标签: Cortex-M0

转载自：郑州恒迈–张弓与非网博客 http://www.eefocus.com/HIGHMAXIM/blog/15-05/312818_2d2cf.html          伴随着大众创业万众创新的趋势节奏和创客空间的遍地开花，伴随着智能硬件产品的赤手可热和物联网的应用的不断深入，伴随着终端产品研发周期的拼命压缩和产品的快速量化，也伴随着半导体原厂新品系列的层出不穷和竞争格局的不断加深，要想在众多半导体原厂的产品系列里，能够快速的找到适合自己研发项目的功能需求，而且是要求可靠性和稳定性以及性价比都比较高的集成电路主控产品，对于原本选型就比较头疼和困难的工程师同仁们来说，现在乃至以后所面临的挑战会越来越大，困难也会越来越多，尽管目前我们所能够掌握的信息量越来越多，信息也越来越透明，但如果能从众多的信息里面解脱出来，关注自己所关注的应用领域，从全局来了解和把握行业的应用，对于工作繁忙的我们来说，是需要有一种智慧和一个开放的，乐于分享的心态。绕了很大的一个弯儿回来，我先分享下我对：互联型嵌入式应用ARM选型的一些做法和见解，希望能够和具有同样应用的同仁们一起探讨和交流。         在ARM应用方面我们都熟知的是ST(意法半导体)，当然在互联性应用的ARM方面我们通常都会顺藤摸瓜的选用自己熟知的品牌，我首先看了看STM32F107RB这个型号，基于Cortex-M3核的ARM，带10/100M的以太网MAC，程序加上软件的TCP/IP协议栈，128K的闪存应该够用，但公司要求要有一个备选或者是优化的器件，以面对无端的缺货和价格的问题。以备不时之需，接着我就看看NXP(恩智浦)的LPC1764FBD100，同样是基于Cortex-M3核的ARM，带10/100M的以太网MAC，128K的闪存，而且主频达到100MHz。这下思路好像一下子打开了一样，既然是Cortex-M3核的ARM，这两家半导体厂商会有，那么其他的主控厂商应该也都会有，于是我就找到了ATMEL(爱特梅尔)的ATSAM3X4EA-AU，顺带说一句就连AVR也有带以太网MAC的器件，真是不看不知道。找到了SPANSION(飞索半导体)的MB9BF216SPMC，内存容量竟有512K，在看到TI(德州仪器)的LM3S6911是，有个惊奇的发现，原来这个器件不仅有10/100M的以太网MAC，而且还带了物理层(PHY)，这样的话不仅电路板的面就会缩小，而且可靠性也会比用两个器件要高，也省去了两个器件的匹配麻烦，不巧的很官方网站已经不推荐使用，推荐的器件是Cortex-M4内核的TM4C129X，既然是推荐Cortex-M4内核的ARM，那就顺便看看飞思卡尔(FSL)基于Cortex-M4内核MK60DN256VLL10这个芯片看着看着，突然想想不对啊，想起前段时间在微信上看到的一个段子，一个人原本打算去买辆自行车结果开了一辆高级轿车回来，既然Cortex-M4内核的ARM不靠谱，那么有没有成本比较低的Cortex-M0内核的ARM也带有以太网MAC的呢？         功夫不负有心人，终于看到了WIZNET(微知纳特)的W7500，这个器件足够强悍：是基于Cortex-M0内核的ARM，同样是128K的闪存，不仅具有10/100M以太网MAC，而且带有物理层(PHY)，更是用硬件逻辑门去实现TCP/IP协议栈，也就是说软件的TCP/IP协议栈都不用写，将本来占用ARM存储以及运算资源的以太网通信协议，用一颗片外的芯片独立去实现，不仅节省主控制器的FLASH及RAM的空间，节省了ARM处理TCP/IP通信的中断及线程，而且降低了开发难度，提升了开发效率及系统表现力，虽然省去了通用型微控制器的一些用不到的功能，但是却加固了芯片的网络处理专业能力，简单易用。有的时候就在想，选择大于努力这句话真是经典，既然有这样现成的器件去选择，那我们干嘛要去努力的琢磨原本不大熟悉的TCP/IP通信协议，不仅浪费了时间还有可能增加了产品不稳定因素，这样出力不讨好的做法难道会成为我们整天忙碌加班的原因？干嘛非要等到公司要求我们这样做，我们才去这么做呢，如何才能把被动的工作变换为主动的学习，打开自己的思路，在这终端产品多样化快速更新的时代里，在这乱花渐欲迷人眼的缤纷型号里，在这要求愈来愈严格而又快节奏的工作进程里，在这选择大于努力而我们又不太善于选择，甚至都没有时间去静心想象怎么选择的氛围里，这才应该是我们应该考虑的，我们究竟需要的是什么。         就是因为选择太难，所有我们本应去选择适合我们的！ 附件： 互联型嵌入式应用ARM对比列表

   WIZnet 发布世界上第一款IOP（网络卸载处理器）W7500 芯片，内嵌 ARM Cortex-M0 及 硬件TCP/IP协议栈，目标进军物联网市场。 W7500 及其 测试板 — “WIZWiki-W7500″ 设计用于 ARM mbed平台及 Arduino。 W7500 是一款单芯片的网络卸载处理器（IOP）。它不仅内嵌128KB Flash的ARM Coretex-M0内核，还包含了全硬件TCP/IP协议栈内核。从而，适用于各类嵌入式应用平台。特别是在物联网领域。 其集成了以太网MAC的TCP/IP 协议栈内核，支持TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP 以及 PPPoE协议，久经市场考验，并得到广泛认可。W7500特别适用于应用中需要网络连接的用户。 特点 ARM Cortex-M0 最大时钟频率 48MHz 全硬件TCP/IP核 8个socket 每个socket拥有最大32KBSRAM MII（介质无关接口） 内存 Flash：128KB SRAM：16KB到48KB（如32KB socket 缓存已用，最小可用16KB，如果socket缓存未用，最大可用48KB） 用于Boot程序存储的ROM：6KB 时钟，复位及供给管理 POR（上电复位） 稳压器：3.3V到1.5V 8到24MHz的外部晶体振荡器 内部内部8MHz的阻容振荡器 用于CPU时钟的锁相环 ADC 12bit，8ch，1Msps DMA 6路DMA 控制器 外设: UARTs, SPIs GPIO 53 I/Os (16 IO x 3ea, 5 IO x 1ea) 调试方式 串行调试 (SWD) 定时器/PWM 看门狗*1 (32位减法计数器) 计时器*4 (32位或16位减法计数器) PWM*8 (带有6位可编程预分频器的32计数器/定时器) 更多W7500相关信息请关注： WIZnet中文官方网站：http://www.iwiznet.cn WIZnet微信公众号：iwiznet

 GDB 调试文档                       作者：下家山 前言：···· 1 一：what is GDB·· 1 二：从哪里可以获取···· 1 三：make ready·· 1 四：configure·· 2 五：debug hello example·· 2 六：run gdbserver·· 3 七：run client·· 3 八：碰到的问题···· 4 九：结束语···· 5   前言：      因GDB这部分我做得很不理想(不能debug module，也不能debug kernel)，所以心得和调试经验就比较少。 一：what is GDB      GDB-即GNU-Project-Debugger； 二：从哪里可以获取 我用的是gdb-6.4，官方下载地址：http://ftp.gnu.org/gnu/gdb/ 官方相关文档：http://sourceware.org/gdb/current/onlinedocs/gdb_toc.html 三：make ready      因为我的环境是：      Host:一台装有ubuntu的PC(192.168.110.77)      Target:LYTs3c2410开发板(192.168.110.9)      Host上的目录结构为：           root@pc-ubuntu:/home/cgm/gdb/                 (总目录)                                  gdb-6.4               (即解压后的源码)                                  build/                 (build目录)                                      client/             (gdb-6.4 build相关信息)                                      server/             (gdbserver build相关信息)                                  gdb_client_install/    (gdb-6.4 make install 安放目录)                                  gdb_server_install/  (gdbserver make install 安放目录) 四：configure Configure client root@pc-ubuntu#cd /home/cgm/gdb/build/client   #/home/cgm/gdb/gdb-6.4/configure --target=arm-linux –prefix=/home/cgm/gdb/gdb_client_install/ #make #make install Configure GDBServer #cd /home/cgm/gdb/build/server #CC=arm-linux-gcc /home/cgm/gdb/gdb-6.4/gdbserver/configure –host=arm-linux –prefix =\ Home/cgm/gdb/gdb_server_install/ #make #make install 五：debug hello example      准备hello.c文件      如：      /*Hello.c*/ #include int a=9; int main(void) {        char *hello="hello!\n";        unsigned short i;        for(i=a;i16;i++)        {               printf("%s",hello);        }        return 0; } #arm-linux-gcc –g hello.c –o hello 将会得到名为hello的可执行文件 六：run gdbserver copy gdbserver 和hello到target nfs 目录下 #cp / Home/cgm/gdb/gdb_server_install/bin/gdbserver  home/cgm/Linux/root_nfs/ #cp /home/cgm/gdb/hello/hello  /home/cgm/Linux/root_nfs/ 通过NFS方式加载kernel zImage #ls类容如下： #./gdbserver 192.168.110.77:1234 hello 现象如下： 这样gdbserver就处于listen状态，等待client的链接. 七：run client #cd /home/cgm/gdb/gdb_client_install/bin/ #./arm-linux-gdb /home/cgm/Linux/root_nfs/hello现象如下 #target remote 192.168.110.9:1234 将会看到 在target端则可以看到 接下来就可以在client端输入各种gdb的命令了 如： #list 结果如下： 还有break，info all-registers，info locals，print a(a为变量)等命令。 (gdb)break 11  (即在11行处设置断点，程序运行到此处则停下) (gdb)info all-register (显示左右register值) (gdb)info locals(显示所有局部变量的值) (gdb)print a (a即为hello.c里面的一个全局变量，此命令即显示当前a的值) 八：碰到的问题 问题一： # ./gdbserver 192.168.110.77:2345 hello ./gdbserver: error while loading shared libraries: libthread_db.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory 到相关的toolchain (我用的是arm-3.4.1)里面找到需要的库，考到root_nfs的lib下面即可。 问题二： Run命令不能执行 在host上，run命令不能执行，必须用C。具体原因我还不知道。 九：结束语 调试可加载模块(.ko)还没有实现，哪位实现了，可否与我联系，本人一定请教。        2008-6-13   下家山     写于上海.松江               Email：ximenpiaoxue4016@sina.com           

Recently, I had a task to design a two-channel signal converter from a bipolar input voltage to a bipolar output current. I immediately assumed that this was going to be a pure analogue design, but there was something that niggled at me. One of the explicit requirements was that each channel was to have a bi-colour LED that varied in brightness proportional to the input signal, and that changed between green and red to indicate when the signal was positive or negative, respectively.   There were two issues. First, the LED drive would need to be boosted so that there is no dead zone around zero. Second, I could foresee a condition where the signal would be negative, but the LED (and possibly the output) was positive, and vice versa. The mechanical equivalent of this is called backlash. Rather than drive the LED with a variable voltage, I considered using a PWM (pulse-width modulated) driver like the LTC6992 from Linear Tech, but I would still have to generate an offset and it didn't solve the backlash issue. Also, I would need two of them (one per channel), and there would have to be additional circuitry to change from red to green. Thus, it was a logical jump to look at low-end microcontrollers (MCUs).   I started off by looking at Microchip, but the ones I found were of the 16C family with small memories, which meant using assembly language. I have worked on three projects with the 16C family (five if you include the Scenix/Parallax SX28 which used the same opcodes as the Microchip), and I am afraid I never felt at home with the paucity of instructions (it being a RISC device) to say nothing of the memory segmentation issues. Succumbing to my bias, I then looked at NXP devices and Freescale ARM Cortex-M0 chips. There are so many variations to choose from that I balked at them as well.   Additionally, sometime ago we started a project using Freescale's CodeWarrior Development Studio (that project was significantly more complex than the project in this column), but we discovered we would need to pay for support to obtain the response that we needed. Add another bias to my psychology.   Now, I will be the first to tell you that I am a fan of PSoCs (Programmable SoCs) from Cypress Semiconductor. I have worked on many smaller projects with the PSoC 1 and one large project with the PSoC 5 ; also, I had heard some hype about the PSoC 4, which is ARM Cortex-M0-based. I looked at the price of the PSoC 4 and I was pleasantly surprised.   Fortunately, my project had some maneuverability on price, and I am aware that the flexibility of the PSoC configuration normally has some payback with the reduction of external devices. Of course, we already have the emulator and some experience, so I decided to look into this device further with the aid of the PSoC 4 Pioneer Kit (Arduino shield compatible). This kit uses the versatile PSoC 4200 family, so that was the starting point of my project.   Cypress provides a great development environment called PSoC Creator, which allows you to configure, program, and debug their products (there is a very useful series of video series on using PSoC Creator).   The PSoC architecture sits somewhere between an MCU and an FPGA. In addition to the processor core, it has some configurable analogue circuitry along with some programmable digital fabric, although this fabric is not as granular as one would find in an FPGA. You also get a whole bunch of IP with the device (termed "components") that allow you to configure the device to perform the functions you require. One aspect of the development environment is illustrated in Figure 1.   Figure 1. Starting to place the components   You need an ADC? Just choose it from the component selection area along the right and plonk it down. You want a PWM? There you go. An opamp and/or an SPI controller? You're welcome. Connect them together as you would on a schematic. Choose what pins to associate with the various functions, compile the hardware, and you are ready to write your application. Each component that you place has its code and headers placed in the "Workspace Explorer" (shown on the left in Figure 1) alongside your code. All the API calls are included in the header files and you can simply copy and paste into your code. You can see the symbol in the bottom right hand corner with the option to "Open Datasheet" (please forgive the eyestrain). Each component has its own data sheet that you can access before you place it, or by right-clicking after you've placed it.   PSoC Creator, which includes a Keil C compiler, is free. Support is also free. As an added bonus (here is my prejudice again), this system is not Eclipse-based. If you really want to be adventurous, you can create mini-state machines and other functions in hardware using a technique Cypress calls "datapaths." You can even use Verilog if you know what you are doing.   In my next blog I will use my project to describe the design process in a little more detail. In the meantime, I welcome any questions or comments.   Aubrey Kagan is engineering Manager at Emphatec .

最近收到一位初学者的问题，因为比较典型，而且我也做了比较长的回复，所以，贴在这里与大家共勉！   问题：   因为是学计算机的，所以尽管对嵌入式很感兴趣却止步在操作系统和硬件中间的一道坎上。我们对电子的东西一窍不通，甚至都没亲自做过一个连接串口的设备控制器的驱动。   恳请老师给做做启蒙帮忙开窍。我举个例子。假如我现在在淘宝或者电子市场买到一片线阵CMOS，我还能买到一个运行Linux的开发板比如Mini2440，然后我想做的事是自己拼一台扫描仪。那么怎么就能让这个开发板上的系统来驱动CMOS，让它运行。这中间要做什么，CMOS输出的信号是不是还要经过什么处理，最后又以什么样的形式到达串口或者并口或者其他什么接口，然后这个硬件设备又如何注册自己到Linux，Linux又如何通过驱动程序控制设备。比如我现在让它动，给它一个命令，步进电机就能按我要的速度带动这个CMOS运动。   操作系统只告诉编程人员调用系统函数，调用块设备字符设备的读取函数或者写入函数，但写了东西时候怎么进到设备里面？是不是有通用的设备控制器，针对某一种总线买来就能用，而外围设备又怎么搭配这样的设备控制器？CMOS出来的电信号又是怎么安排流入总线进入存储设备等等这些。我甚至都不知道设备控制器还要什么外围辅助的电源吗？还要什么别的控制吗？时序又是怎么确定的，频率多大是哪里决定的等等等等。 所以希望在这里能一步一步学。恳请各位给予指导、启蒙。我想除了这个CMOS扫描仪的例子我也举不出来更好的例子了，希望能有人解答问题。 谢谢！！！ 我的回答：   我也是计算机专业毕业的，在嵌入式这个领域，学计算机的其实占有很大的优势，因为他们对OS的理解比电子信息，自动化的要好，当然在底层芯片的工作原理上，却不占优势，但，整个嵌入式领域，OS却是最深奥的！其实，你考虑的很全面和深刻了，如果还在学生阶段，若能尽快动手做些东西，那么你今后应该可以在研发这条路上走得很好！你的这些问题，我没有时间一一作答，下面我举一个简单的通过I2C总线如何读写EEPROM的，例子，希望对你有帮助！ 要实现一个这样的功能，首先，你要看你这个要控制的设备的datasheet，搞清楚他的从设备地址，子设备地址，(如果从来没有接触过I2C总线，那么你要研究研究)，然后就开始要写驱动了，写驱动当然要熟悉linux驱动架构，linux驱动主要分模块驱动和内核驱动，（通常大家所说的网络设备，字符设备，块设备是说的设备的分类，想必你可以理解），我们这里讲内核驱动，这种驱动在内核起来后会在文件系统dev下面生成一个设备文件，这个设备文件就是应用程序与内核(或者说驱动)沟通的一个纽带，那么怎么实现的呢！ 在驱动代码里面，首先要配置I2C总线接口，然后映射虚拟地址，然后设置时钟，这个时钟是CPU这边I2C控制器(master)的时钟，不是你要驱动的那个EEPROM(slave)的时钟，然后就是注册设备文件描述符，建立设备文件了； 好，这个设备文件描述符，是个很大的结构体，其中有大家比较熟悉的函数如：open,write,read,ioctrl等函数，那么这些函数就相当于windows的那套API函数，是给应用程序调用的。这里当然要写一个open函数，一个close函数，还要写一个write,read函数，（具体怎么写，你去参考其他代码） 驱动是为应用服务的， 在应用程序这边，我们就可以调用系统函数open,write,read，close！ linux操作系统把我们要控制的设备抽象成了一类对象(文件)，所以叫设备文件，既然是文件，对应用程序来说就透明了，应用程序不用去关心驱动是怎么写的，他只要知道这些接口函数该怎么调用就行了，而且象通用的open,write,read函数都是象访问一个文本文件一样，没有什么区别！！！   由这个问题想到的：   我一口气回答完了这个问题，而且写了那么多，但我总觉得还有些东西没有告诉这些初学者！现在其实已经到了中午12：21，但是，这就就像写作文，灵感来了，想一气呵成，所以继续写完吧，也了却了一桩心思！我很热爱研发工作(我曾因用arm7控制image sensor拍出天花板图片而欣喜若狂，想出去表达这种欣喜，晚上10点多，打个的士却不知去哪里玩，最后去网吧打游戏)，我在研发之中找到了自信，找到了生命的意义，人一旦有了自信，工作中的，生活中的问题都会有信心去解决，（呵呵，老板听到这样的心声应该在窃喜，因为只有这样的工程师才能做出真正的产品，才会不那么跟他计较待遇，但话又说回来，这样的工程师老板会出高薪强这要）   我做嵌入式9年研发，2年教学，我也从对研发工作的热爱但又不知该如何入手走过来，嵌入式确实涉及面很广，硬件软件(当然我这里说的是底层，就是做driver或BSP，firmware这些职位的，上层应用的严格讲不叫嵌入式工程师)，硬件要看懂原理图，IC datasheet，软件要熟悉相关总线协议，呵呵不要被驱动，协议这些字眼吓到。（驱动，就是让某个硬件设备动起来，就是设置里面相关register，裸奔时代其实就是一种驱动，只是大家不那么叫而已，协议，就象看间谍剧里面的地下党接头暗号，简单的很简单，负责的当然很复杂）！   那么嵌入式该如何学呢！现在的很多老师，书籍，培训机构，一谈到驱动，就是虚拟地址什么的，在我看来那是故弄玄虚。所以，在我的教学里面，我从来就不是一上手就跟学生讲什么虚拟地址，首先要让他们有个感性认识，那么什么是感性认识，举个例子！声卡驱动，先也不去讲什么驱动，先移植一个mplayer，先听听美妙的音乐是自己开发板上出来，然后有了这个兴趣，有了这个乐趣之后再去看内核代码，应用程序！而且，这里还有个误区就是，一些初学者，一上手就要自己写驱动，可以说这是不可能的事情，所以，各位如果真想学好嵌入式linux，还是先多看看里面的驱动是怎么写的，只有熟悉了现有的linux驱动架构，你才可以写出自己的驱动！而且，不要贪多，什么驱动都想学，其实先找个比较容易的切入点，把某一种驱动确实搞清楚后，再去拓展也不迟！   裸奔也叫嵌入式哦，因为嵌入式一般都会跑OS，所以，我这里也是跟Linux一起说的！                          2012-9-12   下家山     写于上海。松江                                       本文是我个人意见， 有什么问题可以给我邮件ximenpiaoxue4016@sina.com或加我群198204885