清华大学Motorola单片机应用开发中心 邵贝贝
“8位单片机对我的应用来说足够好了。”另一个声音是:“有更好的32位机,又不贵,为什么不用呢?”观念正在变化,市场需求在发展。冰箱用上了DSP,汽车电子全面走向32位,通信相关产品本来就是32位处理器的天下。国内单片机应用的开发大军已经开始把目光投向32位嵌入式产品的开发。
32位嵌入式处理器一般都可以通过JTAG接口调试,不需要使用仿真器,几乎不需要什么开发环境方面的硬件投入。而软件的开发则应以C语言为主。如果能配上嵌入式实时操作系统(RTOS),则如虎添翼。根据不同的应用,RTOS的价格可以从50美元到3万美元不等。
目前,ARM系列32位处理器在低功耗移动通信设备方面占有绝对优势。Power PC为核心的单片机则用在非便携的通信设备上。Motorola传统的M683××系列以及RISC级CPU ColdFire主要用在工控与汽车电子方面。NEC、HITACHI、EPSON也有各自的32位处理器产品。值得注意的是,系统芯片(SoC)技术使应用系统的开发越来越倾向于以32位CPU为核心,设计一个专用芯片来实现SoC。
M.Core 是Motorola 的一款RISC级低功耗CPU,性能优于ARM7。以M200系列为例,在1.8V 供电,33MHz主频下,可达31.4MIPs,功耗仅13.6mW。M.Core 仅用了8万个晶体管, 0.25mm工艺下面积只有1.1mm2,成本低。M.Core 有较高的码密度和编程效率,应用程序比其他32位CPU少占用约30%存储空间。以M.Core 为CPU的MMC2107单片机集成了8K SRAM,128K FLASH, 8路10位A/D 以及SCI、PWM、定时器等。此外还有2103、2111等产品。
目前流行的诸多32位嵌入式处理器,尚无一款是中国人自己的。可喜的是,苏州成立的“国芯公司”,拟在研究和消化Motorola 的低功耗32位M.Core的基础上,设计有中国人自己知识产权的“中国芯”——C.Core。届时,国人就真的在32位嵌入式应用领域“占有一席之地”了。(中芯微系统公司7月10日已发布了改位Arca嵌入式芯片,见另报道——编者)。
Infineon(澳洲)有限公司 陈骐
在汽车电子控制部分的设计中,无论是从支持新的设计方法和开发工具的角度,还是从微控制器本身的功能出发,都对新一代微控制器提出了挑战。有鉴于此,汽车半导体器件生产厂家之一——亿恒科技(Infineon )已经并计划在今后两年内,陆续推出一系列32位的AUDO微控制器系列,以满足下一代汽车中发动机动力系统、安全系统及车身系统等各种嵌入式控制系统应用的需求,其中第一个成员TC-1775业已问世。
AUDO-TC1775的系统结构如图1所示。它的设计中心是围绕着如何实现汽车中各电子控制系统的高实时性,同时又兼顾到这些系统开发过程中各个环节的特点。其核心部分是Infineon的Tricore内核。系统的应用软件的开发主要是基于它进行的,而驱动器程序的执行是围绕着独立的片内外设控制器(PCP),并由各片内外设来完成与时间有关的任务控制、与外部模拟信号和各种接口相连接等其它任务。
Tricore是业界第一个具有统一的32位MCU-DSP结构的微控制器核心,集合了普通微控制器的高实时性、RISC处理器“装载/存储(load/store)”结构的高性价比以及DSP结构的高数据处理能力为一体。其指令集结构(ISA)支持统一的32位地址空间及多个指令流水线同时运作的超级标量结构,并使它能适用于多种不同应用。这种实施和系统层次上的灵活性,可以让设计者及时地控制系统性能和成本之间的平衡。
AUDO结构上层次分明,这样很容易将它定义在正确的抽象层上,然后可以在不同的领域内(如A/D、热学/机械学等)对嵌入式系统进行各种仿真和性能分析。这支持了新一代系统设计中日益普及的“虚拟样机”的概念。
下面将部分介绍AUDO及Tricore内核的主要功能和特点:
数据类型:汽车应用系统的软件中需支持各种的数据类型,微控制器必须有效地对它们进行管理以减少数据和代码的长度。