ARM7 आधारित LPC2148 माइक्रोकंट्रोलर आर्किटेक्चर का परिचय

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एआरएम (एडवांस्ड आरआईएससी मशीन) ने कई प्रोसेसर लॉन्च किए हैं जिनमें विभिन्न विशेषताओं के साथ-साथ विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए अलग-अलग कोर हैं। पहले एआरएम आर्किटेक्चर डिजाइन में 26-बिट प्रोसेसर है, लेकिन अब यह 64-बिट प्रोसेसर तक पहुंच गया है। एआरएम उत्पादों के सामान्य विस्तार को कुछ विशेष जानकारी में वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है। लेकिन एआरएम उत्पादों को इसकी वास्तुकला के आधार पर समझा जा सकता है। बाजार में उपलब्ध मानक ARM श्रृंखला प्रोसेसर ARM7 से ARM11 तक शुरू हो रहे हैं। इन प्रोसेसर में कैश, डेटा टाइटली कपल्ड मेमोरी, एमपीयू, एमएमयू, आदि जैसी कई विशेषताएं हैं। कुछ व्यापक रूप से ज्ञात एआरएम प्रोसेसर श्रृंखला ARM926EJ-S, ARM7TDMI और ARM11 MPCore हैं। यह लेख विशेष रूप से ARM7 आधारित LPC2148 माइक्रोकंट्रोलर आर्किटेक्चर अवलोकन के लिए अभिप्रेत है जो आपको इसके बारे में संक्षिप्त जानकारी देगा माइक्रोकंट्रोलर स्थापत्य कला।

ARM7 आधारित LPC2148 माइक्रोकंट्रोलर आर्किटेक्चर

ARM7 एक 32-बिट सामान्य-उद्देश्य है माइक्रोप्रोसेसर , और यह थोड़ा शक्ति उपयोग, और उच्च प्रदर्शन जैसी कुछ सुविधाएँ प्रदान करता है। एआरएम की वास्तुकला पर निर्भर है RISC के सिद्धांत । जब हम तुलना करते हैं तो संबंधित डीकोड तंत्र, साथ ही RISC- निर्देश सेट बहुत आसान होता है माइक्रोप्रोग्राम्ड CISC -Complex निर्देश सेट कंप्यूटर।




वास्तुकला में सभी ब्लॉकों को संसाधित करने के लिए पाइपलाइन पद्धति का उपयोग किया जाता है। सामान्य तौर पर, एक एकल निर्देश सेट किया जा रहा है, फिर उसके वंशज का अनुवाद किया जा रहा है, और एक 3तृतीय-स्मृति से अवरोध प्राप्त किया जा रहा है।

एक अनन्य ARM7 की वास्तुकला योजना अंगूठे के रूप में कहा जाता है, और यह उच्च मात्रा अनुप्रयोगों के लिए पूरी तरह से उपयुक्त है जहां कोड की कॉम्पैक्टनेस एक मामला है ARM7 भी एक विशेष वास्तुकला का उपयोग करता है, जिसका नाम है थंब। यह स्मृति सीमाओं द्वारा विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए पूरी तरह से उपयुक्त बनाता है जहां कोड का घनत्व एक मामला है।



ARM7 आधारित माइक्रोकंट्रोलर (LPC2148) आर्किटेक्चर

ARM7 आधारित माइक्रोकंट्रोलर (LPC2148) आर्किटेक्चर

बाधा के स्रोत

प्रत्येक परिधीय उपकरण में VIC (वेक्टर इंटरप्ट कंट्रोलर) से संबद्ध एक सिंगल इंटरप्ट लाइन होती है, हालांकि इसमें विभिन्न इंटरप्ट फ्लैग हो सकते हैं। व्यक्तिगत रुकावट के झंडे भी एक या अधिक व्यवधान संसाधनों का संकेत दे सकते हैं।


ऑन-चिप फ्लैश प्रोग्राम मेमोरी

माइक्रोकंट्रोलर LPC2141 / 42/44/46/48 में क्रमशः 32-किलोबाइट, किलोबाइट, 128-किलोबाइट, 256-किलोबाइट जैसी फ्लैश मेमोरी शामिल है। इस फ्लैश मेमोरी को डेटा स्टोरेज और साथ ही कोड दोनों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। फ्लैश मेमोरी प्रोग्रामिंग को सीरियल पोर्ट के माध्यम से सिस्टम में किया जा सकता है।

प्रोग्राम का अनुप्रयोग चल रहा है, तो डेटा संग्रहण फ़ील्ड फ़र्मवेयर सुधारों के लचीलेपन की अनुमति देते हुए, प्रोग्राम एप्लिकेशन भी मिट सकता है, क्योंकि ऑन-चिप बूटलोडर के लिए वास्तु समाधान के चयन के कारण, माइक्रोकंट्रोलर LPC14141 / 42 के लिए उपलब्ध मेमोरी / 44/46/48 32-किलोबाइट, किलोबाइट, 128-किलोबाइट, 256-किलोबाइट, और 500-किलोबाइट है। इन माइक्रोकंट्रोलर्स की फ्लैश मेमोरी में प्रति चक्र 1, 00,000 मिटाए जाते हैं और कई वर्षों तक डेटा संरक्षण होता है।

पिन कनेक्ट ब्लॉक

यह ब्लॉक कई कार्यों के लिए ARM7 आधारित LPC2148 माइक्रोकंट्रोलर के चुने गए पिनों की अनुमति देता है। मल्टीप्लेक्सर्स पिन के बीच लिंक के साथ-साथ चिप-बाह्य उपकरणों की अनुमति देने के लिए कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टरों द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है।

परिधीयों को ट्रिगर होने से पहले उपयुक्त पिंस के साथ जोड़ा जाना चाहिए, और पिछले किसी भी जुड़े हुए व्यवधान की अनुमति दी जानी चाहिए। माइक्रोकंट्रोलर कार्यक्षमता को पिन कंट्रोल मॉड्यूल द्वारा किसी दिए गए हार्डवेयर वातावरण में रजिस्टरों के पिन चयन द्वारा परिभाषित किया जा सकता है।

सभी पिनों को फिर से व्यवस्थित करने के बाद दिए गए अपवादों के अनुसार पोर्ट (पोर्ट 0 और पोर्ट 1) को i / p के रूप में व्यवस्थित किया जाता है। यदि डिबग की अनुमति है

यदि डीबग की अनुमति है, तो JTAG की पिन JTAG की कार्यक्षमता का अनुमान लगाएगी। यदि एक ट्रेस की अनुमति है, तो ट्रेस पिन ट्रेस की कार्यक्षमता का अनुमान लगाएगा। I2C0 और I2C1 पिन से जुड़े पिन खुले नाले हैं।

GPIO- सामान्य प्रयोजन समानांतर इनपुट / आउटपुट

GPIO रजिस्टर डिवाइस पिन को नियंत्रित करता है जो एक विशेष परिधीय फ़ंक्शन से जुड़ा नहीं है। डिवाइस पिन को i / p [s या o / ps के रूप में व्यवस्थित किया जा सकता है। व्यक्तिगत रजिस्टर किसी भी संख्या को ओ / पी के समवर्ती रूप से साफ़ करने की अनुमति देते हैं। आउटपुट रजिस्टर मान वापस पढ़ा जा सकता है, और पोर्ट पिन की वर्तमान स्थिति। ये माइक्रोकंट्रोलर LPC200 उपकरणों पर त्वरित कार्य शुरू करते हैं।

सामान्य प्रयोजन के इनपुट / आउटपुट रजिस्टर को सर्वश्रेष्ठ संभावित I / O समय के लिए उपयोग की जाने वाली प्रोसेसर बस में ले जाया जाता है।

  • ये रजिस्टर पते योग्य बाइट्स हैं।
  • एक पोर्ट का कुल मूल्य हो सकता है
  • पोर्ट का पूरा मूल्य एकमात्र निर्देश में लिखा जा सकता है

10-बिट एडीसी (डिजिटल कनवर्टर के अनुरूप)

LPC2141 या 42 जैसे माइक्रोकंट्रोलर्स में दो शामिल हैं एडीसी कन्वर्टर्स , और ये केवल 10-बिट हैं एक और LPC2144 / 46/48 में दो ADC हैं, और ये केवल 10-बिट सीधे सन्निकटन ADC के हैं। हालाँकि ADC0 में 6-चैनल शामिल हैं और ADC1 में 8-चैनल हैं। इस प्रकार, LPC2141 या 42 के लिए सुलभ ADC i / ps की संख्या LPC2141 या 42 है।

10-बिट DAC (डिजिटल से एनालॉग कनवर्टर)

डीएसी इन माइक्रोकंट्रोलर्स को एक परिवर्तनशील एनालॉग ओ / पी, और वी का उत्पादन करने की अनुमति देता हैसंदर्भएक का अत्यधिक उत्पादन है एक एनालॉग के लिए डिजिटल वोल्टेज।

डिवाइस नियंत्रक-यूएसबी 2.0

सार्वभौमिक धारावाहिक बस में 4-तार होते हैं, और यह कई बाह्य उपकरणों और मेजबानों के बीच संचार के लिए समर्थन देता है। यह नियंत्रक टोकन के आधार पर प्रोटोकॉल का उपयोग करके कनेक्ट करने वाले उपकरणों के लिए यूएसबी की बैंडविड्थ की अनुमति देता है।

बस उपकरणों के गर्म प्लगिंग और गतिशील संग्रह को अनप्लग करने का समर्थन करती है। प्रत्येक संचार होस्ट-कंट्रोलर के माध्यम से शुरू किया जाता है। ये माइक्रोकंट्रोलर एक सार्वभौमिक सीरियल बस उपकरण नियंत्रक के साथ डिज़ाइन किए गए हैं जो USB के होस्ट नियंत्रक द्वारा प्रतिस्थापित 12 Mbit / sec डेटा की अनुमति देता है।

UARTs

इन माइक्रोकंट्रोलर्स में मानक ट्रांसमिशन के लिए दो UARTs शामिल हैं और डेटा-लाइन्स प्राप्त करते हैं। पहले के माइक्रोकंट्रोलर (LPC2000) के विपरीत, माइक्रोकंट्रोलर में UARTs LPC2141 / LPC2142 / LPC2144 / LPC2146 / LPC2148 दोनों UART के लिए उपयोग किए जाने वाले एक आंशिक न्यूड दर जनरेटर की शुरुआत करते हैं, जिससे हर प्रकार के माइक्रोकंट्रोलर को 115,8200 जैसे हर बॉड रेट को प्राप्त करने की अनुमति मिलती है। । इसके अतिरिक्त, सीटीएस / आरटीएस जैसे नियंत्रण कार्य पूरी तरह से हार्डवेयर में निष्पादित होते हैं।

I2C- बस का सीरियल I / O कंट्रोलर

LPC2141 / LPC2142 / LPC2144 / LPC2146 / LPC2148 से प्रत्येक माइक्रोकंट्रोलर में शामिल हैं दो I2C बस नियंत्रक, और यह द्विदिश है। अंतर-आईसी नियंत्रण दो तारों की मदद से किया जा सकता है, अर्थात् एक एससीएल और एसडीए। यहाँ SDA और SCL सीरियल क्लॉक लाइन और सीरियल डेटा लाइन हैं

प्रत्येक उपकरण की पहचान एक व्यक्तिगत पते से होती है। यहां, ट्रांसमीटर और रिसीवर दो मोड जैसे मास्टर मोड / स्लेव मोड में काम कर सकते हैं। यह एक मल्टी-मास्टर बस है, और इसे एक या अधिक बस स्वामी द्वारा प्रबंधित किया जा सकता है। ये माइक्रोकंट्रोलर 400-kbit / s बिट दर तक का समर्थन करते हैं।

SPI सीरियल इनपुट / आउटपुट नियंत्रक

इन माइक्रोकंट्रोलर्स में एक एकल एसपीआई नियंत्रक शामिल है और एक निर्दिष्ट बस से जुड़े कई मास्टर्स और दासों को संभालने का इरादा है।

बस एक मास्टर और एक दास निर्दिष्ट डेटा ट्रांसमिशन के दौरान इंटरफ़ेस पर विश्वास कर सकते हैं। इस दौरान, मास्टर लगातार बाइट को डेटा की ओर भेजता है, साथ ही दास लगातार मास्टर की ओर डेटा पहुंचाता है।

एसएसपी सीरियल इनपुट / आउटपुट नियंत्रक

इन माइक्रोकंट्रोलर्स में एकल एसएसपी होता है, और यह नियंत्रक एक एसपीआई, माइक्रोवेयर बस या 4-वायर एसएसआई पर प्रक्रिया करने में सक्षम है। यह कई स्वामी की बस के साथ-साथ दासों के साथ संवाद कर सकता है

लेकिन, बस एक विशेष मास्टर, साथ ही दास, एक निर्दिष्ट डेटा संचारित बस में मना सकते हैं। यह माइक्रोकंट्रोलर पूर्ण-द्वैध स्थानान्तरण का समर्थन करता है, मास्टर से डेटा के प्रवाह के लिए उपयोग किए जाने वाले 4-16 बिट डेटा फ़्रेम द्वारा - दास के साथ-साथ दास-स्वामी से।

टाइमर / काउंटर

टाइमर और काउंटर PCLK (परिधीय घड़ी) चक्रों की गिनती के लिए डिज़ाइन किया गया है और वैकल्पिक रूप से 4-मैच रजिस्टरों के आधार पर व्यवधान उत्पन्न करते हैं।

और इसमें एक आई / पी सिग्नल बदलने पर टाइमर के मूल्य को पकड़ने के लिए चार कैप्चर i / ps शामिल हैं। किसी विशेष कैप्चर को निष्पादित करने के लिए कई पिनों को चुना जा सकता है। ये माइक्रोकंट्रोलर कैप्चर के इनपुट पर बाहरी घटनाओं की गणना कर सकते हैं यदि कम से कम बाहरी पल्स बराबर हो। इस व्यवस्था में, निष्क्रिय कैप्चर लाइनों को सामान्य टाइमर कैप्चर i / ps के रूप में चुना जा सकता है।

निगरानी घड़ी

वॉचडॉग टाइमर का उपयोग उचित समय में माइक्रोकंट्रोलर को रीसेट करने के लिए किया जाता है। जब इसे अनुमति दी जाती है तो टाइमर एक सिस्टम के रीसेट का उत्पादन करेगा यदि उपभोक्ता कार्यक्रम एक निश्चित समय में टाइमर को फिर से लोड करने में सफल नहीं होता है।

आरटीसी-रीयल-टाइम क्लॉक

आरटीसी का उद्देश्य काउंटरों को उस समय की गणना करने के लिए प्रदान करना है जब निष्क्रिय या सामान्य ऑपरेटिंग विधि को चुना जाता है। आरटीसी बिजली की एक छोटी मात्रा का उपयोग करता है और उपयुक्त बैटरी पावर-संचालित व्यवस्था के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई लगातार काम नहीं कर रही है

शक्ति नियंत्रण

ये माइक्रोकंट्रोलर दो संघनित पावर मोड जैसे पावर-डाउन मोड और आइडल मोड का समर्थन करते हैं। आइडल मोड में, निर्देशों का निष्पादन तब तक संतुलित रहता है जब तक कोई व्यवधान या RST नहीं आता। परिधीय के कार्य निष्क्रिय मोड में संचालन को बनाए रखते हैं और सीपीयू को फिर से शुरू करने का कारण बनने के लिए रुकावट पैदा कर सकते हैं। आइडल मोड सीपीयू, कंट्रोलर, मेमोरी सिस्टम और इनर बसों द्वारा उपयोग की जाने वाली बिजली को हटा देता है।

पावर डाउन मोड में, थरथरानवाला निष्क्रिय हो जाता है और आईसी को कोई आंतरिक घड़ियां नहीं मिलती हैं। परिधीय रजिस्टरों, रजिस्टरों के साथ प्रोसेसर की स्थिति, आंतरिक SRAM मान पावर-डाउन मोड के दौरान संरक्षित किए जाते हैं और चिप तर्क स्तर आउटपुट पिन स्थिर रहते हैं।

इस मोड को समाप्त किया जा सकता है और विशिष्ट अवरोधों द्वारा फिर से शुरू की गई सामान्य प्रक्रिया जो घड़ियों के बिना काम करने में सक्षम हैं। चिप ऑपरेशन संतुलित होने के कारण, पॉवर-डाउन मोड चिप पावर उपयोग को लगभग शून्य तक घटा देता है।

पीडब्लूएम-पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेटर

पीडब्लूएम सामान्य टाइमर-ब्लॉक पर आधारित होते हैं और सभी सुविधाओं में भी आते हैं, हालांकि केवल एलपीसी 2141/42/44/46/48 जैसे माइक्रोकंट्रोलर पर पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेटर फ़ंक्शन को ठीक किया जाता है।

टाइमर का इरादा पीसीएलके (परिधीय घड़ी) चक्रों की गणना करना है और वैकल्पिक रूप से व्यवधान उत्पन्न करते हैं जब विशेष टाइमर मान 7-मैच रजिस्टरों के आधार पर उत्पन्न होते हैं, और पीडब्लूएम फ़ंक्शन मैच रजिस्टर घटनाओं पर भी निर्भर करता है।

व्यक्तिगत रूप से नियंत्रण बढ़ाने और सीमा की स्थिति को कम करने की क्षमता कई अनुप्रयोगों के लिए पल्स चौड़ाई मॉडुलन का उपयोग करने की अनुमति देती है। उदाहरण के लिए, बहु-चरण के साथ ठेठ मोटर नियंत्रण पीडब्लूएम के 3-नॉन-ओवरलैपिंग आउटपुट का उपयोग करता है, जो प्रत्येक पल्स चौड़ाई के अलग-अलग नियंत्रण के साथ-साथ स्थिति भी करता है।

वीपीबी बस

VPB विभक्त CCLK (प्रोसेसर क्लॉक) और PCLK (परिधीय उपकरणों द्वारा उपयोग की जाने वाली घड़ी) के बीच संबंध को हल करता है। इस डिवाइडर का उपयोग दो उद्देश्यों के लिए किया जाता है। पहला उपयोग पसंदीदा पीसीएलके द्वारा वीपीबी बस का उपयोग करके बाह्य उपकरणों की आपूर्ति करना है ताकि वे एआरएम प्रोसेसर की चयनित गति पर काम कर सकें। इसे पूरा करने के लिए, इस बस की गति को प्रोसेसर के क्लॉक रेट को 1⁄ 2 -1⁄ 4 से कम किया जा सकता है।

क्योंकि यह बस पावर-अप पर सटीक रूप से काम करना चाहिए, और RST (रीसेट) पर डिफ़ॉल्ट स्थिति प्रोसेसर क्लॉक रेट के 1 processor 4 वें स्थान पर काम करने के लिए है। जब भी किसी एप्लिकेशन को पूर्ण प्रोसेसर दर पर काम करने के लिए किसी बाह्य उपकरणों की आवश्यकता नहीं होती है, तो इसका दूसरा उपयोग बिजली बचत की अनुमति देना है। चूंकि VPB- डिवाइडर PLL के आउटपुट से जुड़ा होता है, इसलिए यह निष्क्रिय मोड में सक्रिय रहता है।

अनुकरण और डिबगिंग

माइक्रोकंट्रोलर (LPC2141 / 42/44/46/48) सीरियल पोर्ट- JTAG.A ट्रेस-पोर्ट परमिट के माध्यम से कार्यक्रम के निष्पादन को ट्रेस करने के लिए अनुकरण और डिबगिंग रखता है। ट्रेस फ़ंक्शंस और डिबगिंग अवधारणाओं को port1 और GPIO के साथ गुणा किया जाता है।

कोड सुरक्षा

इन माइक्रोकंट्रोलर्स LPC2141 / 42/44/46/48 की कोड सुरक्षा सुविधा एक फ़ंक्शन को यह नियंत्रित करने की अनुमति देती है कि इसे निरीक्षण से संरक्षित या डीबग किया जा सकता है या नहीं।

इस प्रकार, यह सब ARM7 आधारित LPC2148 माइक्रोकंट्रोलर आर्किटेक्चर के बारे में है। उपरोक्त लेख से, आखिरकार, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि एआरएम एक आर्किटेक्चर है जिसका उपयोग कई प्रोसेसर और साथ ही माइक्रोकंट्रोलर में किया जाता है। यहां आपके लिए एक प्रश्न है, एआरएम प्रोसेसर की वास्तुकला क्या है?