Jste zde

MiniARM - Modul s ARM7

Redakce HW serveru, 30. Listopad 2004 - 0:00

MiniARM je malý embedded modul s vývody v pouzdře DIL založený na mikroprocesoru LPC2106 obsahující

kromě jádra ARM7 i 120kB paměti Flash, 64kB RAM, dva UARTy a 32 I/O linek, které lze programovat přes vyvedené

rozhraní ISP a ladit prostřednictví JTAG.

ARM je jednou z nejrozšířenějších architektur 16- a 32bitových procesorů a v současné době jsou stále více k vidění i v podobě mikrokontrolérů. Tedy v té, jakou běžně nazýváme jednočipovým mikroprocesorem. První mikroprocesor s architekturou ARM byl navržen firmou Acorn (odtud ARM - Acorn RISC Machine - později přejmenován na Advanced RISC Machine) již v roce 1984.

MiniARM

MiniARM je jednoduchý modul určený pro vložený do standardní patice DIL 40, navržený s ohledem na snadné použití a výuku práce s mikroprocesory ARM. Je založen na mikrokontroléru LPC2106 od firmy Philips. Pochází z rodiny obvodů řady LPC2xxx, která v jednom pouzdře integruje jádro ARM7TDMI a vedle paměti FLASH a SRAM i celou řadu periférií včetně ladícího rozhraní JTAG.

Základní vlastnosti modulu MiniARM:

  • modul založený na CPU LPC2106;
  • rozměry odpovídající pouzdru DIL 40;
  • standardní napájení 5 V/100 mA;
  • krystalový oscilátor 7.3728 MHz;
  • LDO 3,3 V pro napájení IO;
  • LDO 1,8 V pro napájení jádra LPC2106;
  • obvody pro generování signálu RESET;
  • ošetřeny piny RTCK, DBGSEL, PO14;
  • 14pinový konektor JTAG.

Modul obsahuje kromě mikrokontroleru LPC2106 i LDO stabilizátory 1.8V a 3.3V nutné pro činnost obvodu, krystal, obvody resetu a prostor pro osazení standardního 14pinového JTAG konektoru.

Hodnota krystalu byla záměrně zvolena na 7.3728MHz pro snadné odvození standardních přenosových rychlostí integrovaných UARTů. Vlastní mikrokontroler obsahuje PLL, a tak je možné s tímto krystalem po vynásobení 8 provozovat jádro na hodinové frekvenci 58.9824 MHz.

Rozložení pinů zhruba odpovídá standardní x51 v pouzdru DIL40, takže je v některých aplikacích možná přímá náhrada obstarožní osmibitové x51 za moderní 32b ARM. Samozřejmně po přepracování FW a úpravě obvodů resetu, který je generován v opačné úrovni.

Zapojení pinů modulu miniARM 

Alternativní funkce
GPIO
Pin
   
 
Pin
GPIO
Alternativní funkce
TxD0/PWM1
P0.0
1

40
VCC
5V
RxD0/PWM3
P0.1
2
39
P0.31
EXTIN0/*
SCL/CAP0.0
P0.2
3
38
P0.30
TRACEPKT3/*
SDA/MAT0.0
P0.3
4
37
P0.29
TRACEPKT2/*
SCK/CAP0.1
P0.4
5
36
P0.28
TRACEPKT1/*
MISO/MAT0.1
P0.5
6
35
P0.27
TRACEPKT0/*
MOSI/CAP0.2
P0.6
7
34
P0.26
TRACESYNC
SSEL/PWM
P0.7
8
33
P0.25
PIPESTAT2
 
/RST
9
32
P0.24
PIPESTAT1
TxD1/PWM4
P0.8
10
31
NC
 
RxD1/PWM6
P0.9
11
30
RTCK
 
RTS1/CAP1.0
P0.10
12
29
DBGSEL
 
CTS1/CAP1.1
P0.11
13
28
P0.23
PIPESTAT0
DSR1/MAT1.1
P0.12
14
27
P0.22

 TRACECLK
DTR1/MAT1.1
P0.13
15
26
P0.21
PWM5/TDO
DCD1/EINT1
P0.14
16
25
P0.20
MAT1.3/TDI
RI1/EINT2
P0.15
17
24
P0.19
MAT1.2/TCK
 
NC
18
23
P0.18
CAP1.3/TMS
 
NC
19
22
P0.17
CAP1.2/TRST
 
GND
20
21
P0.16
EINT0/MAT0.2

 

Zapojení pinú JTAG konektoru J2

Pin
Funkce
LPC2106
1 VSUP - 3V3 VCC
2 GND GND
3 nTRST PO17
4 GND GND
5  TDI PO20
6  GND GND
7  TMS PO18
8  GND GND
9  TCK PO19
10  GND GND
11  TDO PO21
12  /RST RST
13  VSUP - 3V3 VCC3
14  GND GND

Základní vlastnosti LPC2106:

  • 16/32bitový procesor s jádrem ARM 7 TDMI;
  • 64 kB SRAM;
  • 128 kB programové paměti FLASH – 128bitové rozhraní s vysokou rychlostí až 60 MHz;
  • podpora ISP (In-System Programming) a IAP (In-Application Programming) s rychlostí programování FLASH až 512 bitů za 1 ms;
  • řadič přerušení s programovatelnou prioritou a adresou;
  • dva 32bitové časovače;
  • jednotka PWM se šesti výstupy;
  • obvody hodin reálného času a watchdogu;
  • řada sériových rozhraní včetně dvojice UARTů (16C550), rychlé I2C (400 kbits/s) a SPI;
  • až 32 I/O linek s podporou 5V logiky v pouzdře LQFP48;
  • maximální kmitočet CPU 60 MHz dosažitelný pomocí programovatelného fázového závěsu;
  • krystalový oscilátor s provozním rozsahem 1 – 30 MHz;
  • dva nízkopříkonové napájecí režimy IDLE a Power-Down;
  • procesor lze z režimu Power-Down vyvolat externím přerušením;
  • individuální ovládání periferních funkcí pro optimalizací napájení;
  • Dvojité napájení:
    • 1.65 V - 1.95 V (1.8 V +-8.3pct) pro CPU.
    • 3.0 V - 3.6 V (3.3 V +-10pct) pro I/O linky s tolerancí 5 V logiky.

Doprovodné CD

K modulu miniARM je dodáváno i doprovodné CD se základními vývojovými nástroji, katalogovými listy, aplikačními poznámkami a příklady. Vývojové nástroje jsou kromě klasického GNU GCC zastoupeny i omezenými verzemi komerčních produktů, která však u některých SW ani příliš neobtěžují - například obě verze Keila mají omezen simulátor na 16kB kódu, ale projekty je možné vytvářet bez omezení (dáno použitým kompilátorem GCC).  

  • CrossWorks for ARM
  • Embest IDE for ARM
  • Keil uVision2
  • Keil uVision3 
  • HiTech ARM
  • IAR ARM WorkBench
  • Eclipse 30
  • GCC VIDE
  • MacRaigor GNUtools
  • Philips ISP FLASH Utility

Příklady

Modul je dodáván již s nahraným demonstračním příkladem. Po vybalení stačí přiložit napájecí napětí, připojit 1-8 LED diod s omezovacími odpory a modul okamžitě obživne. Na CD je samozřejmě kompletní projekt s tímto příkladem ve zdrojovém i zkompilovaném tvaru. Kromě tohoto příkladu obsahuje CD i další demonstrace - LCD znakový displej, LCD grafický displej, RS232 komunikace, atd.

Závěr

Modul miniARM lze použít nejen jako jádro Vašich aplikací založených na architektuře ARM, ale rovněž ve spojení s vývojovou deskou miniARM DB pro výuku práce s mikrokontroléry ARM.
 

Milan Kostomlatský
info@ mcu.cz

DOWNLOAD & Odkazy

Hodnocení článku: