32位ARM核微處理器芯片PUC2030A及其應(yīng)用

　　另外，PUC3030A還有I2C主/從接口，66個GPIO，5個同步串行口，主模式最高24M位速率，從模式最高16M位速率，支持SPI、I2S，多個同步串行口使得PUC3030A 特別適用于多通道USB音頻產(chǎn)品、LED多屏顯示系統(tǒng)、多通道數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。PUC3030A的2個全功能串行口支持高速紅外數(shù)據(jù)傳輸(IrDA)。它還有3個32位定時/計(jì)數(shù)器，內(nèi)部看門狗定時器，RTC實(shí)時時鐘帶日歷和報(bào)警功能 ，BGA81封裝芯片無此功能。

　　PUC3030A具有JTAG調(diào)試接口，支持Multi-ICE、Trace32和Jeeni等JTAG調(diào)試開發(fā)工具和ADS、SDT2.5等開發(fā)軟件，提供了良好的開發(fā)環(huán)境。

　　由于PUC3030A具有上述優(yōu)異性能，在許多應(yīng)用領(lǐng)域甚至比采用51系列芯片更具有成本優(yōu)勢。這是因?yàn)椋簩τ谝话愕膽?yīng)用，如果采用51芯片，通常需要擴(kuò)展1片SRAM芯片、1片RTC芯片、1片F(xiàn)lash芯片、2片8255 I/O擴(kuò)展電路、1片USB控制芯片、1片看門狗電路;除了運(yùn)算處理速度遠(yuǎn)低于PUC3030A芯片外，采用51方案的成本遠(yuǎn)高于PUC3030A;由于布線多、PCB板面積大等問題，使得采用51方案的電路可靠性遠(yuǎn)低于采用PUC3030A的單芯片方案。

　　PUC3030A目前提供PQFP100和LFBGA81兩種封裝形式。PQFP100的封裝尺寸為23.2mm×17.2mm，LFBGA81的封裝尺寸為9mm×9mm。后者缺少RTC功能，比前者的GPIO少，適合于PCB面積特別小的場合。

　　2 PUC3030A具有競爭力的應(yīng)用領(lǐng)域

　　2.1 便攜式帶U盤功能的MP3播放器

　　由于PUC3030A支持Nand Flash、MMC、SDC、CF卡等多種Flash芯片和Flash卡，并且可以通過GPIO模擬總線方式支持硬盤，因此它最適宜用來開發(fā)便攜式帶U盤功能的MP3播放器。

　　PUC3030A使用ARM核進(jìn)行MP3數(shù)據(jù)的存取和解碼。ARM公司提供了解碼庫，Micronas公司移植到PUC3030A上。操作系統(tǒng)采用Micronas公司專門為便攜式MP3播放器設(shè)計(jì)的實(shí)時操作系統(tǒng)，以庫文件形式提供。因此，用戶只需修改相應(yīng)的鍵盤顯示程序即可完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，大大縮短了用戶的開發(fā)周期，減少人力資源的投入。

　　2.2 支持長時間錄音的數(shù)字錄音筆

　　由于PUC3030A支持多種語音壓縮格式，如果采用PUC3030A作為數(shù)據(jù)編解碼處理器，再利用其內(nèi)置的USB1.1接口作為數(shù)據(jù)傳輸接口，只需外接一片低成本的語音ADC芯片和一片大容量的Flash或MMC卡即可構(gòu)成一個支持長時間錄音的數(shù)字錄音筆。PUC3030A內(nèi)置RTC，可以自動記錄每段錄音的時間信息。

　　2.3 基于USB1.1的便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　由于PUC3030A具有適合于便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的傳輸控制和數(shù)據(jù)處理功能，因此，在采用USB總線供電時，只需外接ADC/DAC和電源管理芯片就可以構(gòu)成完整的USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。而且，由于PUC3030A具有實(shí)時數(shù)據(jù)無損壓縮的能力，在某些應(yīng)用場合，如數(shù)據(jù)量大且數(shù)據(jù)可壓縮比大的音頻和圖像數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，可以在低成本的USB1.1標(biāo)準(zhǔn)下實(shí)現(xiàn)高保真的傳送。

　　2.4 手持式水表抄表系統(tǒng)

　　在PUC3030A推出之前， 由筆者承接開發(fā)的手持式水表抄表系統(tǒng)，采用了Samsung公司的S3B44X0芯片，需要外部擴(kuò)展一片USB接口芯片USBN9603、一片BootRom芯片29C040、一片用于提供程序運(yùn)行空間的外部SDRAM。而改用PUC3030A后， 由于PUC3030A具有上述4種芯片的功能，可以用PUC3030A代替。這樣大大減少了PCB板面積，簡化了布線工作，顯著地提高了系統(tǒng)的可靠性。另外，PUC3030A的系統(tǒng)功耗很低，這個優(yōu)點(diǎn)尤其適宜電池供電的手持式儀器。

　　2.5 稅控收款機(jī)

　　由于PUC3030A具有良好的程序和數(shù)據(jù)加密功能，并具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，可以運(yùn)行數(shù)據(jù)庫。而且，其內(nèi)部的RTC時鐘可以提供每筆收款的時間記錄，2個全功能(含RXD、CTS、DSR、DCD、RTS、DTR、RI、TXD)的UART接口可以方便地與各種條碼閱讀器、磁卡閱讀器、IC卡閱讀器和Modem等設(shè)備連接。

　　2.6 USB條碼閱讀器/磁卡閱讀機(jī)/智能卡讀寫及指紋識別門鎖/考勤機(jī)

　　PUC3030A內(nèi)置USB接口和RTC，并具有良好的程序和數(shù)據(jù)加密功能，且系統(tǒng)功耗低，可以構(gòu)成USB總線供電的單芯片條碼閱讀器/磁卡閱讀機(jī)/智能卡讀寫機(jī)及指紋識別門鎖/考勤機(jī)，不再需要外界電源變壓器和串口線等，易于安裝和使用。內(nèi)部RTC可以提供每條記錄的時間信息。

　　2.7 LED多屏顯示系統(tǒng)

　　LED多屏顯示系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于機(jī)場、車站和碼頭等場合。PUC3030A的高速處理功能和多達(dá)5個高速SPI接口，使得它特別適用于LED多屏顯示系統(tǒng)。傳統(tǒng)的LED顯示屏幕，基本上采用8051 8位處理器外加許多擴(kuò)展芯片構(gòu)成控制系統(tǒng)。下面以最常見的LED顯示屏產(chǎn)品為例，對采用PUC3030A的方案和采用51芯片加擴(kuò)展芯片的方案作一對比，如表1所示。

　　表1 采用PUC3030A的方案與采用51芯片加擴(kuò)展芯片的方案比較

　　除了上述應(yīng)用場合，PUC3030A還可以應(yīng)用于其他許多領(lǐng)域，尤其是需要帶USB接口、Flash、RTC、多同步串口、多異步串口等資源的應(yīng)用場合。