tag 标签: msp-exp430fr5739

相关博文
  • 热度 3
    2013-4-1 16:20
    1856 次阅读|
    3 个评论
        本文由Ken Lee独立整理完成,首发于QQ空间,转载请注明作者与出处。作者水平有限,难免存在错误,不足之处请指正。由于个人原因,原署名斌斌-龙臻,Mr_D_prince不再使用,由Ken Lee,newofcortexm3替代。       MSP-EXP430FR5739 实验板支持新一代采用集成铁电随机存取存储器 (FRAM) 的 MSP430 微处理器设备。 板上资源如图( 6 )所示: 图( 6 ): MSP-EXP430FR5739 实验板     出厂附带的demo包含了测试 FRAM 特性的4种模式。其操作方式很简单,上电后按一次S1,LED0亮,再按S2,进入FRAM高速写入速度测试模式。上电后按两次S1, LED0~1亮,再按S2,进入模拟FLASH写入速度测试模式。上电后按三次S1,LED0~2亮,再按S2,进入三轴加速度计测试模式。上电后按四次S1,LED0~3亮,再按S2,进入温度写入测试模式。     用户示例程序中附带了用 Java 开发的上位机程序,在四个模式中均可看到往 FRAM 中写数据的速度。如图( 7 )所示,左侧仪表盘表示了当前模式 1 下的, FRAM 的写数据速度,右侧仪表盘显示是模式 2 下的模拟 Flash 的写入速度。   图( 7 ):示例中的上位机          下位机其逻辑还是很简单的。其实现过程如下:   1. 处理器和外设初始化,此时可观察到板上的LED灯闪烁几个周期。LED的电路设计见手册(slau343)17页,或者见硬件设计压缩包(slac502),LED的控制见函数StartUpSequence,这个功能的实现与Lab1的实现基本一致。   2. 系统进入死循环,等待按键S1,S2中断。S1,S2分别与P4.0,P4.1口相连。其中断服务程序是__interrupt void Port_4(void)函数。使能与禁止中断函数分别为EnableSwitches、DisableSwitches。 在进行调用之前必须对其初始化,这个过程在上一步中完成。中断配置如下: P4OUT |= BIT0 +BIT1;                   // Configure pullup resistor     P4DIR = ~(BIT0 + BIT1);              // Direction = input   P4REN |= BIT0 + BIT1;                  // Enable pullup resistor   P4IES = ~(BIT0+BIT1);                // P4.0 Lo/Hi edge interrupt     P4IE = BIT0+BIT1;                       // P4.0 interrupt enabled   P4IFG = 0;                                // P4 IFG cleared 3. 程序根据按键S1的次数进入不同的模式。每个模式执行的逻辑基本类似,都要向FRAM写数据,控制LED输出,向上位机发送数据。不过模式2,模式3和模式4在写数据之前都得完成一件任务。模式2得先切换时钟,从而模拟出向Flash写数据的时钟频率。模式3和模式4则先配置加速度传感器和温度传感器的端口,然后进行AD转换。     这个过程中,向FRAM写数据由函数FRAM_Write完成,如果起始地址在可利用的范围之内,该函数向存储区写入0x12345678,共512个字节。LEDSequenceWrite函数控制LED,分别对P3、PJ口输出高/低电平。向上位机发送数据的任务则交给了函数TXData。该函数发送的数据包以0xFA开始,以0xFE结束。第二位数据和第三位数据分别告诉上位机当前处于什么模式,有多少个LED灯点亮。利用串口调试工具监视串口,模式1下,下位机发送的数据首个数据为0xFA 0x01 0x00 0x00 0x00 0x00 0xFE,第三位数据位发生变化,从0x00递升至0x07,然后再次从0x00递升,表示了8个LED的周期性循环。模式2接收到的数据除了第二位是0x02外,变化基本一致,不过变化的速率明显下降了许多。以此对比突出FRAM的写入速度。模式3和模式4的第二位数据分别是0x03,0x04,第三位数据相同,是0x34。当程序从当前模式推出时,上位机收到的数据为0xFA 0x55 0x55 0x55 0x55 0x04 0xFE。     其他程序的细节就不再累述了。上文中的LED和按键S1、S2的电路见图(8),或者参考TI提供的原理图。 图(8):实验板核心部分原理图   对于 Lab2 ,原先的工程在主程序部分是需要我们自己添加的。当然 TI FAE 也提供了解决方法,如下文的代码中加粗斜体所示,详请可参考 Lab2_solution.c 。 MPUCTL0 =  MPUPW ;                    // Write PWD to access MPU registers MPUSEG =  0x0804 ;                       // B1 = 0xC800; B2 = 0xD000                                                 // Borders are assigned to segments MPUSAM = ~ MPUSEG2WE ;         // Segment 2 is protected from write MPUSAM |=   MPUSEG2VS ;           // Violation select on write access    MPUCTL0 =  MPUPW+MPUENA+MPUSEGIE+MPULOCK ;  // Enable NMI MPU protection . . . ptr = (unsigned int  *) 0xC802 ;              但是将 Lab2.c 中需补充的部分按如上所述修改,或者将 Lab2.c Exclude from build ,将 Lab2_solution.c Include Build 之后依然存在编译没法通过的问题,如图(9)所示。 图(9):Lab2编译问题 通过查手册 slau272 ( MSP430FR57xx Family Users Guide ),了解到 MPULOCK 在寄存器 Memory Protection Unit Control 0 (MPUCTL0) 中,具体位置见图(10)。 因此只要在头文件 msp430fr5739.h 中添加   #define MPULOCK (0x0002)  即可解决编译问题。当然为什么 TI FAE 没添加这句话,是否有其他的考虑,我还在思索中。 图(10):MPUCTL0寄存器描述     MSP-EXP430FR5739 实验板内部集成了FRAM存储器,附带的demo显著的论证了FRAM的快速性。其板上资源的丰富和低功耗的特性为不少应用提供了解决方案。也是一款优秀的,足以让用户了解FRAM特性的入门级实验板。
  • 2013-4-1 11:47
    625 次阅读|
    0 个评论
    本文由Ken Lee独立整理完成,首发于QQ空间,转载请注明作者与出处。作者水平有限,难免存在错误,不足之处请指正。由于个人原因,原署名斌斌-龙臻,Mr_D_prince不再使用,由Ken Lee和newofcortexm3替代。   什么是 FRAM ?   FRAM 是指铁电随机存取存储器 ( Ferroelectric Random AccessMemory )。 这是最新的 非易失性存储器技术 ,它将 SRAM 的速度、写入寿命及低功耗与闪存存储能力相结合,将传统器件上的两个存储器替换为一个统一的代码和数据存储空间。 FRAM 的功耗极低,在 1.5V 下即可进行编程,而不是像闪存那样需要 10-14V 。因此器件上 无电荷泵。 这也意味着在 FRAM 上编程 无需擦除周期 ,具备比闪存速度更快、功耗更低的存储优势。         通常用作典型的铁电质材料是   PZT (Lead zirconate titanate- 锆钛酸铅 ) 。 PZT 晶体结构点阵中具有锆和钛,作为两个稳定点。它们可以根据外部电场在两个点之间移动。一旦位置设定,即使再出现电场,它也将不会再有任何移动。顶部和底部的电极安排了一个电容器。那么,电容器划分了底部电极电压和极化,超越了磁滞回线。数据以 “1” 或 “0” 的形式存储。   1.       当加置磁场时就会产生极化。(锆 / 钛离子在晶体中向上或向下移动) 2.       即使在不加置磁场的情况下,也能保持电极。 3.       两个稳定的状态以 “0” 或 “1” 的形式存储。 一般说来,这种铁电材料的 数据存储性能取决于 PZT  中心原子的极化。 由于在晶体中浮动的中心原子实际上能够在 1 毫微秒内达到稳定状态,因此这种极化活动能够以极低的功耗非常快速地出现。其性质非常像 DRAM ,其中各个单元均采用单晶体管和单电容器。 这意味着 FRAM 内存单元所需面积减少很多 ,且可采用处理器架构进行类似处理。但不同的是,其如 DRAM 中的电荷一样,不可能泄漏分子极化,在没有电场时状态保持不变。这使得  FRAM 为非易失性,即断电时, FRAM 上的数据不会丢失。 单个 FRAM 单元可被视为一个偶极电容器 (dipolecapacitor) ,它由两个电极板和之间的铁电材料薄膜构成。存储 “1” 或 “0” 时(写入 FRAM 时),只需中心原子按电场方向移动极化。这使得 FRAM 速度非常快,易于写入,能够充分满足写入寿命的要求。类似于 FRAM 写入,从 FRAM 读取也需要对铁电材料电容器施加一个电场。根据中心原子所处状态,重新极化,从而引起出一个大的电荷击穿。这个电荷随即与已知参数进行对比,从而判断中心原子的状态。存储的数据位 “1” 或 “0” 从感应电荷推断得出。在读取数据的过程中,按电场方向移动的中心原子会失去当前的状态。因此每次读取后,都需要进行写回操作,恢复存储单元的状态。读写过程如下图( 1 )所示。 图( 1 ): FRAM 读 / 写过程   常见的存储器主要有 EEPROM , SRAM 等, 与传统存储器相比,具有明显的优势如图(2)所示。   图( 2 ):对比            那么 FRAM 写入速度究竟有多快?这取决于应用程序。了解 FRAM 访问速度的关键是了解系统级限制。 通常,起限制作用的不是 FRAM 访问速度本身,而是通过有线或无线外围通讯设施写入 FRAM 时的数据处理开销或协议开销。变换影响访问速度的三种常见因素:  DMA 的使用,   系统速度,数据块大小。但是对比于传统的存储器,其写入的快速性已经有了质的飞跃。另外, 即使在 85 摄氏度下未启用状态下, FRAM 的写入寿命至少 10 年。       注: 由于博客的字数所限,此只是原文的一部分,详情见附件。
广告