ARM芯片的選型原則

如果希望使用WinCE或Linux等操作系統(tǒng)以減少軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間，就需要選擇ARM720T以上帶有MMU（memory management unit）功能的ARM芯片，ARM720T、Stron-gARM、ARM920T、ARM922T、ARM946T都帶有MMU功能。而ARM7TDMI沒(méi)有MMU，不支持Windows CE和大部分的Linux，但目前有uCLinux等少數(shù)幾種Linux不需要MMU的支持。

1.2 系統(tǒng)時(shí)鐘控制器

系統(tǒng)時(shí)鐘決定了ARM芯片的處理速度。ARM7的處理速度為0.9MIPS/MHz，常見(jiàn)的ARM7芯片系統(tǒng)主時(shí)鐘為20MHz-133MHz，ARM9的處理速度為1.1MIPS/MHz，常見(jiàn)的ARM9的系統(tǒng)主時(shí)鐘為100MHz-233MHz，ARM10最高可以達(dá)到700MHz。不同芯片對(duì)時(shí)鐘的處理不同，有的芯片只有一個(gè)主時(shí)鐘頻率，這樣的芯片可能不能同時(shí)顧及UART和音頻時(shí)鐘準(zhǔn)確性，如Cirrus Logic的EP7312等；有的芯片內(nèi)部時(shí)鐘控制器可以分別為CPU核和USB、UART、DSP、音頻等功能部件提供同頻率的時(shí)鐘，如PHILIPS公司SAA7750等芯片。

1.3 內(nèi)部存儲(chǔ)器容量

在不需要大容量存儲(chǔ)器時(shí)，可以考慮選用有內(nèi)置存儲(chǔ)器的ARM芯片。見(jiàn)表1。

表1 內(nèi)置存儲(chǔ)器的ARM芯片

1.4 USB接口

許多ARM芯片內(nèi)置有USB控制器，有些芯片甚至同時(shí)有USB Host和USB Slave控制器。見(jiàn)表2。

表2 內(nèi)置USB控制器的ARM芯片

1.5 GPIO數(shù)量

在某些芯片供應(yīng)商提供的說(shuō)明書(shū)中，往往申明的是最大可能的GPIO數(shù)量，但是有許多引腳是和地址線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)、串口線(xiàn)等引腳復(fù)用的。這樣在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要計(jì)算實(shí)際可以使用的GPIO數(shù)量。

1.6 中斷控制器

ARM內(nèi)核只提供快速中斷（FIQ）和標(biāo)準(zhǔn)中斷（IRQ）兩個(gè)中斷向量。但各個(gè)半導(dǎo)體廠家在設(shè)計(jì)芯片時(shí)加入了自己同的中斷控制器，以便支持諸如串行口、外部中斷、時(shí)鐘斷等硬件中斷。外部中斷控制是選擇芯片必須考慮的重要因素，合理的外部中斷設(shè)計(jì)可以很大程度的減少任務(wù)調(diào)度工作量。例如PHILIPS公司的SAA7750，所有GPIO都可以設(shè)置成FIQ或IRQ，并且可以選擇升沿、下降沿、高電平、低電平四種中斷方式。這使得紅外線(xiàn)遙控接收、指輪盤(pán)和鍵盤(pán)等任務(wù)都可以作為背景程序運(yùn)行。而Cirrus Logic公司的EP7312芯片，只有4個(gè)外部中斷源，并且 每個(gè)中斷源都只能是低電平或才高電平中斷，樣在用于接收紅外線(xiàn)信號(hào)的場(chǎng)合時(shí)，就必須用查詢(xún)方式，會(huì)浪費(fèi)大量CPU時(shí)間。

1.7 IIS（Integrate Interface of Sound）接口

即集成音頻接口。如果設(shè)計(jì)者頻應(yīng)用產(chǎn)品，IIS總線(xiàn)接口是必需的。

1.8 nWAIT信號(hào)

外部總線(xiàn)速度控制信號(hào)。不是每個(gè)ARM芯片都提供這個(gè)信號(hào)引腳，利用這個(gè)信號(hào)與廉價(jià)的GAL芯片就可以實(shí)現(xiàn)與符合PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)的WLAN卡和Bluetooth卡的接口，而不需要外加高成本的PCMCIA專(zhuān)用控制芯片。另外，當(dāng)需要擴(kuò)展外部DSP協(xié)處理器時(shí)，此信號(hào)也是必需的。

1.9 RTC（Real Time Clock）

很多ARM芯片都提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，但方式不同。如Cirrus Logic公司的EP7312的RTC只是一個(gè)32位計(jì)數(shù)器，需要通過(guò)軟件計(jì)算出年月日時(shí)分秒；而SAA7750和S3C2410等芯片的RTC直接提供年月日時(shí)分秒格式。

1.10 LCD控制器

有些ARM芯片內(nèi)置LCD控制器，有的甚至內(nèi)置64K彩色TFT LCD控制器。在設(shè)計(jì)PDA和手持式顯示記錄設(shè)備時(shí)，選用內(nèi)置LCD控制器的ARM芯片如S1C2410較為適宜。

1.11 PWM輸出

有些ARM芯片有2～8路PWM輸出，可以用于電機(jī)控制或語(yǔ)音輸出等場(chǎng)合。

1.12 ADC和DAC

有些ARM芯片內(nèi)置2～8通道8～12位通用ADC，可以用于電池檢測(cè)、觸摸屏和溫度監(jiān)測(cè)等。PHILIPS的SAA7750更是內(nèi)置了一個(gè)16位立體聲音頻ADC和DAC，并且?guī)Ф鷻C(jī)驅(qū)動(dòng)。

1.13 擴(kuò)展總線(xiàn)

大部分ARM芯片具有外部SDRAM和SRAM擴(kuò)展接口，不同的ARM芯片可以擴(kuò)展的芯片數(shù)量即片選線(xiàn)數(shù)量不同，外部數(shù)據(jù)總線(xiàn)有8位、16位或32位。某些特殊應(yīng)用ARM芯片如德國(guó)Micronas的PUC3030A沒(méi)有外部擴(kuò)展功能。

1.14 UART和IrDA

幾乎所有的ARM芯片都具有1～2個(gè)UART接口，可以用于和PC機(jī)通訊或用Angel進(jìn)行調(diào)試。一般的ARM芯片通訊波特率為115200bps，少數(shù)專(zhuān)為藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)的ARM芯片的UART通訊波特率可以達(dá)到920Kbps，如Linkup公司L7205。

1.15 DSP協(xié)處理器，見(jiàn)表3。

表3 ARM+DSP結(jié)構(gòu)的ARM芯片

1.16 內(nèi)置FPGA

有些ARM芯片內(nèi)置有FPGA，適合于通訊等領(lǐng)域。見(jiàn)表4。

表4 ARM+FPGA結(jié)構(gòu)的ARM芯片

1.17 時(shí)鐘計(jì)數(shù)器和看門(mén)狗

一般ARM芯片都具有2～4個(gè)16位或32位時(shí)鐘計(jì)數(shù)器和一個(gè)看門(mén)狗計(jì)數(shù)器。

1.18 電源管理功能

ARM芯片的耗電量與工作頻率成正比，一般ARM芯片都有低功耗模式、睡眠模式和關(guān)閉模式。

1.19 DMA控制器

有些ARM芯片內(nèi)部集成有DMA（Direct Memory Access），可以和硬盤(pán)等外部設(shè)備高速交換數(shù)據(jù)，同時(shí)減少數(shù)據(jù)交換時(shí)對(duì)CPU資源的占用。另外，還可以選擇的內(nèi)部功能部件有：HDLC，SDLC，CD-ROM Decoder,Ethernet MAC,VGA controller，DC-DC。可以選擇的內(nèi)置接口有：IIC，SPDIF，CAN，SPI，PCI，PCMCIA。

1.20封裝

ARM芯片現(xiàn)在主要的封裝有QFP、TQFP、PQFP、LQFP、BGA、LBGA等形式，BGA封裝具有芯片面積小的特點(diǎn)，可以減少PCB板的面積，但是需要專(zhuān)用的焊接設(shè)備，無(wú)法手工焊接。另外一般BGA封裝的ARM芯片無(wú)法用雙面板完成PCB布線(xiàn)，需要多層PCB板布線(xiàn)。