ARM微控制器產品平臺的換型及軟硬件功能移植

(沈陽新松機器人自動化股份有限公司，沈陽 110168)

引 言

近年來，消費類電子產品的競爭不斷加劇，以ARM微控制器(MCU)為核心的電子產品隨著產品迭代速度的不斷加快得到更廣泛的應用。而由于受產品性能提升、產品功能增加、原控制器芯片停產等因素的影響，微控制器通常會面臨換型及升級。本文介紹了換型過程中需要考慮的因素、選型方案以及軟硬件功能在新平臺上的移植過程。

1 芯片換型方案概述

原產品中應用的微控制器型號為Microchip公司的AT91SAM7X256(以下簡稱AT91)，采用ARM7 TDMI架構，最高主頻達55 MHz，內部SRAM空間為64 KB，Flash空間為256 KB，主要實現網絡通信、CAN通信、電量監控、固件升級以及一些計算功能，根據功能需求移植了μC/OS-II嵌入式實時操作系統及LwIP嵌入式網絡協議棧。新產品中增加了新的通信協議以及更復雜的計算過程，對微控制器的主頻要求提高，且對內部RAM及Flash容量要求更大，需要對微控制器進行升級或者換型。

在微控制器選型時，需要綜合考慮新控制器主頻、外設接口要求、芯片體積要求、功耗要求、內部存儲資源要求、硬件及軟件功能實現的難易程度、后期服務及維護的難易程度等因素。AT91微控制器采用ARM V4體系結構，在ARM體系結構的不斷升級中逐漸被低成本、低功耗且性能更高的ARM V7-M系列微控制器所替代。通過對這一系列產品的市場調研，ST公司的STM32F系列產品及TI公司的Tiva C系列微控制器基本符合新產品對微控制器的主頻、外設接口、芯片體積以及內部存儲空間要求。因為STM32F系列產品市場占有率較高，且STM32F具有Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M7多種系列的產品，每一系列產品都有部分芯片外設接口相同，芯片引腳兼容，可直接替換升級。……