轻鬆配置基於ARM32位元微控制器.PDF

輕鬆配置基於ARM 的32 位元微控制器 現今開發人員對於嵌入式設計評估和選擇 32 位元微控制器 （MCU ）時面臨諸多挑戰。 MCU 的評估過程極為繁瑣，開發人員要學習如何配置和使用每個候選 MCU 的通用輸入/ 輸出（GPIO ）接腳和周邊功能。隨著 32 位元 MCU 變得更加複雜和精密，每個 GPIO 接 腳和周邊的配置難度也顯著增加。然而一個高度可配置的 GPIO 和周邊功能應當帶給開發 人員更多的設計靈活性，而不是增添設計難度。透過採用易於使用的配置介面，可圖形化 配置元件接腳和周邊功能的軟體工具，嵌入式開發人員可以快速決定應用專案需要的接腳 配置並生成初始化代碼，這將加速開發過程、縮短產品上市時間。下面就讓我們一同來討 論，如何透過圖形化使用者介面（GUI ）的MCU 智慧配置工具簡化設計程序 。 一旦完成應用專案中的設計規格定義，開發人員就可以開始評估可用於設計的候選 MCU 。由於 ARM 已成為 32 位元 MCU 的通用標準，現在許多新型 MCU 產品都整合 ARM Cortex CPU 。MCU 除了需要滿足開發人員在代碼空間、記憶體、周邊和類比功能方 面的規格需求，還要提供所需功能的實體層接腳分配。如果周邊或功能的配置沒有任何接 腳的限制，那麼開發人員僅需審查是否符合規格需求即可。大多數情況下，MCU 周邊功 能可重複用於多個接腳 ，開發人員有責任確定MCU 的配置方式是否能夠滿足設計需求。 理想情況下，開發人員會選擇接腳具有高度可配置性的 MCU ，以便能選擇更小、更便宜 的元件以滿足其應用需求。增加配置的靈活性也使開發人員能夠輕鬆調整產品設計最終的 變動。基於ARM Cortex 核心的MCU 市場新成員 – Silicon Labs Precision32™ MCU 系列 產品，採用易於配置的 dual-crossbar 架構，可以為開發人員提供最靈活的接腳配置特性 。 Dual-crossbar 架構允許開發人員指定數位和類比混合功能到GPIO 接腳。 Silicon Laboratories, Inc. Rev 1.0 1 當開發人員開始為嵌入式應用評估候選 32 位元產品時，他們必須學習如何配置和使用各 種 MCU 產品及相關工具。在大多數情況下，此項任務相當耗時。為開發人員提供一個易 於使用的圖形配置工具，使其能夠確定元件可用的接腳配置 、快速生成初始化代碼，將顯 著降低整體開發時間。例如，為幫助嵌入式設計人員加快 Precision32 MCU 開發速度， Silicon Labs 提供基於 GUI 的 AppBuilder 軟體工具，使開發人員能夠輕鬆配置接腳和周 邊 ，同時也可以直接瞭解接腳功能位於 MCU 封裝上的哪個位置，哪些周邊將被配置使 用。下圖為AppBuilder 工具生成的接腳配置範例。 圖1 AppBuilder 工具生成周邊接腳配置範例 使用 AppBuilder 工具，開發人員很容易就能改變接腳配置，並立即看到這些變化如何影 響其他接腳功能。如果開發人員的代碼開發與電路板設計同時進行，基於 GUI 的接腳配 置能力則更加有用。例如，韌體開發人員可提供一份需要評估的候選接腳需求清單給硬體 設計人員。在盡可能減少系統整體成本的前提下，硬體設計人員將選用 PCB 面積最小、 電路板層數最少的接腳輸出配置。此外，AppBuilder 工具還能使開發人員輕鬆調整最終設 計變更。 Silicon Laboratories, Inc. Rev 1.0 2 使用圖形化工具的另一個顯著優勢是可以減少接腳配置代碼開發，避免由接腳配置所帶來 的任何複雜性。當接腳輸出或接腳配置改變時，工具可以自動生成相對應的代碼。下面的 範例為 AppBuilder 軟體工具生成的接腳配置代碼。在圖 2 中，接腳配置代碼使用在硬體 存取層中定義的功能函數，這是 Precision32 軟體開發套件（SDK ）的一部分，並為暫存 器提供存取層 。 圖2 AppBuilder 工具生成的配置代碼 除了生成代碼，接腳配置工具還必須夠智慧，以提示使用者檢測到的任何錯誤或警告。例 如，如果一個接腳用於類比數位轉換器 （ADC ）的類比輸入，當使用者錯