Часть 1. Архитектура и аппаратные средства микроконтроллера LPC214x

1.1 Общие сведения о микроконтроллерах LPC214x

Рассматриваемый в настоящем учебном пособии микроконтроллер LPC214x фирмы NXP построен на основе архитектуры ARM7. Архитектура

ARM7 создана в 1994 году компанией ARM (Advanced RISC Machines), спе-

циализирующейся на разработке процессорных ядер. ARM7 стоит в ряду других разработок этой компании, среди которых наиболее известны ARM9, Cortex-M0/M3/M4. Компания ARM предоставляет лицензии на использование архитектур процессоров ведущим мировым производителям, таким как

Atmel, NXP, STMicroelectronics, Texas Instruments, Analog Devices.

Микроконтроллеры на базе архитектуры ARM7 сегодня входят в число лидеров по популярности среди 32-разрядных микроконтроллеров. Можно ожидать, что в ближайшие годы архитектура ARM7 и родственные ей Cortex будут постепенно заменять архитектуру 8051/8052, сохраняющую популярность на протяжении 30 лет. Об этом свидетельствует пример компании Analog Devices, многие годы выпускавшей микроконтроллеры ADUC8xx со встроенными прецизионными аналоговыми устройствами только на базе ядра 8052. Сравнительно недавно (с 2004 г) Analog Devices начала выпуск микроконтроллеров ADUC7xxx на базе ядра ARM7.

В данном учебном пособии рассматривается модификация ARM7TDMI, отличающаяся поддержкой 16-разрядного режима Thumb, наличием встроенного умножителя и поддержкой внутрисхемной отладки через интерфейс JTAG. Перечислим основные характеристики ядра

ARM7TDMI:

а) 32-разрядный RISC процессор;

б) фон-неймановская архитектура; единое адресное пространство для памяти программ и данных объемом 4 Гбайта;

в) 16 регистров общего назначения (в основном режиме); г) обработка исключительных ситуаций; д) устройство циклического сдвига и умножитель;

е) система команд, включающая 44 инструкции; ж) поддержка 11 методов адресации;

е) 16-разрядный режим, позволяющий сократить объем программы. Могут быть названы следующие основания для выбора микро-

контроллеров с архитектурой ARM7.

а) Открытая архитектура становится общепринятым стандартом. Имеются исчерпывающие описания, в том числе на русском языке.

б) Поддержка ядра многими ведущими производителями гарантирует широкую номенклатуру микроконтроллеров, облегчая выбор микросхемы, удовлетворяющей заданным техническим требованиям.

в) Совместимость средств разработки и отладки со всеми микроконтроллерами семейств ARM (в том числе Cortex) дает свободу выбора как самих средств отладки, так и микроконтроллеров. Наиболее известны среды

8