了解如何在MCU的內(nèi)部總線(xiàn)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用效率

(瑞薩提供)在圖2中有一次發(fā)生的6個(gè)分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸操作：

•CPU獲取指令

•USB數(shù)據(jù)傳送到CPU

•以太網(wǎng)數(shù)據(jù)移出的SRAM

•RGB數(shù)據(jù)被移出外部的SDRAM向LCD

•ADC值加載到SRAM

•定時(shí)器數(shù)據(jù)寫(xiě)入DAC輸出

獨(dú)立的外設(shè)總線(xiàn)的可用性可以在多個(gè)活動(dòng)同時(shí)發(fā)生提供顯著的效率提升。在具有較少的同時(shí)外周要求的系統(tǒng)的一個(gè)或兩個(gè)外圍總線(xiàn)可能是足夠的。

雙CPU核心架構(gòu)

MCU可提供雙CPU內(nèi)核，像愛(ài)特梅爾SAM4C8CA，也有需要高性能總線(xiàn)接口，也許比單核的MCU甚至更多，因?yàn)橐栽试S每個(gè)CPU訪(fǎng)問(wèn)關(guān)鍵資源平行是很重要的，使得整體系統(tǒng)性能不會(huì)受到影響。在許多實(shí)現(xiàn)一個(gè)CPU具有更高的處理能力，而其他有更少的能力。這是在需要較低能的系統(tǒng)控制器和性能更高的應(yīng)用處理器設(shè)計(jì)是有用的。正如圖3所示，愛(ài)特梅爾SAM4C8C具有一個(gè)CPU與浮點(diǎn)能力而另一個(gè)具有固定點(diǎn)的CPU。 SAM4C8C具有512 KB的閃存和128 + 16 + 8 KB的SRAM。處理任務(wù)被分配到適當(dāng)?shù)腃PU，以提高效率。兩個(gè)高速AHB多層總線(xiàn)矩陣互連用于支持處理重疊的最大量。獨(dú)立的DMA控制器，中斷控制器，支持無(wú)需CPU干預(yù)高效的數(shù)據(jù)傳輸。一個(gè)簡(jiǎn)單的異步AHB至AHB橋用于處理CPU的尋址空間之間的同步和數(shù)據(jù)傳輸，即使在DMA

控制。

圖3：愛(ài)特梅爾雙CPU內(nèi)核SAM4C8CA總線(xiàn)接口架構(gòu)。 (愛(ài)特梅爾提供)

低功耗，高效的數(shù)據(jù)傳輸

你可能會(huì)認(rèn)為這樣的多總線(xiàn)架構(gòu)是針對(duì)最高性能的系統(tǒng)，但即使是低功耗應(yīng)用可以利用高效的校車(chē)架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。供應(yīng)商的MSP430 MCU系列的德州儀器MSP430F5507IRGZR，集成了USB，LCD控制，以及高性能模擬所有小尺寸應(yīng)用在單一芯片上。外設(shè)有幾種方法用于操作自主，并且這可以幫助降低操作功率當(dāng)CPU置于低功率模式，如圖4。

圖4：使用自主外設(shè)TI MSP430系列低功耗運(yùn)行。 (TI提供)通過(guò)使用外圍總線(xiàn)，即使在低功率的操作是可能的采樣來(lái)自ADC數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)器，輸出的PWM信號(hào)，更新LCD顯示器，以及發(fā)送/接收串行數(shù)據(jù)通信保持活躍所有在CPU處于低功耗待機(jī)狀態(tài)。需要注意的是快速喚醒時(shí)間使得可以外設(shè)請(qǐng)求需要時(shí)迅速作出反應(yīng)，不燃燒一顯著量的功率而醒來(lái)。甚至短的CPU的操作可以高效具有這樣的能力。

總結(jié)

獲得最大的表現(xiàn)出一個(gè)復(fù)雜的MCU需要顯著量在需要時(shí)，向和從CPU外設(shè)和存儲(chǔ)器和，之間的重疊總線(xiàn)活動(dòng)的。通常情況下，最有效的實(shí)現(xiàn)將有多個(gè)傳輸同時(shí)不參與任何CPU的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的。了解MCU的總線(xiàn)接口架構(gòu)的能力和限制是實(shí)現(xiàn)效率的一種高層次的關(guān)鍵。