Embed Size (px)
Citation preview
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 2
Úvod
Motorola → Freescale SemiconductorFreescale Semiconductor:
8, 16, 32 bit MCU & MPUDigitálne Signálové Procesoryanalógové, mixed-signal a power-management čipyPlatformy pre mobilné telefóny Senzory (akcelerácia, tlak, dym... )Rádiofrekvenčné čipy a polovodiče (433, 868, 915MHz, ZigBee, DVB)Pamäte (beznapäťové RAM)Vývojové nástroje
ColdFire:32 bit MCU / MPU10 – 600 MIPS$5 – $40
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 3
Agenda
Aplikácie Freescale polovodičov a ColdFireMCU / MPU v praxiVerzie a architektúra ColdFireVývojové nástrojeUkážky praktickej realizácie vybraných
elektronických zariadení s ColdFireDemonštrácia realizácie jednoduchých
projektov s ColdFire
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 4
Aplikácie Freescale polovodičov a ColdFire MCU / MPU v praxi
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 5
BMW X5
Automatická adaptácia automobilu nerovnostiam terénu.Meranie zrýchlenia, rýchlosti, uhlaotočenia…Informácie sú spracovávané MCU / MPU a prostredníctvom zbernice FlexRayTM distribuované k akčným členom ako tlmenie a riadenie.FlexRayTM zbernica je zameranána použitie v automobilovom priemysle a bola vyvinutá firmami: Motorola (Freescale), Philips, BMW a DaimlerChrysler.
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 6
CRESTRON → riadiace systémy pre automatizáciu budovRiadiaci systém CRESTRON je založený na rozhraní ETHERNET CRESTRON využíva aj ColdFireprocesory (podľa www.freescale.com)Na báze riadiaceho systému CRESTRON bol realizovaný prvý inteligentný dom na Slovensku Švajčiarskou spoločnosťou BASYSBASYS sa zaoberá distribúciou špičkovej spotrebnej elektroniky (Loewe, Bose, Pioneer...)PIONEER tiež využíva čipy Freescale
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 7
Ďalší výrobcovia
Whirlpool, ElectroluxUžívateľské rozhranie a sofistikované riadenie pre efektívne využitie vody a energie,8bit MCU MC908AX.
Dolby LaboratoriesSymphony™ DSP & Digital Amplifier .
Magneti MarelliElektronické systémy pre automobilový priemysel(Maserati, F1, Francúzke automobilky...)
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 8
Verzie a architektúry jadier ColdFire®
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 9
V r.1994 bolo jadro ColdFire(V2) pridané k legendárnemu„68K“portfóliu 32bit MPU vyrábanýchMotorolou (20ročná história) Variabilná dĺžka inštrukčného slova: 16/32/48 bitov (lepšie využitie programovejpamäte)Verzie jadier: V1, V2, V3, V4, V5Výkon až do 600MIPS
ColdFire V-CORES
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 10
Freescale Controller Continuum
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 11
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 12
Prehľad výkonov a cien pre CF V1 - V5
V1V2V3V4V5
Clock MIPS Unit Price50 Mhz
159
240 Mhz
266 Mhz
366 Mhz
166 Mhz
211
410
6 ~ 25 USD
15 ~ 25 USD
25 ~ 40 USD
670
47
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 13
Bloková schéma ColdFire V1
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 14
Procesorové jadro ColdFire V1
Inštrukčná sadaZjednodušená verzia jadra ColdFire V2Voliteľné inštrukcie MAC/EMAC (pre dsp) a DIV (delenie)Vylepšené zaobchádzanie s 8 bit a 16 bit operandamiKompatibilita s inštrukciami verzií CF V2 – V4
Vplyv architektúry verzie V2: Dvojúrovňové zreťazenie výberu inštrukcieDvojúrovňové zreťazenie vykonania inštrukcieÚzko späté 32 bitové lokálne pamäte8 bitová zbernica pre S08 periférieRovnaký programovací model ako pri V2 – V4 jadráchPlnohodnotne podporuje ColdFire kompilátor
Interfejs pre ladenie:Kompatibilný s jedno-pinovým BDM S08 interfejsom
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 15
Kompatibilita jadier S08 & ColdFire V1v produktovej rade Flexis
GPIO
USB
Flash
RAM
ADC
SCI
32 bitCORE
8 bit
CORE
8 bit ? 32 bit
CAN LCD
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 16
Col
dFire
V2
MC
F522
35B
loko
vásc
hém
a
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 17
Procesorové jadro ColdFire V2RISC s premennou dĺžkou inšt. slovaDve nezávislé zreťazenia:
Dvojúrovňové zreťazenie výberu inštrukcie (IFP)Dvojúrovňové zreťazenie vykonania inštrukcie (OEP)Oba zreťazenia sú oddelené pomocou FIFO inštrukčnej medzipamäte (InstrBuffer)
16 užívateľských 32 bitových registrov pre všeob. použitie4GB voľne adresovateľného priestoruZvýšenie rýchlosti výkonu programu pri zmene toku programu vďaka vylepšenému mechanizmu akcelerácie pri vetvení programuEnhanced multiply-accumulate EMACPodpora ladenia cez BDM, JTAG
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 18
HW akcelerátory procesoru MCF52235
Enhanced Multiply-Accumulate Unit (EMAC)Násobenie celých čisel s a bez znamienka (signed & unsigned)Podporuje aj zlomkový formátNásobenie 32 x 32 bitov48 bitový výstupný register pre uchovanie 40 bitového súčinu s 8 bitovým rozšírením pre zvýšenie dynamického rozsahu pri DSP algoritmoch
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 19
HW akcelerátory procesoru MCF52235
Cryptographic Acceleration UnitBlokové šifry DES, 3DES, AESHešovacie funkcie MD5, SHA-1
Random Number Generator Accelerator (RNGA)
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 20
Clock Module procesoru MCF52235
Popis základných funkciíGenerovanie taktu pre CPU a periférieObvody pre pripojenie kryštáluMožnosť pripojenia externého zdroju taktovacej frekvenciePodporuje kryštály do 25MHz a taktovaciu frekvenciu jadra do 60MHzNásobenie frekvencie realizované pomocou PLL (v rozsahu 4x –18x)Delička frekvencie Reduced frequency divider (RFD)
Distribúcia hodín v rôznych režimoch spánku:Run → hodiny pre jadro aj pre periférieWait → hodiny iba pre periférieDoze → hodiny iba pre periférieStop → hodiny sú vypnuté aj pre jadro aj pre periférieHalted → zastavenie jadra
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 21
Periférie procesoru MCF52235GPIO → General Purpose I/O ModuleEPORT → Edge Port ModuleFEC → Fast Ethernet ControllerEPHY → Ethernet Physical TransceiverPIT → Programable Interrupt Timer ModulesGTP → General Purpose Timer ModuleDTIM → DMA TimersQSPI → Queued Serial Peripherial InterfaceUART → Universal Asynchronous Receiver / TransmittersI2C → I2C interfaceADC → Analog-to-Digital ConverterPWM → Pulse-Width Modulation ModuleFlexCAN → Controller Area NetworkDMA → Direct Memory Access controller module
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 22
Procesorové jadro ColdFire V3
Oproti verzii V2 pridáva:Predikciu vetvenia (Branch prediction)Možnosť pracovať na vyšších frekvenciách300% výkonu V2Vysoký stupeň DPS funkcionality vďaka eMACTakisto dostupný akcelerátor pre kryptografiuVysoký matematický výkon pre DSP
Nasadenie V3 v praxi:High – End ovládacie panelySet-top boxyRoutreDigital Video rekordéryTlačiarne
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 23
Bloková schéma MCF532x
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 24
Procesorové jadro ColdFire V4Vlastnosti:
Harwardská organizácia pamäteČiastočne superskalárnyFloating Point Unit (FPU) – koprocesor pre výpočty s plávajúcou desatinnou čiarkouMemory Management Unit (MMU)Vysoký stupeň DPS funkcionality vďaka eMACDostupný akcelerátor pre kryptografiuVysoký matematický výkon pre DSP1,4 MIPS / 1 MHz
Nasadenie V4 v praxi:Priemyslená automatizáciaSet-top boxyDigital Video rekordéryInternet TVHome media Gateway
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 25
Bloková schéma MCF547x
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 26
Vývojové nástroje pre ColdFire
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 27
CodeWarrior
CodeWarrior for Microcontrollers V6.0:8 bit: RS08, S08, HC08, HCS08, 16 bit: S12, HC16, 32 bit: ColdFire V1.
CodeWarrior for ColdFire V6.4:ColdFire V2, V3, V4e,V decembri 2007 bude k dispozícii verzia 7.
Črty prostredia budú ukázané pri praktickej demonštrácií
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 28
Ukážky praktickej realizácie vybraných elektronických
zariadení s ColdFire
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 29
MCF5249 – Audio Media Player
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 30
MCF532x – Point-of-Sale (POS) Terminal
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 31
MCF547x - Home Entertainment Gateway
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 32
Demonštrácia realizácie jednoduchých projektov s
ColdFire V2
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 33
DOSKA M52233DEMO
Backgroung Debug ModuleRS232Ethernet2x tlačidloReset tlačidloAkcelometer4x LEDOdporový trimerRozširovací konektor
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 34
Kde získať ďalšie informácie?
www.freescale.comwww.kemt.fei.tuke.sk
21.11.2007 TUKE FEI KEMT 2007 35
Ďakujem za pozornosť
Otázky?
