ST集成以太網(wǎng)控制器、大容量存儲器和ARM9E核心

世界第一個基于 ARM9的內(nèi)置閃存的通用微控制器催生新一代聯(lián)網(wǎng)嵌入式應(yīng)用

意法半導(dǎo)體率先在通用閃存微控制器系列產(chǎn)品內(nèi)集成以太網(wǎng)接口、ARM9E處理器核心和大容量嵌入式SRAM和閃存。新的STR910F系列為基于ARM的閃存微控制器確立了新的性價比和網(wǎng)絡(luò)接入標準，為系統(tǒng)設(shè)計人員將功能強大的嵌入式控制應(yīng)用轉(zhuǎn)化成低成本的局域網(wǎng)（LAN）或互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點帶來了許多新的機遇。

STR910F系列的設(shè)計目的是滿足市場對高性能嵌入式控制應(yīng)用的日益增長的需求和實現(xiàn)以太網(wǎng)接入功能。這些芯片是ST對取得成功的STR7XX系列ARM7TDMI微控制器的自然擴展。收款機終端及外設(shè)、售貨機、工控機及工廠自動化、串行協(xié)議網(wǎng)關(guān)、樓宇自動化、安全監(jiān)控和手持儀表等應(yīng)用日益需要更高的性能和聯(lián)網(wǎng)功能。此外，這些應(yīng)用設(shè)備還需要容量更大的程序/數(shù)據(jù)閃存，特別是SRAM存儲器。

STR910F產(chǎn)品采用了比ARM7TDMI更先進的ARM966E-STM 核心。RM966E-STM CPU分別使用兩條內(nèi)部總線來存取指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，從而能夠同步進行代碼和數(shù)據(jù)的存取操作。每個內(nèi)存都通過一個高度優(yōu)化的緊耦合接口（TCM）連接CPU，存取速度非常快。STR910F充分利用這種架構(gòu)的優(yōu)勢，在指令TCM接口上連接一個高速脈沖串式閃存，在數(shù)據(jù)TCM接口連接一個零延時SRAM存儲器。這樣設(shè)計的結(jié)果是，在96 MHz（通用閃存ARM式微控制器的最高性能）下，最高代碼執(zhí)行速度高達96 MIPS，數(shù)據(jù)在CPU核心和SRAM之間的傳遞效率非常高。相比之下，ARM7TDMI CPU核心用一條總線存取指令內(nèi)存和數(shù)據(jù)內(nèi)存，因此同時存取這兩個存儲器是不可能的。此外，ARM966E-STM 核心支持單循環(huán)數(shù)字信號處理（DSP）指令，使STR910F能夠同時滿足控制和信號處理兩種要求，其優(yōu)勢明顯高于DSP和控制處理器分立的傳統(tǒng)解決方案。ARM966E-STM的所有優(yōu)勢使STR910F系列產(chǎn)品處于內(nèi)置閃存的32位微控制器的高端市場。.

ARM9E傳統(tǒng)上被用于設(shè)計無ROM的微處理器，這類處理器的存儲器管理單元(MMU)非常復(fù)雜，需要內(nèi)部高速緩存和外部同步RAM與之配合，所有代碼需要在啟動階段從一個外接閃存載入內(nèi)存。然而，STR910F無需傳統(tǒng)的高速緩存和外部存儲器就可引入ARM9E核心的很多優(yōu)勢，實現(xiàn)一個尺寸緊湊的單片閃存微控制器。STR910F利用一個高速緩存代替MMU，其支持的單存儲器模型非常適合實時操作系統(tǒng)（RTSO）。它采用一個含有預(yù)取隊列和分支緩存系統(tǒng)的創(chuàng)新的存儲器加速器，以便在從脈沖串閃存開始的非順序代碼執(zhí)行的期間提高系統(tǒng)性能，同時實時控制特性優(yōu)于傳統(tǒng)的高速緩存。

STR910F被嵌入大容量的存儲器，以支持RTOS和TCP/IP協(xié)議棧，以及復(fù)雜的控制應(yīng)用。 的SRAM容量高達96KB，是目前內(nèi)置閃存的ARM通用微控制器市場上容量最大的SRAM，這個容量非常適合速度更快的串行通信的大數(shù)據(jù)包緩存應(yīng)用。與眾不同的是，新IC通過一個電池或與電池輸入引腳相連的超大電容保護SRAM的安全；或者根據(jù)STR910F篡改檢測輸入引腳發(fā)送的信號，安全應(yīng)用可以自動刪除SRAM的內(nèi)容。閃存容量高達544 KB，可設(shè)置成雙存儲庫的讀寫同步存儲器，以支持遠程更新固件所需的“在應(yīng)用編程”以及EEPROM仿真。SRAM和閃存都可用于指令或數(shù)據(jù)存儲器。.

STR910F配有多條高速信道，共有9條全功能直接存儲器存取（DMA）通道支持這些信道，使外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸對于CPU幾乎是透明的，將CPU從沉重的傳輸負荷中解放出來，使之去執(zhí)行綜合性的實時控制任務(wù)。這些DMA控制器能夠讓SRAM以為先進高性能總線（AHB）和先進外設(shè)總線（APB）上的外設(shè)是一個主控制器，通過一個為簡化數(shù)據(jù)流專門設(shè)計的仲裁器，這兩條總線上的所有外設(shè)與CPU共享對SRAM的存取權(quán)限。例如：在MAC（媒體訪問控制器）和SRAM之間，以太網(wǎng)DMA控制器支持91 Mbps的原始以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀傳輸速率，而CPU負荷僅為10% 。 

除以太網(wǎng)MAC外，STR910F微控制器還支持一整套外設(shè)。這些外設(shè)接口包括USB全速、CAN、3個UART/IrDA、2個SPI、2個I2C、8路10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、4個16位定時器、1個三相AC電機控制單元、含有低壓重置和欠壓檢測功能的電源監(jiān)控器、1個全功能實時時鐘、1個外存接口、1個ETM9 調(diào)試跟蹤接口和多達80個5V額定電壓的輸入輸出引腳。

 “STR910F融合了ST很多獨有的優(yōu)勢，其中包括我們長期在通用和專用微控制器內(nèi)集成ARM核心的技術(shù)驗?！盨T微控制器產(chǎn)品部ARM9產(chǎn)品市場經(jīng)理Mark Rootz表示,“ARM966E-S核心與業(yè)內(nèi)容量最大的內(nèi)存，結(jié)合內(nèi)置的以太網(wǎng)、USB和CAN接口，使新系列的微控制器適合所有的嵌入式控制應(yīng)用?！?nbsp;

憑借該公司在功率管理技術(shù)的優(yōu)勢，STR910F系列還表現(xiàn)出優(yōu)異的節(jié)能和電壓監(jiān)控性能。功耗可以動態(tài)調(diào)整，使CPU能夠隨時選通和縮放系統(tǒng)及外設(shè)的時鐘信號，以平衡性能要求和功耗水平，包括功耗僅為55μA典型值的睡眠模式。當設(shè)備的主電源斷電或因為電源故障而掉電時，STR910F將自動切換到電池電源引腳，以保證實時時鐘處于活動狀態(tài)。內(nèi)置的實時時鐘具有通常只有在外接實時時鐘上才能見到的功能。該RTC具有標準的日歷和報警功能，通過篡改檢測輸入引腳給事件加時間戳，在-40oC到+85oC的溫度范圍內(nèi)，電池耗電不到1μA。這些特性使STR910F成為電池供電的便攜安全應(yīng)用的理想選擇。 

從2006年5月中旬起，STR910F用戶將能享受到ST和第三方公司提供的全程支持服務(wù)，Hi-Tex、IAR、Keil和Raisonance將提供199美元起價的入門級工具套件。開發(fā)工具套件包括編譯器及調(diào)試器（限制代碼大?。⒁粭lJTAG調(diào)試及編程電纜、代碼實例和開始一項設(shè)計所需的全部硬件。ST提供一款定價為249美元的評估板STR910-EVAL，以便用戶能夠反復(fù)演練， 對STR910F的所有接口和輸入輸出引腳進行硬件仿真。ST免費提供基于通用硬件抽象層（HAL）函數(shù)庫的以太網(wǎng)、USB、CAN和其它的所有主要芯片功能的演示代碼。為便于配置STR910F的靈活的輸入/輸出矩陣和時鐘函數(shù)，ST免費提供一套配置及編程軟件CAPS，這套軟件工具可以通過圖形來選擇引腳功能和時鐘分配。CAPS自動生成一個能夠反映所有引腳和時鐘選擇的C頭文件，這種方法既節(jié)省時間又防止發(fā)生錯誤。CMX、Micrium、Segger、Keil和NexGen 軟件公司將從五月中旬開始提供對RTOS和TCP/IP的支持工具，隨后還將增加更多的軟件工具。.

ST現(xiàn)推出6款產(chǎn)品，均采用無鉛封裝。這些封裝是LQFP80、 LQFP128和 LQFP128，其中LQFP128版IC提供以太網(wǎng)媒體獨立接口(MII)和外存總線接口。SRAM容量從64KB到96KB，閃存容量從288KB到544KB。CPU核心工作電壓1.8V +/- 10%，I/O電壓范圍2.7V到3.6V，工作溫度范圍-40oC到+85oC。