ARM微控制器產(chǎn)品平臺的換型及軟硬件功能移植

(沈陽新松機(jī)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(chǎn)品的競爭不斷加劇，以ARM微控制器(MCU)為核心的電子產(chǎn)品隨著產(chǎn)品迭代速度的不斷加快得到更廣泛的應(yīng)用。而由于受產(chǎn)品性能提升、產(chǎn)品功能增加、原控制器芯片停產(chǎn)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(chǎn)品中應(yīng)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(gòu)，最高主頻達(dá)55 MHz，內(nèi)部SRAM空間為64 KB，F(xiàn)lash空間為256 KB，主要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信、CAN通信、電量監(jiān)控、固件升級以及一些計算功能，根據(jù)功能需求移植了μC/OS-II嵌入式實時操作系統(tǒng)及LwIP嵌入式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。新產(chǎn)品中增加了新的通信協(xié)議以及更復(fù)雜的計算過程，對微控制器的主頻要求提高，且對內(nèi)部RAM及Flash容量要求更大，需要對微控制器進(jìn)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(shè)接口要求、芯片體積要求、功耗要求、內(nèi)部存儲資源要求、硬件及軟件功能實現(xiàn)的難易程度、后期服務(wù)及維護(hù)的難易程度等因素。AT91微控制器采用ARM V4體系結(jié)構(gòu)，在ARM體系結(jié)構(gòu)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(chǎn)品的市場調(diào)研，ST公司的STM32F系列產(chǎn)品及TI公司的Tiva C系列微控制器基本符合新產(chǎn)品對微控制器的主頻、外設(shè)接口、芯片體積以及內(nèi)部存儲空間要求。因為STM32F系列產(chǎn)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(chǎn)品，每一系列產(chǎn)品都有部分芯片外設(shè)接口相同，芯片引腳兼容，可直接替換升級。……