Новый двухъядерный микроконтроллер NXP с процессорами Cortex-M4 и M0 устанавливает новый стандарт управления цифровым сигналом

«LPC4000 – это не просто очередное семейство микроконтроллеров на базе процессоров Cortex-M4. Мы представляем многоядерную обработку данных в области микроконтроллеров и обработки цифрового сигнала», – говорит Джоф Лис (Geoff Lees), вице-президент и генеральный директор подразделения микроконтроллеров компании NXP Semiconductors. – «Не менее важны и настраиваемые периферийные устройства, позволяющие пользователям микроконтроллеров LPC4000 сократить потребность во внешних специализированных микросхемах для добавления функционала к своим применениям». 

Преимущества этой уникальной архитектуры семейства микроконтроллеров LPC4000 будут полезны как разработчикам микроконтроллерных приложений, нуждающимся в более эффективных способах обработки алгоритмов, требующих сложных математических вычислений, так и DSP-разработчикам, испытывающим ограничения со стороны  периферийных устройств. Микроконтроллеры LPC4000 также идеальны для разработчиков, желающих перейти с существующих  DSC-процессоров на более производительные. 

Микроконтроллеры семейства NXP LPC4000 включают следующие компоненты: 

• Процессор Cortex-M4. Процессор Cortex-M4 объединяет преимущества микроконтроллера, такие как функция встроенного контроля прерываний, режимы низкого энергопотребления, низкие затраты на устранение неполадок и простота использования, с функциями высокопроизводительной обработки цифрового сигнала, такими как умножение с накоплением (MAC) за один такт, технологии с использованием одиночных потоков команд и множественных потоков данных (SIMD), поддержка арифметики с насыщением и модуль операций с плавающей запятой.
• Оптимизированная архитектура памяти. Микроконтроллеры семейства LPC4000 используют оптимизированную архитектуру флэш-памяти с 256-битным доступом, которая позволяет снизить энергопотребление за счёт минимального числа обращений к памяти и при этом оптимизировать производительность процессора Cortex-M4. Микроконтроллеры LPC4000 имеют двухбанковую архитектуру памяти, предоставляющую разработчикам до 1 МБ флэш-памяти для безопасного перепрограммирования применений и гибкой разбивки памяти. Микроконтроллеры LPC4000 имеют 264 кБ статического ОЗУ, что является максимальным объемом для существующих сегодня микроконтроллеров на базе ядра Cortex-M.
• Сопроцессор Cortex-M0. Сопроцессор Cortex-M0 снимает нагрузку по передаче данных и выполнению задач ввода-вывода с ядра Cortex-M4, высвобождая его пропускную способность. Это позволяет полностью сконцентрировать Cortex-M4 на математических вычислениях для задач управления цифровым сигналом. Асимметричная двухъядерная архитектура обеспечивает разработчикам  возможность снижения энергопотребления, себестоимости и упрощения конфигурации систем за счёт использования одночипового решения,  а также упрощает задачи логического разделения программного обеспечения.
• Уникальная настраиваемая периферия. Для микроконтроллеров LPC4000 доступны уникальные настраиваемые периферийные устройства от компании NXP, такие как подсистема таймеров с настраиваемым состоянием (State Configurable Timer), интерфейс SPI Flash и последовательный интерфейс ввода-вывода общего назначения (Serial GPIO). Подсистема таймеров с настраиваемым состоянием включает массив таймеров и блок контроля состояний, обеспечивающий поддержку сложного функционала, такого как генерирование сигнала широтно-импульсной модуляции (PWM) в зависимости от событий, синхронизация АЦП и контроль запаздывания. Интерфейс SPI Flash обеспечивает возможность прямого высокоскоростного подключения с распределением памяти к устройствам SPI и quad-SPI практически всех производителей. Интерфейс последовательного ввода-вывода общего назначения от компании NXP, впервые воплощенный для микроконтроллеров LPC4000, обеспечивает разработчикам гибкость работы с практически любыми нестандартными последовательными интерфейсами или имитации множественных стандартных последовательных интерфейсов (таких как I²S, TDM для передачи многоканального звукового сигнала, I²C и т.д.). В некоторых микроконтроллерах этого семейства реализована поддержка и других периферийных устройств - два контроллера HS USB, физический уровень HS (HS PHY) на кристалле, контроллер интерфейса 10/100T Ethernet с аппаратным расчётом контрольных сумм для протокола TCP/IP и контроллер для цветных ЖК-дисплеев высокого разрешения.
• Базовые характеристики. Базовые характеристики, реализованные во всех микроконтроллерах семейства LPC4000, включают: ПЗУ объемом 32 кБ для хранения загрузочного кода и встроенных программных драйверов, функцию декодирования AES-128 (для некоторых микроконтроллеров семейства LPC4000 также доступна функция шифрования), восьмиканальный контроллер прямого доступа к памяти общего назначения (GPDMA), два 10-битных АЦП и 10-битный ЦАП со скоростью преобразования данных 400 000 выборок в секунду, интерфейс частотно-импульсной модуляции (PWM) для управления двигателем и интерфейс импульсного датчика положения (Quadrature Encoder), 4 интерфейса UART, 2 интерфейса Fast Mode Plus I²C, интерфейс I²S, 2 интерфейса SSP/SPI, интерфейс для подключения смарт-карт, 4 таймера, контрольный таймер с обращением к памяти путём организации окон, сигнальный таймер, генератор импульсов истинного времени (RTC) со сверхнизким энергопотреблением с 256 байтами резервных регистров с питанием от батареи и до 146 контактов ввода-вывода общего назначения. 

Компания NXP Semiconductors, один из первых партнеров компании ARM, лицензировавших последнее поколение процессоров Cortex-M4, является единственным поставщиком полупроводниковых компонентов, предлагающим полный спектр микроконтроллеров семейств ARM Cortex-M0, Cortex-M3 и Cortex-M4. LPC4000 – это единственное семейство микроконтроллеров на базе ядра Cortex-M4, обеспечивающее совместимость по контактам с контроллерами на базе ядра Cortex-M3, что позволяет разработчикам создавать системы на базе микроконтроллеров (M3) или DSC (M4), не меняя разводки платы.