ARM芯片选择的一般原则

本帖最后由 dianzijie5 于 2011-9-5 11:51 编辑

ARM芯片选择的一般原则：从应用的角度,对在选择ARM芯片时所应考虑的主要困素做一详细的说明。1. ARM芯核
如果希望使用WinCE或Linux等操作系统以减少软件开发时间,就需要选择ARM720T以上带有MMU（memory management unit）功能的ARM芯片,ARM720T、Stron-gARM、ARM920T、ARM922T、ARM946T都带有MMU功能。而ARM7TDMI没有MMU,不支持Windows CE和大部分的Linux,但目前有uCLinux等少数几种Linux不需要MMU的支持。
系统时钟控制器:系统时钟决定了ARM芯片的处理速度。ARM7的处理速度为0.9MIPS/MHz,常见的ARM7芯片系统主时钟为20MHz-133MHz,ARM9的处理速度为1.1MIPS/MHz,常见的ARM9的系统主时钟为100MHz-233MHz,ARM10最高可以达到700MHz。不同芯片对时钟的处理不同,有的芯片只有一个主时钟频率,这样的芯片可能不能同时顾及UART和音频时钟准确性,如Cirrus Logic的EP7312等;有的芯片内部时钟控制器可以分别为CPU核和USB、UART、DSP、音频等功能部件提供同频率的时钟,如PHILIPS公司SAA7750等芯片。
内部存储器容量:在不需要大容量存储器时,可以考虑选用有内置存储器的ARM芯片。
USB接口:许多ARM芯片内置有USB控制器,有些芯片甚至同时有USB Host和USB Slave控制器。
USB接口:许多ARM芯片内置有USB控制器,有些芯片甚至同时有USB Host和USB Slave控制器。
GPIO数量:在某些芯片供应商提供的说明书中,往往申明的是最大可能的GPIO数量,但是有许多引脚是和地址线、数据线、串口线等引脚复用的。这样在系统设计时需要计算实际可以使用的GPIO数量。
中断控制器:ARM内核只提供快速中断（FIQ）和标准中断（IRQ）两个中断向量。但各个半导体厂家在设计芯片时加入了自己同的中断控制器,以便支持诸如串行口、外部中断、时钟断等硬件中断。外部中断控制是选择芯片必须考虑的重要因素,合理的外部中断设计可以很大程度的减少任务调度工作量。例如PHILIPS公司的SAA7750,所有GPIO都可以设置成FIQ或IRQ,并且可以选择升沿、下降沿、高电平、低电平四种中断方式。这使得红外线遥控接收、指轮盘和键盘等任务都可以作为背景程序运行。而Cirrus Logic公司的EP7312芯片,只有4个外部中断源,并且 每个中断源都只能是低电平或才高电平中断,样在用于接收红外线信号的场合时,就必须用查询方式,会浪费大量CPU时间。
IIS（Integrate Interface of Sound）接口:即集成音频接口。如果设计者频应用产品,IIS总线接口是必需的。
nWAIT信号:外部总线速度控制信号。不是每个ARM芯片都提供这个信号引脚,利用这个信号与廉价的GAL芯片就可以实现与符合PCMCIA标准的WLAN卡和Bluetooth卡的接口,而不需要外加高成本的PCMCIA专用控制芯片。另外,当需要扩展外部DSP协处理器时,此信号也是必需的。
RTC（Real time Clock):很多ARM芯片都提供实时时钟功能,但方式不同。如Cirrus Logic公司的EP7312的RTC只是一个32位计数器,需要通过软件计算出年月日时分秒;而SAA7750和S3C2410等芯片的RTC直接提供年月日时分秒格式。
LCD控制器:有些ARM芯片内置LCD控制器,有的甚至内置64K彩色TFT LCD控制器。在设计PDA和手持式显示记录设备时,选用内置LCD控制器的ARM芯片如S1C2410较为适宜。
PWM输出:有些ARM芯片有2～8路PWM输出,可以用于电机控制或语音输出等场合。
ADC和DAC:有些ARM芯片内置2～8通道8～12位通用ADC,可以用于电池检测、触摸屏和温度监测等。PHILIPS的SAA7750更是内置了一个16位立体声音频ADC和DAC,并且带耳机驱动。
扩展总线:大部分ARM芯片具有外部SDRAM和SRAM扩展接口,不同的ARM芯片可以扩展的芯片数量即片选线数量不同,外部数据总线有8位、16位或32位。某些特殊应用ARM芯片如德国Micronas的PUC3030A没有外部扩展功能。
UART和IrDA:几乎所有的ARM芯片都具有1～2个UART接口,可以用于和PC机通讯或用Angel进行调试。一般的ARM芯片通讯波特率为115,200bps,少数专为蓝牙技术应用设计的ARM芯片的UART通讯波特率可以达到920Kbps,如Linkup公司L7205。
内置FPGA:有些ARM芯片内置有FPGA,适合于通讯等领域。
时钟计数器和看门狗:一般ARM芯片都具有2～4个16位或32位时钟计数器和一个看门狗计数器。
电源管理功能：ARM芯片的耗电量与工作频率成正比,一般ARM芯片都有低功耗模式、睡眠模式和关闭模式。
DMA控制器:有些ARM芯片内部集成有DMA（Direct Memory Access）,可以和硬盘等外部设备高速交换数据,同时减少数据交换时对CPU资源的占用。
另外,还可以选择的内部功能部件有：HDLC,SDLC,CD-ROM Decoder,Ethernet MAC,VGA controller,DC-DC。可以选择的内置接口有：IIC,SPDIF,CAN,SPI,PCI,PCMCIA。
最后需说明的是封装问题。ARM芯片现在主要的封装有QFP、TQFP、PQFP、LQFP、BGA、LBGA等形式,BGA封装具有芯片面积小的特点,可以减少PCB板的面积,但是需要专用的焊接设备,无法手工焊接。另外一般BGA封装的ARM芯片无法用双面板完成PCB布线,需要多层PCB板布线。