包含功能方框图中显示的子系统,并且后跟相应的 “说明”中添加了更多信息 说明。 处理器子系统基于 ARM Cortex-A9 内核, PowerVR SGX™图形加速器子系统提供 3D 图形加速功能以支持显示和高级用户界面。 可编程实时单元子系统和工业通信子系统 (PRU-ICSS) 与 ARM 内核分离,允许单独操作和计时,以实现更高的效率和灵活性。PRU-ICSS 支持更多外设接口和 EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、PROFIBUS、E...
发表于 09-29 10:35 ? 0次 阅读
AM4377 AM437x ARM Cortex-A9 微处理器 (MPU)

AM4382 AM438x ARM Cortex-A9 微处理器 (MPU)

与其它产品相比 AM438x   Arm MHz (Max.) Serial I/O Security Enabler Co-Processor(s) Graphics Acceleration EMAC USB 2.0 Industrial Protocols Camera Operating Temperature Range (C) DRAM   var link = "zh_CN_folder_p_quick_link_description_features_parametrics"; com.TI.Product.handleQuickLinks('parametric','参数变化','#parametrics',link); AM4382 AM4384 AM4388 300 600 1000     600 1000     600 1000   &...
发表于 09-25 16:06 ? 52次 阅读
AM4382 AM438x ARM Cortex-A9 微处理器 (MPU)

AM3352 Sitara ARM Cortex-A8 微处理器

AM335x 微处理器基于 ARM Cortex-A8 处理器,在图像、图形处理、外设以及 EtherCAT 和 PROFIBUS 等工业接口选项方面得到了增强。 该器件支持高级操作系统 (HLOS)。 Linux®和 Android™可从德州仪器 (TI) 免费获取。 AM335x 微处理器 包含 功能框图 中显示的子系统和以下 简要 说明: 微处理器单元 (MPU) 子系统基于 ARM Cortex-A8 处理器, PowerVR SGX™图形加速器子系统提供 3D 图形加速功能以支持显示和游戏特效。 可编程实时单元子系统和工业通信子系统 (PRU-ICSS) 与 ARM 内核彼此独立,允许单独操作和计时,以实现更高的效率和灵活性。PRU-ICSS 支持更多外设接口和 EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、PROFIBUS、Ethernet Powerlink、Sercos 等实时协议。此外,凭借 PRU-ICSS 的可编程特性及其对引脚、事件和所有片上系统 (SoC) 资源的访问权限,该子系统可以灵活地实现快速实时响应、专用数据处理操作以及自定义外设接口,并减轻 SoC 其他处理器内核的任务负载。 特性 ...
发表于 09-25 15:44 ? 127次 阅读
AM3352 Sitara ARM Cortex-A8 微处理器
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