第六讲 SEP4020与SEP0611嵌入式微处理器

第六讲SEP4020和SPE0611

嵌入式微处理器凌明Garfield嵌入式微处理器RoadMap处理器CPU工艺主频主要应用当前状态GarfieldIVSEP3203ARM7TDMITSMC0.25umCMOS75MHz手持设备嵌入式工控2005年Q2实现量产GarfieldIV＋SEP4020ASIXCore(ARM720T兼容）SMIC0.18umCMOS88MHZ嵌入式工控交互式终端2008年Q2量产SEP0611UniCore2TSMC65nm800MHZPMPPND低端PAD2011年Q4量产SEP4020的设计目标面向以EPOS为代表的交互式终端类应用（查询终端，自助服务终端，自助缴费终端等），兼顾工业控制类应用和低成本手持设备应用。内嵌100MHzARM720T兼容内核（MMU＋8KCache），支持Linux和WindowsCE操作系统，提供强大32位处理能力内嵌10M/100M以太网MAC,支持设备与网络的互连10通道定时器（支持脉冲捕获与TimeMatchOut），4通道PWM（支持高速IO模式）支持工控类类应用全功能LCD控制器，支持黑白，灰度，TFT真彩LCD，适应设备对显示能力的不断提升多达4个UART串行口支持外接其他设备USBDevice与SD卡支持可插拔存储设备多大97个可服用GPIO，支持设备对IO口的需求4模式低功耗设计，所有外围模块可单独关闭时钟源以适应电池供电的设备SEP4020处理器CacheNandFlashSRAMROMFlashSDRAMESRAMAHBBUSBridge&DMAB&WGrayScaleTFTColorLCDC10M/100MMACAPB

BUSRTCGPT*10MPLLUPLLMMUARM7TDMIPWM*4INTCPMUSMC*2SPIUART*4USBSDIISGPIO5系统总线简介系统芯片中各个模块之间需要有接口来连接总线作为子系统之间共享的通信链路优点低成本方便易用缺点会造成性能瓶颈6AMBA介绍AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture片上总线的标准定义了三种总线AHB(AdvancedHigh-performanceBus)ASB(AdvancedSystemBus)APB(AdvancedPeripheralBus)7AMBA发展历史AMBA1.0ASB和APBAMBA2.0AHB,ASB和APBAMBA3.0AMBAAdvancedeXtensibleInterface(AXI)8一个典型的AMBA系统处理器和其它主设备/从设备都是可以替换的9AHB高速总线，高性能流水线操作可支持多个总线主设备（最多16个）支持burst传输总线带宽：8、16、32、64、128bits上升沿触发操作对于一个新设计建议使用AHB

10APB低速总线、低功耗接口简单在Bridge中锁存地址信号和控制信号适用于多种外设上升沿触发11AHB组成部分AHB主设备（master）初始化一次读/写操作某一时刻只允许一个主设备使用总线uP、DMA、DSP、LCDC…AHB从设备（slave）响应一次读/写操作通过地址映射来选择使用哪一个从设备外部存储器控制器EMI、APBbridge、UART、…AHB仲裁器（arbiter）允许某一个主设备控制总线在AMBA协议中没有定义仲裁算法AHB译码器（decoder）通过地址译码来决定选择哪一个从设备12APB组成部分AHB2APBBridge可以锁存所有的地址、数据和控制信号进行二级译码来产生APB从设备选择信号APB总线上的所有其他模块都是APB从设备不是流水线方式接口是零功耗13AHB总线互连14AHB传输发起一个请求给仲裁器驱动地址和控制信号允许某个主设备控制总线仅选中的从设备响应地址/控制信号拉高HREADY信号，总线传输完成SEP4020处理器的版图SMIC0.18um1P6MCMOS工艺*SEP4020处理器中没有内嵌ADARM720T32KRAM32KRAMPLLSEP4020处理器的主要特性8/16位SRAM/NORFALSH接口，16位SDRAM接口硬件NANDFLASH控制器，支持NANDFLASH自启动10M/100M自适应以太网MAC，支持RMII接口64KByte高速片上SRAMUSB1.1Device，全速11Mbps支持I2S音频接口支持MMC/SD卡LCD控制器，支持TFT彩屏和STN黑白、灰度屏RTC，支持日历功能/WatchDog，支持后备电源10通道TIMER，支持捕获、外部时钟驱动和MATCHOUT4通道PWM，支持高速GPIO4通道UART，均支持红外2通道SSI，支持SPI和Microwire协议2通道SmartCard接口，兼容ISO7816协议支持最多97个GPIO，14个外部中断支持外部DMA传输片上DPLL，支持多种功耗模式，IDLE、SLOW、NORMAL、SLEEP封装：LQFP176主频：90MHz供电电压：内核1.6V~2V；IO2.7V~3.6V工作温度：－40～＋85摄氏度SEP4020处理器－EMI片选CSACSBCSCCSDCSECSF8位SRAM接口NYYYYY16位SRAM接口YYYYYYSRAM时序可配YYYYYYSRAM空间16M16M16M16M16M16M支持启动YNNNNN16位SDRAM接口NNNNYYSDRAM时序可配NANANANAYYSDRAM空间NANANANA64M64M基址可配YYYYYY可复用位IOYYYYYYEMI还支持NANDFLASH，并支持从NandFlash启动SEP4020内嵌高达64KByte的片上存储器，对于简单应用系统，甚至可以不用外接其他RAMSEP4020处理器－Timer&PWM定时器Timer1Timer2Timer3Timer4Timer5Timer6timer7Timer8Timer9timer10位数32323232323216161616重启计数YYYYYYYYYY自由计数YYYYYYYYYY单次计数YYYYYYYYYY捕获计数NANAYYYYNANANANAMatchOutYYNNNNNNNNPWMPWM1PWM2PWM3PWM4位数16161616PWM模式YYYY高速IO模式YYYY定时器模式YYYYSEP4020处理器－UART串口UART0UART1UART2UART3发送FIFO16Byte16Byte16Byte16Byte接收FIFO16Byte16Byte16Byte16Byte接收超时中断YYYY硬件流控NNY*N波特率300－115200300－115200300－115200300－115200支持红外YYYY5-8位字符操作可配置的奇偶校验(偶校验，奇校验，不用奇偶校验，或固定校验位)可配置的停止位（1，1.5，2位）

*UART2流控需复用UART3的两个管脚SEP4020处理器与其他国外处理器的比较SEP4020SAMSUNGS3C44B0XSAMSUNGS3C2410NXPLPC2132NXPLPC2220CPUARM720TARM7TDMIARM920TARM7TDMIARM7TDMIMHZ90662666060ESRAM64K+8KCache8Kcache16KDCache+16KICache16K64KNandYesBootNoneYesBootNoneNoneExt.RAMSDRAMSDRAMSDRAMSRAMSRAMLCDCYes(FullFunc)YesYesNoneNoneADNoneYesYesYesYesUSB1.1DevNONE2.0Host＋DevNoneNoneSMC2NoneNoneNoneNoneAudioIISIISIISNoneNoneMMC/SDYesNoneYesN/AN/AMAC10M/100MRMIINoneNoneNoneNoneUART42322GPIO97PackageLQFP176LQFP160BGA272LQFP64LQFP144MainAppIndustryPOS(Interactive)GeneralPurposeHandHeldGeneralPurposeHandHeldIndustryIndustrySEP4020处理器的LQFP176封装SEP4020的软件资源与文档芯片用户手册v1.7.1芯片DataSheetv1.1芯片硬件设计指南v1.4Sample代码及Sample代码用户手册v1.1LinuxSDK3.0用户手册LinuxSDK3.0开发手册NuclursSDK1.0用户手册NuclursSDK1.0开发手册EPOS开发平台及手册工控平台及手册UB4020EVB用户手册UB4020MB用户手册工控开发板用户手册开发板基础软件包应用参考设计样例代码芯片文档SEP4020LinuxSDK3.2说明(Linux2.6.16)UBootLinux2.6.16内核YaffFileSystemCramFileSystemTCP/IPMINIGUIQTEthernetDriverNorFlashDriverNandFlashDriverUARTDriverLCDDriverTouchDriverKeyDriverTimer/PWMDriverRTCDriverUSBHostDriver热敏打印Driver针式打印DriverSDDriverPSAMDriverIISDriverMP3/MPEGDecoderSNMPBOAWebserverSQLLiteDataBase媒体播放器DemoAppUSBDeviceDriver磁条卡DriverCDMA/GPRSDriverEMV2000卡DriverWebBrowserWIFIDriver开发板与评估系统UB4020EVBv1.5SEP4020处理器8MBSDRAM2MBNorFlashBus6*6KB电池电量检测外部中断128×64LCD1UARTUSBDev/Host电源系统（电池＋外部供电）PWM蜂鸣器LEDGPIO1UARTModem2×IC卡EPOS硬件方案CDMA/GPRS磁卡刷卡器针打/热敏打印FSK320×240TFTLCD32MBNandFlashRF卡以太网/PPPOE基于4020的黑白屏EPOS参考设计SEP4020128×64LCD8MSDRAM2MNorIC卡PSAM卡磁条卡RF卡键盘FSK连接银联MODEM热敏打印针式打印512MNand基于4020的彩色屏EPOS参考设计SEP4020320×240TFTLCD32MSDRAM2MNorIC卡PSAM卡磁条卡RF卡键盘以太网CDMA热敏打印针式打印512MNandGPRSPPPOEUSBHOSTSD卡IIS音频基于4020的彩色屏EPOS设计平台高端处理器--------SEP0611 SEP0611主要特点UniCore2内核，800MHZ主频，含浮点运算单元，16K指令+16K数据Cache，可满足高性能计算需求；支持DDR2/DD23/MDDR，支持SDIO接口，支持SLC/MLCNandFlash，全面满足各类此成本存储方案需求；多媒体全双工编价码引擎支持多种格式，包括MPEG4/H.264/AVS/Real/VC-1;高精度、高灵敏度的12通道GPS定位引擎，可满足各类定位导航应用需求；TSMC65nmCMOS工艺，LFBGA封装，使芯片具有小尺寸，低功耗的特点；SEP0611A总体架构BUS2-AHB32DOWNSIZERLCDCVPUBUS4-APB32BUS5-APB32BUS1-AHB64DMAC2UPSIZERBUS6-AHB32DMAC3GPSACOREESRAMTIMERPWMRTCVICUARTSPII2CPMUI2SARM11NOR/SRAMNANDUSBOTGHDMILCDCI2SAUDIOCODECPHYPHYGPIOTSIDOWNSIZERBUS3-AHB32DMAC1DDR2GPSSTATUSPHYSDIOESRAM(remap)ADCESRAM(remap)UniCoreSEP6200CORE单独硬化模块性能测试报告-CPU前仿情况汇总Unicore32MMUCache8StagePipelineICache16KB4wayDCache16KB4wayWBL1IMMUL1DMMUL2IMMULDRSTRUNITB