Dr. Schuster György szeptember 27.

Átírás

1 Real-time operációs rendszerek RTOS szeptember 27.

2 Általános ismérvek: ARM Cortex M3 mag 80 MHz órajel frekvencia (50 MHz flash-ből) 256 kbájt flash 96 kbájt RAM ARM Cortex Sys Tick Timer belső ROM Stellaris szoftverekkel külső periféria interfészek 0-65 láb 10/100 Ethernet interfész (fizikai egység is) 2 CAN 2.0 A/B iterfész USB 2.0 OTG/Host interfész

3 3 USART 2 i 2 c interfész 2 SSI interfész i 2 s modul beépített DMA 4 32 bites timer 8 PWM CCP modul Real-time clock 2 watch-dog modul

4 2 10 bites A/D 16 bitre multiplexálva 3 analóg comparátor 16 bites digitális komparátor beépített feszülség regulátor JTAG és SWD interfész 100 láb LQFP

5 Memóriák flash 256 kb egy órajel alatt olvasható program memória 32 bites szavakba szervezve. A flash 2kB blokkokba van szervezve. Egy blokk törölhető egyszerre. A blokkok különböző védelmi szintekre állíthatók be, ezek: csak olvasható csak végrehajtható nem olvasható (minden más mehet) A flash maximum 50 MHz frekvenciával olvasható. Ezen segít a prefetch buffer. Egy órajelre két utasítás kerül a bufferbe. SRAM 96 kb 32 bites szervezésű. Kezdőcíme 0x ROM gyárilag beégetetett Stellaris programokat tartalmaz, ezek: boot loader vektor tábla periféria meghajtó könyvtár AES (Advanced Encryption Standard) tábla CRC hiba detektáló függvény(ek)

6 Memória térkép

7 Sys Tick Timer A Sys Tick egy egyszerű 24 bites számláló. Számos célra felhasználható, úgymint: RTOS időzítő adott frekvenciára a schedulernek, egy nagysebességű alarm a rendszer órajel felhasználásával, változtatható alarm időzítő, egyszerű számláló a végrehajtási idő mérésére, belső órajel forrás.

8 NVIC Nested Vector Interrupt Controller prioritásos megszakítás vezérlő. A megszakítások belépési pontjai egy megszakítási táblában helyezkednek el a rendszer megszakításai és kivételkezelői a sima megszakítások belépési pontjai. A megszakítások prioritása 8 féle lehet. A legmagasabb prioritási szint -3. A felhasználó saját megszakításaira 0 legmagasabb szintet tud beállítani.

9 A megszakítási tábla eleje a stack teteje (nem megszakítás, vagy kivétel) 1 a reset belépési pontja, prioritása -3 2 NMI (Non Maskable Interrupt), prioritása -2 3 Hard Fault. Ezt a kivételt bármilyen típusú meghibásodás meghívhatja, prioritása -1 4 memória menedzsment, prioritása programozható 5 buszhiba, prioritása programozható 6 hibás kezelés. Ezt a kivételt hibás utasítás, vagy státusz kezelés váltja ki, prioritása programozható 7-10, 13 foglalt 11 SVCal az SVC utasítás váltja ki, prioritása programozható 12 Debug Monitor 14 PendSV 15 SysTick a Sys Tick időzítő okozta megszakítás, prioritása programozható

10 µdma Tulajdonságai: 32 csatornás konfigurálható egység támogatja a memória - periféria, memória - memória és a periféria - memória adatátvitelt flexibilisen configurálható csatorna műveletek kétszintű prioritás hátékony buszhozzáférés figyelembe véve a processzor magot 8, 16, 32 bites átvitel az átviteli mennyiség 1 és 1024 között adható meg bináris lépésekben a cél cím növelhető bájt, fél szó, szó méretben és nem növekszik a periféria kérése maszkolható megszakítás kérés az átvitel befejezése után

11 GPIOs Genral Purpose Input/Output általános célú I/O vonalak konfigurációtól függő vonal sok vonal több feladatra használható 5V toleráns I/O vonalak gyors bitbillegtető funkció (2 órajel) a port kétféle módon érhető el Advanced Host Bus és Advanced Peripheral Bus konfigurálható IT kezelés: él, szint bit maszkolás íráskor és olvasáskor konfigurálható Schmitt trigger a bemeneten konfigurálható fel - lehúzó ellenállás slew rate beállítás open drain beállítás bemenet engedélyezés

12 EPI External Peripheral Intareface külső periféria interfész. Egy nagysebességű busz külső memória és periféria elemek csatolására. Tulajdonságai: 16 bites busz lehetséges külső memóriából program végrehajtás blokkolt és nem blokkolt olvasás íráshoz a egy írási FIFO áll rendelkezésre µdma használható SDRAM hozzáférés tradicionális 8 bites busz emuláció általános célú busz GPIO 1-32 bitig

13 Általános célú timerek 4 általános célú időzítő számláló blokk (Timer 0 - Timer 3). Minden időzítő blokk két időzítőt tartalmaz (Timer A és Timer B). Tulajdonságai: fel és lefelé számlálás 16 vagy 32 bites egyszeri időzítés 16 vagy 32 bites periódus időzítő 16 bites általános célú manőver 8 bites előosztóval 32 bites real-time órajel a külső khz külső órajellel Daisy chain a többi időzítőhöz ADC triggerelés időzített CPU leállítás 16 bites, élvezérelt időzítés (időmérés) 16 bites PWM µdma használat

14 Watchdog timer A WDT képes egy NMI, vagy egy reset-et generálni, ha a WDT time-out lejárt. A kontroller két WDT modult tartalmaz. Az WDT0 modul a rendszer órajeléről fut. A WDT1 a PIOSC-ről. (PIOSC Precision Internal Oscillator). Tulajdonságok: 32 bites programozható időzítő különböző órajelforrások maszkolható IT logika regiszter lokkolás az elszabadult szoftverek ellen reset logika CPU leállítás lehetősége debug esetén

15 ADC A kotroller 2 független 10 bites ADC-t tartalmaz, amelyeket 8-8 csatornára multiplexáltak. Tulajdonságaik: 16 analóg beenet (8-8 multiplexálva) 16 egy végű, vagy 8 differenciális csatorna beépített hőmérséklet szenzor mintavételezési sebesség 10 6 minta/sec számos triggerelési lehetőség 64 mintáig hardver átlagolás 3 V-os belső referencia µdma használható a konvertált adatok számára FIFO

16 UART A kontroller 3 UART-ot tartalmaz. Tulajdonságaik: programozható Baud-rate generátor 5, illetve 10 MHz-ig 16-os vételi és 16-os adás FIFO LIN támogatás szabványos UART kommunikáció, paritások, 5,6,7,8 bites átvitel, 1,2 stop bit hibadetektálás line break detektálás és adás IrDA támogatás ISO 7816 támogatás megszakítás kérés µdma használható

17 Synchronous Serial Interface SSI A kontroller két SSI-t tartalmaz. Tulajdonságaik: programozható: Freescale SPI MCROWIRE Texas szinkron interfész két lehet master és slave max 16 bit széles 8 mély FIFO adat keret 4-16 bit szélesség loopback lehetséges IT forrás a FIFO-tól és a kerettől µdma használható

18 I2C interfész A kontroller két I2C-t tartalmaz. Tulajdonságaik: lehet master és slave egyidejüleg lehet master - slave két sebesség 100 kbit/s (standard) és 400 kbit/s (fast) IT forrás multimaster támogatás

19 I2S Inter-Integrated Circuit Sound Interface Tulajdonságai: jobbra balra illesztett formátum konfigurálható konfigurálható minta szélesség 8-tól 32 bitig mono és sztereo támogatás 8, 16, 32 bites 8 mélységű FIFO µdma használható független MCLK (Master Clock) és SCLK (Slave Clock) konfigurálás adáshoz és vételhez

20 CAN interfész A kontroller két CAN-t tartalmaz. Tulajdonságaik: CAN 2.0 A/B támogatás max. 1 Mbit/s 32 MOB (Message Object) maszkolható megszakítás automatikus újraadás tiltása loopback lehetséges programozható FIFO mód külső interfész szükséges

21 Ethernet Kontroller Teljes MAC és fizikai eszközt megvalósít, csak egy leválasztó transzformátor szükséges. Tulajdonságai: teljes IEEE megfelelés teljes 10 és 100 Mbit/s fél és full duplex kommunikáció kis teljesítményű mód programozható MAC cím LED-ek programozhatók CRC hiba elnyomás konfigurálható megszakítás cross-over támogatás polaritás korrekció µdma használható

22 USB kontroller Tulajdonságai: megfelel az USB IF szabványnak USB 2.0 high speed 12 Mb/s és low speed 1.5 Mb/s integrált PHY (csak csatlakozó kell) 4 átvitel típus: control interrupt bulk isochronous 16 végpont: 1 dedikált bemenet, 1 dedikált kimenet 7 konfigurálható be, 7 konfigurálható kimenet 4kB dedikált memória FIFO kezelés µdma használható

23 Analóg komparátor Tulajdonságai: két külső bemenet összehasonlítása külső bemenet komparálása belső programozható feszültséggel teszt feszültség komparálása: egyedi külső referenciával elosztott külső referenciával elosztott belső referenciával

24 PWM Tartalmaz 4 PWM generátort és egy kontroll blokkot. A kontrol blokk meghatározza a PWM jel polaritását. Mindem PWM generátor két PWM jelet ad ki, amelyek lehetnek egymástól független jelek (azonos frekvencián), de lehetnek komplementer jelek is. Képes dead-band előállítására is. Egy modul tulajdonságai: 16 bites számláló fel, le számláló a PWM frekvencia állítható az új érték betöltés szinkronizálható két PWM komparátor a feltöltés szinkronizálható kimeneti jelet generál PWM jelgenerátor a komparátor és a számlálóból állítja elő lehetséges két külön PWM jel is Dead-band generátor ADC mintavételezés indítható róla

25 Quadrature Encoder Module Inkrementális enkóder. Tulajdonságai: inkrementális enkóder programozható zajszűrés a bemeneten sebesség mérés egy beéített időzítővel megszakítási lehetőségek: index jel hatására sebesség időzítő lejárt az irány változott hiba keletkezett