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XMOS公司的xCORE架構(gòu)MCU是一種全新理念的32位MCU，它用軟件IP的方式實現(xiàn)了傳統(tǒng)MCU的硬件外設(shè)，可以靈活地實現(xiàn)不同數(shù)量的外圍接口。同時，xCORE架構(gòu)極大地提升了外部事件響應(yīng)速度。XMOS最新的CORE-XA芯片架構(gòu)，通過集成低功耗ARMCortex-M3內(nèi)核，更是能夠覆蓋對功耗敏感的更廣闊的市場應(yīng)用。 xCORE架構(gòu)MCU的特點 XMOS公司企業(yè)傳播總監(jiān)Andy Gothard介紹說，xCORE架構(gòu)MCU使用戶能夠用簡單的代碼實現(xiàn)類似SoC的芯片。傳統(tǒng)的MCU外設(shè)(如UART、以太網(wǎng)、US B、SPI、CAN總線等)固定，不能更改，xCORE可以通過軟件調(diào)用IP的方法，實現(xiàn)不同數(shù)量的串口和以太網(wǎng)等接口，使用戶可以根據(jù)需求進行變更。 xCORE技術(shù)由英國Bristol大學(xué)的教授研發(fā)，它將芯片里同一個內(nèi)存單元分開成邏輯上不同的核，執(zhí)行并行運算。統(tǒng)一的CPU處理中心分出的多個邏輯核擁有各自獨立的系統(tǒng)，能夠并行處理外部事件，所有外設(shè)都能通過內(nèi)核實現(xiàn)。 傳統(tǒng)MCU的累加器通過總線與外設(shè)進行通信，其優(yōu)點是外設(shè)可以直接使用，但是存在著中斷和總線競爭。另外，累加器取指令要經(jīng)過流水線和緩存，使得實時性變差。如果外部事件較多，MCU在處理完某個I/O口輸入，再從另一個I/O口輸出，其上升沿將會有很大抖動。xCORE架構(gòu)拋開傳統(tǒng)的MCU架構(gòu)，沒有緩存、中斷和流水線，而是并行執(zhí)行，可以預(yù)測所有事件的執(zhí)行。因此，xCORE極大地提升了外部事件響應(yīng)速度，無論有多少外部事件發(fā)生，其輸出的抖動都非常小。 xTIME調(diào)度中心在硬件上實現(xiàn)了實時操作系統(tǒng)。xCORE實現(xiàn)了實時操作系統(tǒng)的任務(wù)處理，硬件響應(yīng)端口是實時性的I/O，能夠很大程度減輕內(nèi)部xCORE的負擔(dān)，完成不需要其執(zhí)行的任務(wù)。要實現(xiàn)以太網(wǎng)、USB、UART等接口，不需要增加硬件實現(xiàn)，而是采用軟件實現(xiàn)硬件功能。并且，每條指令都是單周期指令，可以用工具預(yù)測出運行任務(wù)所需要的時間。 在軟件開發(fā)方面，Andy Gothard指出，xCORE MCU采用C或C++進行開發(fā)，而FPGA開發(fā)需要編寫硬件描述語言。在中國，采用C或C++編程的工程師要比采用HDL或Verilog的工程師多，這樣更方便工程師運用，再加上XMOS工具簡單易用，產(chǎn)品非常容易上手。 【分頁導(dǎo)航】 第1頁：xCORE架構(gòu)MCU的特點 第2頁：xCORE架構(gòu)MCU的應(yīng)用案例 第3頁：新系列CORE-XA架構(gòu)MCU的改進 xCORE架構(gòu)MCU的應(yīng)用案例 xCORE MCU的性能與中低端FPGA接近，但是其功耗和售價比FPGA低很多。與傳統(tǒng)MCU相比，其價格相差不大，但其性能是32位通用MCU的十倍。Meridian公司早期Hi-Fi音頻產(chǎn)品采用MCU、DSP、FPGA以及一些接口芯片設(shè)計，這樣需要用多個工具設(shè)計，并且電路板會做得很大。后來，該公司采用一顆xCORE MCU替代了早期采用多顆芯片的做法。一顆芯片就實現(xiàn)了所有功能，并且它的性能更好，電路板更小，開發(fā)工具也只需要一套。 SONY Walkman耳機放大器PHA2是xCORE MCU的另一個案例。它不經(jīng)過手機內(nèi)部的CODEC(最多48kHz采樣率)處理，而是通過USB口與手機相連，可以192kHz的采樣率還原真實聲音。這對MCU的要求非常高，需要準(zhǔn)確地還原聲音的每個細節(jié)，對處理速度、響應(yīng)性能要求非常高。xCORE就非常適合這類應(yīng)用。另外，激光切割機采用一顆xCORE MCU就實現(xiàn)了對六個電機高速、精確的同步控制。 【分頁導(dǎo)航】 第1頁：xCORE架構(gòu)MCU的特點 第2頁：xCORE架構(gòu)MCU的應(yīng)用案例 第3頁：新系列CORE-XA架構(gòu)MCU的改進 新系列CORE-XA架構(gòu)MCU的改進 CORE-XA架構(gòu)MCU是XMOS最新系列MCU產(chǎn)品(見圖)。它在xCORE架構(gòu)中加入了一個ARM Cortex-M3低功耗內(nèi)核(7個xCORE核+1個Cortex-M3核)，并保留了其低功耗外設(shè)。它能夠覆蓋對功耗要求較高的采用電池供電的應(yīng)用市場。該MCU是XMOS與Silicon Labs旗下ENERGY Micro合作推出的產(chǎn)品，XMOS把Silicon Labs低功耗的優(yōu)勢集成了進來。 FPGA待機電流在1mA以上，不適合電池供電的應(yīng)用，而搭載ENERGY Micro ARM內(nèi)核的CORE-XA非常適合這類應(yīng)用，并且其性能可以達到500MIPS(Cortex-M3運行時，性能是50MIPS)ENERGY Micro的Cortex-M3 MCU的待機電流可以達到100nA，在待機時僅用Cortex-M3內(nèi)核執(zhí)行，可以大幅延長電池壽命。 相比xCORE架構(gòu)，CORE-XA架構(gòu)能夠覆蓋更大的應(yīng)用市場。電力監(jiān)控應(yīng)用經(jīng)常需要設(shè)計兩個以太網(wǎng)(一個做備份用)，xCORE可以單芯片實現(xiàn)，同時又能用其他核去實現(xiàn)DSP運算。CORE-XA MCU能夠?qū)崿F(xiàn)實時的網(wǎng)絡(luò)通信，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，它能夠提供靈活的接口組合，從而可以很方便地和外部設(shè)備對接。 【分頁導(dǎo)航】 第1頁：xCORE架構(gòu)MCU的特點 第2頁：xCORE架構(gòu)MCU的應(yīng)用案例 第3頁：新系列CORE-XA架構(gòu)MCU的改進 |
