ARM處理器芯片選型指南

2 ARM公司及相關(guān)產(chǎn)品介紹

ARM公司于1991年成立于英國(guó)劍橋，主要出售ARM IP的授權(quán)。目前，ARM處理器(即采用ARM IP核的處理器)已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場(chǎng)。ARM處理器應(yīng)用占據(jù)了32位RISC微處理器很大的市場(chǎng)，ARM技術(shù)已滲入生活的各個(gè)方面。

目前市面上常見的ARM處理器架構(gòu)可分為ARM7、ARM9、ARM10、ARM11以及Cortex系列，每個(gè)系列又包括很多種IP內(nèi)核的產(chǎn)品。ARM 也是嵌入式處理器中首先推出多核架構(gòu)的廠商。生產(chǎn)ARM芯片的廠家很多，主流半導(dǎo)體廠商的產(chǎn)品比較齊全，供貨也相對(duì)更有保障。Samsung、NXP、 Cirrus Logic、Atmel、Freescale、TI、ST、Winbond等主流半導(dǎo)體廠商的ARM芯片產(chǎn)品列表見本刊網(wǎng)站，其中有些產(chǎn)品已供貨，有些正在樣片階段，有些正在開發(fā)，還有許多產(chǎn)品不支持外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。

3 嵌入式微處理器選型示例

(1)需 求

①適合于工業(yè)控制的溫度。

②支持VxWorks、Linux操作系統(tǒng)。

③存儲(chǔ)方面，SDRAM大于16 MB，F(xiàn)lash大于8 MB。

④主頻方面，60 MHz以上。

⑤接口方面具有帶DMA控制的Ethernet MAC、2個(gè)以上RS232串口、1個(gè)USB 2.O接口、1個(gè)SPI接口，以及大于30個(gè)GPIO引腳(不包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和CPU內(nèi)置接口總線)。

⑥提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘或?qū)崟r(shí)定時(shí)器。

⑦引腳封裝為QFP。

⑧價(jià)格為200元。

(2)選型需求分析

根據(jù)需求①，參照前述選購(gòu)的考慮因素中的“應(yīng)用領(lǐng)域”，把要選的芯片定位于工業(yè)控制領(lǐng)域。目前市場(chǎng)上生產(chǎn)較適合用于作工業(yè)控制的微處理器的半導(dǎo)體公司有 NXP、Atmel、ST公司(Samsung公司的產(chǎn)品較適合用于PDA、多媒體產(chǎn)品，Cirrus Logic公司的產(chǎn)品較適合音頻產(chǎn)品。)根據(jù)需求②，參照選購(gòu)的考慮因素中的“OS及開發(fā)工具”，VxWorks5.5對(duì)于ARM核支持到V5T架構(gòu)，所以把選型范圍縮小到ARM7和ARM9系列。由于需要支持Linux操作系統(tǒng)，所以最好選擇帶有MMU的內(nèi)核，因?yàn)椴粠MU內(nèi)核(ARM7TMDI)支持的Linux操作系統(tǒng)非常有限，只能支持UCLinux。

根據(jù)需求③，結(jié)合各種型號(hào)的芯片資源介紹，不難看出要求芯片必須帶有可擴(kuò)展存儲(chǔ)接口，因?yàn)樾酒膬?nèi)置存儲(chǔ)量不可能那么大。所以只能選擇帶可擴(kuò)展存儲(chǔ)接口的芯片。NXP公司的LPC2400系列和LH7A具備此項(xiàng)功能，Atmel公司的AT91SAM7SE系列、AT91RM9200、AT91SAM9系列也滿足此項(xiàng)需求。

根據(jù)需求④、⑤、⑥、⑦，參照選購(gòu)的考慮因素中的“價(jià)格及供貨保證”，結(jié)合NXP、Atmel公司的芯片資源介紹，把選型范圍框定在LPC2468 (LPC2400系列中的其他產(chǎn)品要么處于樣片階段，要么處于開發(fā)階段，而LH7A資源不滿足要求)、AT91RM9200和AT91SAM9260 (AT91SAM7SE系列處理速度太慢，AT91SAM9261和AT91SAM9263封裝不滿足需求)型號(hào)上。根據(jù)需求⑧，上一步所選的3個(gè)型號(hào)都能滿足要求。

(3)選型結(jié)論

綜合需求和芯片各方面的資源，選型結(jié)論如下：

①?gòu)漠a(chǎn)品開發(fā)周期角度考慮，AT91RM9200最為適合，它在這4個(gè)芯片中開發(fā)周期應(yīng)該最短;

②從技術(shù)可繼承性角度考慮，且對(duì)開發(fā)周期沒有嚴(yán)格限制的話，AT91SAM9260較為合適;

③如果單支持VxWorks，對(duì)Linux支持要求不高，且對(duì)開發(fā)周期沒有嚴(yán)格限制的話，LPC2468較為合適;

④綜合各方面考慮，STR912排在其他三者之后。

選型滿意度從高到低的排列順序是：AT91RM9200、AT91SAM9260、LPC2468、STR912。