典型MCU架构详解与主流MCU介绍
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典型MCU 架构详解与主流MCU 介绍典型MCU 架构详解与主流 MCU 介绍在前面的介绍中,我们已经了解到 MCU 就是基于一定的内核体系,集 成了存储、并行或串行I/O 、定时器、中断系统以及其他控制功能的微 型计算机系统,如图4.1是典型的MCU 组成框图。
目前,虽然很多厂商采用了 ARM 内核体系,但是在具体的MCU 产品 上,各个公司集成的功能差异非常大,形成 MCU 百花齐放的格局,由 于本书的重点是介绍32位MCU ,所以我们将重点以恩智浦公司的MCU 为例来介绍,这些 MCU 中,LPC3000、LH7A 采用ARM9内核, LPC2000 和 LH7 采用 ARM7 内核,LPC1000 系列采用 Cortex-M3 或 M0内核,通过这几个系列的介绍可以了解 MCU 的构成和差异。
4.1恩智浦LPC1000系列MCULPC1000系列MCU 是以第二代Cortex-M3为内核的微控制器,用于处^4.1典即的纠成椎图外耀童时元理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。
采用3级流水线和哈佛结构,其运行速度高达100MHz,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线,使得代码执行速度高达 1.25MIPS/MHZ,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元,特别适用于静电设计、照明设备、工业网络、报警系统、白色家电、电机控制等领域。
LPC1000系列MCU又分为LPC1700系列和LPC1300系列,下面我们分开介绍。
4.1.1 LPC1700 系列MCU 介绍LPC1700系列ARM是以第二代的Cortex-M3为内核,是为嵌入式系统应用而设计的高性能、低功耗的32位微处理器,适用于仪器仪表、工业通讯、电机控制、灯光控制、报警系统等领域。
其操作频率高达100MHz,采用3级流水线和哈佛结构,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的高性能的第三条总线,使得代码执行速度高达 1.25MIPS/MHZ,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元。
视频会议系统组成详解视频会议系统是支撑整个视频会议运行的关键点,视频会议系统组成设备需求以及具体组成网络方式成为搭建视频会议的关键,上海视盈数码是国内顶尖视频会议系统组成供应商,无论您需要多大规模的视频会议网络,视盈数码都能为您提供完备的视频会议系统组成方案,并为您详解其中原理。
视频会议系统组成设备详解:一般的视频会议系统包括MCU多点控制器(视频会议服务器)、视频会议终端(会议室型硬件终端、PC桌面型硬件终端、软件视频会议终端)、网关(Gateway)、Gatekeeper(网闸)等几个部分。
各种不同的终端都连入MCU进行集中交换,组成一个视频会议网络。
(1)多点处理单元(MCU)多点处理单元(MCU)由多点控制器(MC)和多点处理器(MP)组成。
MC能提供支持多点会议的控制功能。
在多点会议中,MC与每一会议终端进行能力交换,最终确定会议中的公共能力。
MC还为会议选定通信模式,使会议中各个终端工作在选定的通信模式上。
MP可以处理视频、音频和数据码流。
MP对视频码流的处理有两种方式:视频切换和视频复合。
MP对音频的处理主要是混合,它可以将M个通道的输入经过处理后得到N个通道的输出。
在数据处理方面,MP主要处理的对象是T.120数据(目前只在软件中有使用,硬件视频会议主要采用双硫协议实现数据交互)。
MCU是视频会议系统的核心部分,为用户提供群组会议、多组会议的连接服务。
目前主流厂商的MCU一般可以提供单机多达100个用户以上的接入服务,并且可以进行级联,可以基本满足用户的使用要求。
MCU的使用和管理不应该太复杂,要使客户方技术部甚至行政部的一般员工能够操作。
目前主流的MCU(如POLYCOM DST MCS4200系列MCU)操作界面非常人性化,全中文,使用非常方便,并符合中国企业和政府会议的需要。
(2)大中小型会议室硬件视频会议终端产品大中小型会议室硬件视频会议终端产品是提供给用户在会议室内使用的,视频会议终端有的设备自带摄像头和遥控器(如POLYCOM VSX系列视频会议终端),有的设备不带摄像头(如POLYCOM DST系列视频会议终端出厂时不带摄像头,但这样也增加了用户选择的余地,配置可以更加灵活),视频会议终端可以通过电视机或者投影仪进行视频显示,用户可以根据会场的大小选择不同的设备及数量。
典型MCU架构详解与主流MCU介绍在前面的介绍中,我们已经了解到MCU就是基于一定的内核体系,集成了存储、并行或串行I/O、定时器、中断系统以及其他控制功能的微型计算机系统,如图4.1是典型的MCU组成框图。
目前,虽然很多厂商采用了ARM内核体系,但是在具体的MCU产品上,各个公司集成的功能差异非常大,形成MCU百花齐放的格局,由于本书的重点是介绍32位MCU,所以我们将重点以恩智浦公司的MCU为例来介绍,这些MCU中,LPC3000、LH7A采用ARM9内核,LPC2000和LH7采用ARM7内核,LPC1000系列采用Cortex-M3或M0内核,通过这几个系列的介绍可以了解MCU的构成和差异。
4.1 恩智浦LPC1000系列MCULPC1000系列MCU是以第二代Cortex-M3为内核的微控制器,用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。
采用3级流水线和哈佛结构,其运行速度高达100MHz,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线,使得代码执行速度高达1.25MIPS/MHz,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元,特别适用于静电设计、照明设备、工业网络、报警系统、白色家电、电机控制等领域。
LPC1000系列MCU又分为LPC1700系列和LPC1300系列,下面我们分开介绍。
4.1.1 LPC1700系列MCU介绍LPC1700系列ARM是以第二代的Cortex-M3为内核,是为嵌入式系统应用而设计的高性能、低功耗的32位微处理器,适用于仪器仪表、工业通讯、电机控制、灯光控制、报警系统等领域。
其操作频率高达100MHz,采用3级流水线和哈佛结构,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的高性能的第三条总线,使得代码执行速度高达1.25MIPS/MHz,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元。
LPC1700系列ARM Cortex-M3的外设组件:最高配置包括512KB片内Flash 程序存储器、64KB片内SRAM、8通道GPDMA控制器、4个32位通用定时器、一个8通道12位ADC、一个10位DAC、一路电机控制PWM输出、一个正交编码器接口、6路通用PWM输出、一个看门狗定时器以及一个独立供电的超低功耗RTC。
v1.0 可编辑可修改典型MCU架构详解与主流MCU介绍在前面的介绍中,我们已经了解到MCU就是基于一定的内核体系,集成了存储、并行或串行I/O、定时器、中断系统以及其他控制功能的微型计算机系统,如图是典型的MCU组成框图。
目前,虽然很多厂商采用了ARM内核体系,但是在具体的MCU产品上,各个公司集成的功能差异非常大,形成MCU百花齐放的格局,由于本书的重点是介绍32位MCU,所以我们将重点以恩智浦公司的MCU为例来介绍,这些MCU中,LPC3000、LH7A采用ARM9内核,LPC2000和LH7采用ARM7内核,LPC1000系列采用Cortex-M3或M0内核,通过这几个系列的介绍可以了解MCU的构成和差异。
恩智浦LPC1000系列MCULPC1000系列MCU是以第二代Cortex-M3为内核的微控制器,用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。
采用3级流水线和哈佛结构,其运行速度高达100MHz,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线,使得代码执行速度高达MHz,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元,特别适用于静电设计、照明设备、工业网络、报警系统、白色家电、电机控制等领域。
LPC1000系列MCU又分为LPC1700系列和LPC1300系列,下面我们分开介绍。
LPC1700系列MCU介绍LPC1700系列ARM是以第二代的Cortex-M3为内核,是为嵌入式系统应用而设计的高性能、低功耗的32位微处理器,适用于仪器仪表、工业通讯、电机控制、灯光控制、报警系统等领域。
其操作频率高达100MHz,采用3级流水线和哈佛结构,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的高性能的第三条总线,使得代码执行速度高达MHz,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元。
LPC1700系列ARM Cortex-M3的外设组件:最高配置包括512KB片内Flash程序存储器、64KB片内SRAM、8通道GPDMA控制器、4个32位通用定时器、一个8通道12位ADC、一个10位DAC、一路电机控制PWM输出、一个正交编码器接口、6路通用PWM输出、一个看门狗定时器以及一个独立供电的超低功耗RTC。
MCU服务器简介MCU服务器简介1·简介MCU服务器(Multipoint Control Unit Server)是一种用于多点视频会议的服务器设备。
它通过将多个终端设备连接在一起,实现多点实时音视频传输和会议控制功能。
MCU服务器具有高效的资源管理和调度能力,可以将多个终端设备的音视频流合成为一个整体,并把合成后的流发送给其他终端设备,从而实现多点视频会议的功能。
2·架构一个典型的MCU服务器由以下几个主要组件组成:●控制单元:负责管理用户的会议请求、资源分配和会议控制。
●会议管理单元:负责管理多个会议室中的会议进程、多点合成和分发功能。
●多媒体处理单元:负责对终端设备传来的音视频流进行处理、合成和转发。
3·功能MCU服务器提供了以下主要功能:●多点视频会议:支持多个终端设备同时参与视频会议,可以实现实时的视频传输和会议控制。
●音频混合和分发:将多个终端设备传来的音频流进行混合和分发,确保每个终端设备都能听到其他与会者的声音。
●视频合成和分发:将多个终端设备传来的视频流进行合成和分发,确保每个终端设备都能看到其他与会者的画面。
●数据共享:支持与会者之间的实时数据共享,如屏幕共享、文件传输等。
●多点会议控制:支持会议的发起、终止和管理,包括与会者的加入、离开、静音等操作。
4·部署方式MCU服务器可以根据具体的需求进行不同的部署方式:●单机部署:将MCU服务器部署在一台物理服务器上,适用于小规模的视频会议场景。
●集群部署:将多台MCU服务器组合在一起,通过负载均衡技术实现高可用和提高系统吞吐量。
5·安全性为保障视频会议的安全性,MCU服务器采用以下措施:●数据加密:对音视频传输的数据进行加密,防止数据被窃听或篡改。
●认证授权:通过用户身份认证和会议授权机制,确保只有合法用户才能参与会议。
●会议保护:支持会议密码和会议锁定功能,保护会议免受未经授权的访问。
干货10个单片机MCU常用的基础知识在单片机(MCU)的学习和应用中,掌握一些基础知识是非常重要的。
本文将为您介绍10个常用的单片机MCU基础知识,希望能够给您带来干货。
1. 什么是单片机(MCU)单片机(Microcontroller Unit)是一种集成了中央处理器(CPU)、存储器(ROM和RAM)、输入/输出接口(IO)以及外设接口等功能于一体的微型计算机系统。
它可以完成逻辑控制、数据处理和通信等功能。
2. 单片机与微处理器的区别单片机与微处理器(Microprocessor)相比,最大的区别在于单片机集成了更多的外设接口,使其具备了更强的实时控制能力。
而微处理器则更适用于需要大量计算和处理的场景。
3. 单片机的工作原理单片机的工作原理可以简单描述为:接收输入信号,经过处理后,产生输出结果。
它通过运行存储在ROM中的程序指令来完成这一过程。
4. 单片机的主要用途单片机广泛应用于各个领域,如家电控制、工业自动化、医疗设备、车载电子等。
由于其低功耗、成本低廉、体积小等优势,使其成为许多嵌入式系统的首选控制器。
5. 常见的单片机开发平台目前市场上有许多单片机开发平台,如Arduino、Raspberry Pi等。
这些开发平台提供了丰富的开发资源和友好的开发环境,方便初学者上手。
6. 单片机的编程语言单片机常用的编程语言有汇编语言和C语言。
汇编语言直接操作单片机的底层寄存器和指令,控制精度高。
C语言较为高级,易读易写,适合进行复杂的控制和计算。
7. 单片机的输入输出单片机通过IO口实现与外部设备的数据交换。
一般情况下,输入是通过传感器或按钮等设备获取外部信号,输出是通过驱动电机、LED等设备实现对外部环境的控制。
8. 单片机的定时器与计数器单片机的定时器与计数器是实现计时和计数功能的重要模块。
它可以用来生成精确的时间延时、产生PWM波形、计算脉冲个数等操作。
9. 单片机的中断系统中断是单片机应对外部事件的一种重要机制。
典型MCU架构详解与主流MCU介绍在前面的介绍中,我们已经了解到MCU就是基于一定的内核体系,集成了存储、并行或串行I/O、定时器、中断系统以及其他控制功能的微型计算机系统,如图4.1是典型的MCU组成框图。
目前,虽然很多厂商采用了ARM内核体系,但是在具体的MCU产品上,各个公司集成的功能差异非常大,形成MCU百花齐放的格局,由于本书的重点是介绍32位MCU,所以我们将重点以恩智浦公司的MCU为例来介绍,这些MCU中,LPC3000、LH7A采用ARM9内核,LPC2000和LH7采用ARM7内核,LPC1000系列采用Cortex-M3或M0内核,通过这几个系列的介绍可以了解MCU的构成和差异。
4.1 恩智浦LPC1000系列MCULPC1000系列MCU是以第二代Cortex-M3为内核的微控制器,用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。
采用3级流水线和哈佛结构,其运行速度高达100MHz,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线,使得代码执行速度高达1.25MIPS/MHz,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元,特别适用于静电设计、照明设备、工业网络、报警系统、白色家电、电机控制等领域。
LPC1000系列MCU又分为LPC1700系列和LPC1300系列,下面我们分开介绍。
4.1.1 LPC1700系列MCU介绍LPC1700系列ARM是以第二代的Cortex-M3为内核,是为嵌入式系统应用而设计的高性能、低功耗的32位微处理器,适用于仪器仪表、工业通讯、电机控制、灯光控制、报警系统等领域。
其操作频率高达100MHz,采用3级流水线和哈佛结构,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的高性能的第三条总线,使得代码执行速度高达1.25MIPS/MHz,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元。
LPC1700系列ARM Cortex-M3的外设组件:最高配置包括512KB片内Flash程序存储器、64KB片内SRAM、8通道GPDMA控制器、4个32位通用定时器、一个8通道12位ADC、一个10位DAC、一路电机控制PWM输出、一个正交编码器接口、6路通用PWM 输出、一个看门狗定时器以及一个独立供电的超低功耗RTC。
MCU与视频会议系统,视频会议用的MCU是什么,MCU主要处理的三大数据为了实现多点会议电视系统,必须设置MCU。
MCU实质上是一台多媒体信息交换机,进行多点呼叫和连接,实现视频广播、视频选择、音频混合、数据广播等功能,完成各终端信号的汇接与切换。
MCU与现行交换机不同之处在于,交换机完成的是信号的点对点连接,而MCU则要完成多点对多点的切换、汇接或广播。
什么是视频会议系统和MCU:1、MCU(MulTI-point Control Unit 多点控制单元)视频会议的核心部分。
协调及控制多个终端间的视讯传输。
有两部分组成分别是MC (MulTIpoint Controller)及MP (MulTIpoint Processor)。
MC 主要是负责协调终端间传输频道使用的先后顺序及利用H.245来界定传输内容的规格;MP则是在MC的控制规则之下真正在从事影音的再制作(mixing)、转送(Switch)以及一些视讯流的处理。
MCU中MC是必须要具备的管理功能,MP则视终端处对视频的处理能力及整体环境架构而有取舍的余地。
2、视频会议的组成会议系统的组成非常简单,每个会场安放一台视频会议终端,终端接上电视机作为回显设备、接上网络作为传输媒介就可以了。
一台终端通常有一台核心编解码器、一个摄像头,一个全向麦克风以及一个遥控器。
核心编解码将摄像头和麦克风输入的图像及声音编码通过网络传走,同时将网络传来的数据解码后将图像和声音还原到电视机和音响上,即实现了与远端的实时交互。
终端通过呼叫IP地址或ISDN号码进行连接(专线无需拨号)。
但在有三点会场就必须采用MCU(视频会议多点控制单元)进行管理。
同电话交换机相似,MCU(多点控制单元)的作用就是在视频会议三点以上时,决定将哪一路(或哪四路合并成一个)图像作为主图像广播出去,以供其他会场点收看。
所有会场的声音是实时同步混合传输的。
在具有MCU 视频会议系统终端构成的会议系统里,。
典型MCU架构详解与主流MCU介绍在前面的介绍中,我们已经了解到MCU就是基于一定的内核体系,集成了存储、并行或串行I/O、定时器、中断系统以及其他控制功能的微型计算机系统,如图4.1是典型的MCU组成框图。
目前,虽然很多厂商采用了ARM内核体系,但是在具体的MCU产品上,各个公司集成的功能差异非常大,形成MCU百花齐放的格局,由于本书的重点是介绍32位MCU,所以我们将重点以恩智浦公司的MCU为例来介绍,这些MCU中,LPC3000、LH7A采用ARM9内核,LPC2000和LH7采用ARM7内核,LPC1000系列采用Cortex-M3或M0内核,通过这几个系列的介绍可以了解MCU的构成和差异。
4.1 恩智浦LPC1000系列MCULPC1000系列MCU是以第二代Cortex-M3为内核的微控制器,用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。
采用3级流水线和哈佛结构,其运行速度高达100MHz,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线,使得代码执行速度高达1.25MIPS/MHz,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元,特别适用于静电设计、照明设备、工业网络、报警系统、白色家电、电机控制等领域。
LPC1000系列MCU又分为LPC1700系列和LPC1300系列,下面我们分开介绍。
4.1.1 LPC1700系列MCU介绍LPC1700系列ARM是以第二代的Cortex-M3为内核,是为嵌入式系统应用而设计的高性能、低功耗的32位微处理器,适用于仪器仪表、工业通讯、电机控制、灯光控制、报警系统等领域。
其操作频率高达100MHz,采用3级流水线和哈佛结构,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的高性能的第三条总线,使得代码执行速度高达1.25MIPS/MHz,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元。
LPC1700系列ARM Cortex-M3的外设组件:最高配置包括512KB片内Flash程序存储器、64KB片内SRAM、8通道GPDMA控制器、4个32位通用定时器、一个8通道12位ADC、一个10位DAC、一路电机控制PWM输出、一个正交编码器接口、6路通用PWM 输出、一个看门狗定时器以及一个独立供电的超低功耗RTC。
MCU最强科普总结(收藏版)MCU是Microcontroller Unit 的简称,中文叫微控制器,俗称单片机,是把CPU的频率与规格做适当缩减,并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制,诸如手机、PC外围、遥控器,至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等,都可见到MCU的身影。
嵌入式专栏1单片机发展简史单片机出现的历史并不长,但发展十分迅猛。
它的产生与发展和微处理器(CPU)的产生与发展大体同步,自1971年美国英特尔公司首先推出4位微处理器以来,它的发展到目前为止大致可分为5个阶段。
下面以英特尔公司的单片机发展为代表加以介绍。
1971年~1976年单片机发展的初级阶段。
1971年11月英特尔公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器英特尔4004,并配有RAM、ROM和移位寄存器,构成了第一台MCS—4微处理器,而后又推出了8位微处理器英特尔8008,以及其它各公司相继推出的8位微处理器。
1976年~1980年低性能单片机阶段。
以1976年英特尔公司推出的MCS—48系列为代表,采用将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构,虽然其寻址范围有限(不大于4 KB),也没有串行I/O, RAM、ROM容量小,中断系统也较简单,但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。
1980年~1983年高性能单片机阶段。
这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口,有多级中断处理系统,多个16位定时器/计数器。
片内RAM、 ROM的容量加大,且寻址范围可达64 KB,个别片内还带有A/D转换接口。
1983年~80年代末16位单片机阶段。
1983年英特尔公司又推出了高性能的16位单片机MCS-96系列,由于其采用了最新的制造工艺,使芯片集成度高达12万只晶体管/片。
单片机(MCU,Microcontroller Unit)的运行原理主要基于其内部结构和功能。
MCU主要由运算器、控制器和寄存器三大部分构成,它们相互连接并协同工作,以实现各种控制和处理任务。
首先,运算器负责执行各种算术和逻辑运算。
它由算术逻辑单元(ALU)、累加器和寄存器等组成。
累加器和寄存器向ALU输入源数据,ALU完成源数据的逻辑运算,并将运算结果存入寄存器中。
控制器是MCU的“组织”部分,负责协调整个系统各部分之间的运作。
它由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等构成。
程序计数器用于存储当前正在执行的指令的地址,指令寄存器则存储从内存中取出的指令。
指令译码器将指令翻译成控制信号,操作控制器根据这些控制信号产生相应的操作控制命令。
寄存器在MCU中起到了临时存储数据的作用。
常见的寄存器包括累加器A、数据寄存器DR、指令寄存器IR、指令译码器ID、程序计数器PC和地址寄存器AR等。
这些寄存器在运算器、控制器和其他部件之间传递数据,确保数据的正确处理和存储。
在MCU的运行过程中,首先通过外部设备或内部程序将指令和数据输入到MCU中。
指令和数据存储在MCU的内存中,包括ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)。
ROM用于存放已编的程序,而RAM则用于随时写入和读出数据。
当MCU开始执行程序时,控制器从ROM中取出指令,并将其存入指令寄存器。
然后,指令译码器对指令进行译码,产生相应的控制信号。
这些控制信号被传递给运算器和各个寄存器,以执行相应的操作。
在执行指令的过程中,运算器从寄存器或内存中取出操作数,并根据指令的要求执行相应的运算。
运算结果再存入相应的寄存器中,或者通过输出端口输出到外部设备。
此外,MCU还具备时钟控制功能。
一个稳定的时钟信号作为时序基准,确保MCU内部各个模块能够同步工作。
时钟信号通常由外部晶体振荡器提供,经过内部时钟控制模块处理后,得到供各个模块使用的时钟信号。
视频会议MCU优势分析一、视频MCU发展历程1.第一代MCU基于包交换技术的第一代MCU;定义了视频、音频、数据等标准,可以实现基于H.264编码的CIF/4CIF格式图像传输,同时可以在传输视频的同时支持数据的共享;在MCU处理结构上采用其特点是采用E1、V.35等专线接口,每块板卡对应一个端口,同时采用多种音频、视频和CPU处理器板卡,多块功能不同的板卡共同完成一路音视频的处理,系统集成度低,板卡种类繁多。
2.第二代MCU随着IP网络技术的发展,出现了第二代基于IP网络的MCU,其系统集成度进一步提高,一块功能板板卡能够处理多路音频、视频信号以及数据功能。
整个系统可以通过单块板卡或多组板卡进行处理,可以实现HD720P质量。
3.第三代MCU第三代MCU是在二代MCU的基础上发展而来,由于处理芯片技术的发展,原来需要多种板卡共同完成的音视频音视频处理功能,能够由一块板卡实现。
根据容量不同可以由机箱总线将单板卡或多板卡进行相关组合达到容量的要求,可以实现HD720P质量,可以通过减少宏块的处理方式实现非对称1080P质量(即上行720P,下行1080),或者通过两组720P芯片处理一路1080P画面实现对称1080P质量。
4.第四代MCU第四代MCU改变了第三代处理方式,采用先进的分布式处理构架,主要包括中央控制单元、高速数据交换单元、专用数字信号处理单元组成。
这一构架将传统MCU的一块CPU板、一块媒体处理板、一块通信接口板及一套备份电源系统整合成一个独立的会议处理平台,实现多点会议的音视频处理。
其中CPU 板负责系统管理及通信。
音视频由专门的DSP媒体板处理。
媒体板上的多个DSP 处理芯片采用分布式处理,资源共享的模式,实现的系统资源的灵活分配。
而每个系统又能和其他独立系统配合系统组成多系统的分布式并行处理构架。
通过分布式并行处理架构可以动态分配资源,实现资源灵活资源处理,配合最新TI6467处理芯片实现单处理芯片实现对称1080P图像传输,第四代MCU 编解码算法也较第三代MCU有了显著的提高,H.264High profile编解码算法可以在MCU上良好的应用。
MCU 架构介绍Microcontroller(微控制器)又可简称MCU或μC,也有人称为单芯片微控制器(Single Chip Microcontroller),将ROM、RAM、CPU、I/O集合在同一个芯片中,为不同的应用场合做不同组合控制.微控制器在经过这几年不断地研究,发展,历经4位,8位,到现在的16位及32位,甚至64位.产品的成熟度,以及投入厂商之多,应用范围之广,真可谓之空前.目前在国外大厂因开发较早,产品线广,所以技术领先,而本土厂商则以多功能为产品导向取胜.但不可讳言的,本土厂商的价格战是对外商造成威胁的关键因素.由于制程的改进,8位MCU与4位MCU价差相去无几,8位已渐成为市场主流;针对4位MCU,大部份供货商采接单生产,目前4位MCU大部份应用在计算器、车表、车用防盗装置、呼叫器、无线电话、CD Player、LCD驱动控制器、LCD Game、儿童玩具、磅秤、充电器、胎压计、温湿度计、遥控器及傻瓜相机等;8位MCU大部份应用在电表、马达控制器、电动玩具机、变频式冷气机、呼叫器、传真机、来电辨识器(Caller ID)、电话录音机、CRT Display、键盘及USB等;16位MCU大部份应用在行动电话、数字相机及摄录放影机等;32位MCU大部份应用在Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN电话、激光打印机与彩色传真机;64位MCU大部份应用在高阶工作站、多媒体互动系统、高级电视游乐器(如SEGA的Dreamcast及Nintendo的GameBoy)及高级终端机等。
而在MCU开发方面,以架构而言,可分为两大主流;RISC(如HOLTEK HT48XXX系列)与CISC(如华邦W78系列). RISC (Reduced Instruction Set Computer) 代表MCU的所有指令都是利用一些简单的指令组成的,简单的指令代表 MCU 的线路可以尽量做到最佳化,而提高执行速率,相对的使得一个指令所需的时间减到最短。
MCU概念及如何降低生产成本1. 简介MCU(Microcontroller Unit)是一种高度集成的小型计算机系统,通常由中央处理器(CPU)、内存、输入输出接口和时钟等组成。
MCU常用于嵌入式系统中,广泛应用于各种电子设备,如智能家居、智能穿戴设备、汽车电子等领域。
2. MCU的优势相比于传统的计算机系统,MCU具有以下几个优势:2.1 小型化MCU具有高度集成的特点,可以将中央处理器、内存和输入输出接口等核心组件集成到一个芯片中,从而实现设备的小型化和轻量化。
2.2 低功耗由于MCU主要用于低功耗设备,其设计目标是尽可能降低功耗以延长设备使用时间。
因此,MCU在设计上采用了许多低功耗技术,如时钟管理、功率管理等,以减少能耗。
2.3 低成本MCU的设计和制造成本相对较低,这使得它成为众多电子设备的首选。
相较于传统计算机系统,MCU的价格更低廉,能够满足大规模生产的需求。
3. 如何降低MCU的生产成本在设计和制造MCU时,降低生产成本是一个重要的考虑因素。
以下是几个可以帮助降低MCU生产成本的方法:3.1 设计简化在设计阶段,需要对MCU的功能和性能进行合理的规划。
通过合理的功能划分和模块化设计,可以降低开发和生产成本。
同时,需要合理选择MCU的规格和参数,避免过度设计,以降低成本。
3.2 选择合适的供应商在选择MCU供应商时,需综合考虑价格、质量和服务等方面。
可以进行多家供应商的比较,并选择提供高性价比产品的供应商,以降低采购成本。
同时,与供应商建立稳定的合作关系,有利于获得更好的价格和技术支持。
3.3 模块化设计采用模块化设计可以降低MCU的生产成本。
通过将常用功能模块设计为可重用的模块,在不同的产品中可以进行灵活组合,从而减少开发和制造的重复工作。
3.4 精确的生产计划建立精确的生产计划是降低MCU生产成本的关键。
通过合理安排生产任务、控制生产进度和管理库存,可以减少资源的浪费和不必要的成本。
典型MCU 架构详解与主流 MCU 介绍在前面的介绍中,我们已经了解到 MCU 就是基于一定的内核体系,集成了存储、并行或串行I/O 、定时器、中断系统以及其他控制功能的微型计算机系统,如图 4.1是典型的MCU 组成框图。
團4.1典型MCU 的组成椎圏目前,虽然很多厂商采用了 ARM 内核体系,但是在具体的 MCU 产品上,各个公司集成的功能差异非常大,形成MCU 百花齐放的格局,由于本书的重点是介绍32位MCU ,所以我们将重点以恩智浦公司的MCU 为例来介绍,这些 MCU 中,LPC3000、LH7A 采用 ARM9 内核,LPC2000 和 LH7 采用 ARM7 内核,LPC1000 系列采用Cortex-M3或M0内核,通过这几个系列的介绍可以了解 MCU 的构成和差异。
4.1恩智浦LPC1000系列MCULPC1000系列MCU 是以第二代Cortex-M3为内核的微控制器,用于处理要求高度 集成和低功耗的嵌入式应用。
采用3级流水线和哈佛结构,其运行速度高达100MHz ,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线,使得代码执行速度高达1.25MIPS/MHz ,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元, 用于静电设计、LPC1000 系列 LPC1700系列ARM 是以第二代的Cortex-M3为内核,是为嵌入式系统应用而设计 的高性能、低功耗的 32位微处理器,适用于仪器仪表、工业通讯、电机控制、灯 光控制、报警系统等领域。
其操作频率高达100MHz ,采用3级流水线和哈佛结构,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的高性能的第三条总线,使得代申涵蕃帥寸钟KOXIKAM*1怖接口照明设备、工业网络、报警系统、白色家电、电机控制等领域。
MCU 又分为LPC1700系列和LPC1300系列,下面我们分开介绍。
4.1.1 LP C1700 系列MCU 介绍特别适复也外逐走时元4丁柏RxD码执行速度高达1.25MIPS/MHz ,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元。
LPC1700系列ARM Cortex-M3的外设组件:最高配置包括 512KB 片内Flash 程序 存储器、64KB 片内SRAM 、8通道GPDMA 控制器、4个32位通用定时器、一个8通道12位ADC 、 一个10位DAC 、一路电机控制 PWM 输出、一个正交编码器接口、 6路通用PWM 输出、一个看门狗定时器以及一个独立供电的超低功耗RTC 。
LPC1700系列ARM Cortex-M3还集成了大量的通信接口:一个以太网MAC 、一个USB 2.0 全速接口、4 个 UART 接口、2 路 CAN 、2 个 SSP 接口、1 个 SPI 接口、3 个I2C 接口、2路I2S 输入和2路I2S 输出。
1丄PC1700 系列 MCU 关键特性:*第二代Cortex-M3内核,运行速度高达 100MHz ; *采用纯Thumb2指令集,代码存储密度高;*内置嵌套向量中断控制器(NVIC ),极大程度的降低了中断延迟; *不可屏蔽中断(NMI )输入;*具有存储器保护单元,内嵌系统时钟; *全新的中断唤醒控制器( WIC ); *存储器保护单元(MPU );* 以太网、USB Host/OTG/Device 、CAN 、I2S ; * 快速(Fm+)I2C 、SPI/SSP 、UART ; *电机控制PWM 输出和正交编码器接口; * 12 位 ADC ;*低功耗实时时钟(RTC );*第二个专用的PLL 可用于USB 接口,增加了主 PLL 设置的灵活性;*4个低功率模式:睡眠、深度睡眠、掉电、深度掉电,可通过外部中断、 中断、USB 活动中断、以太网唤醒中断、CAN 总线活动中断、NMI *具有在系统编程(ISP )和在应用编程(IAP )功能的512KB 片上 储器; * 64KB 片内SRAM 包括:* 32KB SRAM 可供高性能CPU 通过本地代码/数据总线访问;* 2个16KB SRAM 模块,带独立访问路径,可进行更高吞吐量的操作。
模块可用于以太网、USB 、DMA 存储器,以及通用指令和数据存储;* AHB 多层矩阵上具有 8通道的通用DMA 控制器(GP DMA ),结合UART 、AD/DA 转换、定时器匹配信号和 GPIO 使用,并可用于存储器到存储器 的传输;*多层AHB 矩阵内部连接,为每个AHB 主机提供独立的总线。
AHB 主机包括CPU 、 通用DMA 控 制器、以太网MAC 和USB 接口。
这个内部连接特性提供无仲裁延 迟的通信; *实用的LQFP 80/100脚封装。
2丄PC1700 系列中LPC1766 方框图:RTC 等中断唤醒; Flash 程序存 这些SRAMSSP 、I2S 、Aaofi.oi国4 2 LPCl766方杆鮒3.LPC1700 系列MCU 参数规格如下表所示:表4.1 LPCIZOO^列MCU 参数规序 览s 井塞号Flash 侍砂SRAMrKB(卜G L P □MA正殳 tt 码CAJN 2L DBPWVMTirner 32brtSP13SP□ART <495LPCT751 32a - Device 0ch 11- 3 Ooh-4 1/24LQFPBO LPC17ix2«4 I'fll -DevKx6ch 11- 3Ooh 0ch"l2bri41/2斗LQfPflO LPC1754 T28 32■ D«^ict/HDlVCT& Sdh 11 ■3eoh flch/12W I'chidObiii 4恠 4 LQFPSO LPC175&2K訖▼ D 斛GSch1 2t 3zach/12W 1'ch/IObht4 1U24LOFPSOLPC17E E51i21Dev<ce.''Ho5V0T GSch12I3Och Schill 2bft IchMGbil4t/24LQFPBDLPC17M128321DtviC#Son11 2亠3achSch ;1.2M-44 LQFPTOO能比■切LR 幅口 'MM eoftTS gICRW怛勺Lrtr~u 丽两Y ~1*2>5IWJA A W5BL«_ L -^ft. OT0陀却』n 口P43OK1 13SE11 <KJEll ,RWDWTW^O — tfl> > UAp r V4Rp1^ 斗 TDtrJ*- 鱼rujrt *. &E>Aa/i *-Q 晤fi 尸1 4hioa.iMiso5 H MAICVI 4―SAPfVi--PZA1”gPSP 町1町 ITALI “HZI ----- ------} Ht^iit-T旷r・H UB . Ii buq2・ PdbLHnrmHTROM,EdarivWQPIO F^!APft qlv^ h 呼 DB£P1£JiW1总-3ffW)-: i**ID£时蛊on LTOfFWV1 snAM gg hsFlEnhH 正吊A* ro APfl bl 引們E CAMB to APfrRROOe tfULSMAPR kGv* >giL>jp 1<<=>I妙:SCKD SSCLi- * ' iMlSUOiM*O 且 1]* rjfczfij3 A nsRK F ・r 聶 MC^KJ?K_MCLK卜Xc=XI7C3aeL>45IAA2 忻貝中J BJ M W 曾AWEElMTJ3flf|pir>£=0WE 耳 rP9.R2wcDAurcg* UC^Opp-D]>fOkaORT尺丁匚口fiTCk2vnt-r二IT 蕊"匚同— h - *; ma 讹矗昶][■$=:?fiTC 电禅賊坝fe 棋块代衷mWii 接列GPDMA 的外洪CU啊4ourF-朋 PIB»<IEXillLPt iriiQJd&SE^ anlv 罚LAfn 了砂曰专+ 口叭 讣iLFCTTd : LLSJacKC85Y*1IJ 珀昭EX ;4.1.2 LPC1300 系列 MCU 介绍LPC1311/13/42/43 是以第二代ARM Cortex-M3为内核的微控制器,其系统性能 大大提高,增强了调试特性,令所支持模块的集成级别更高。
其最大亮点在于具 有极高的代码集成度和极低的功耗,是业界功耗最低的32位Cortex-M3 MCU 。
LPC1300系列ARM 微控制器的操作频率高达 70MHz ,具有3级流水线功能,并 采用支持独立本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线的哈佛架构,使得 代码执行速度高达 作。
的外设组件:最高配置有 32KB 的Flash 存储器、8KB 的数据 (仅对于LPC1342/43 )、一个快速模式I2C 接口、一个UART 、 42个通用I/O 引脚。
1.LPC13XX 系列MCU 关键特性*第二代Cortex-M3内核,高达70MHz 的运行速度; *内置有嵌套向量中断控制器(NVIC );* 具有 32KB ( LPC1343/13)/16KB ( LPC1342)/8KB ( LPC1311)片上 Flash 程 序存储器; * 10位ADC ,在8个引脚中实现输入多路复用;*在系统编程(ISP )和在应用编程(IAP )可通过片内引导装载程序软件来实现; 串行接口 *带有用于设备的片内PHY 的USB 2.0全速设备控制器(仅对于 LPC1342/43 );*可产生小数波特率、具有调制解调器、内部 FIFO 和支持RS-485/EIA-485的 UART ;* SSP 控制器,带FIFO 和多协议功能;* I2C 总线接口,完全支持I2C 总线规范和快速模式,数据速率为1Mbit/s , 多个地址识别功 其它外设*多达42个通用 配置的开漏操作模* 4个通用定时器 *可编程的看门狗定时器( WDT );*具有系统定时器;*每个外设都具有其自身的时钟分频器,以进一步降低功耗;*集成了 PMU (电源管理单元),可在睡眠、深度睡眠和深度掉电模式中极大限 度减少功耗; *具有三种低功耗模式:睡眠模式、深度睡眠模式和深度掉电模式; *带驱动的时钟输出功能可以反映主振荡器时钟、 IRC 时钟、CPU 时钟、看门狗 时钟和USB 时钟;*掉电检测,具有4个独立的阀值,用于中断和强制的复位;1.25MIPS/MHz ,还包括了一个内部预取单元,支持分支预测操LPC1311/13/42/43 存储器、USB 设备标准具有能和监控模式; I/O (GP10)引脚,带可配置的上拉 /下拉电阻,并有新的、式;/计数器,共有4路捕获输入和13路匹配输出;*12MHz内部RC振荡器可调节到1 %的精度,可将其选择为系统时钟;*PLL允许CPU在最大的CPU速率下操作,而无需高频晶振,可从主振荡器、内部RC振荡器或看门狗振荡器中运行;*可采用48脚LQFP封装和33引脚HVQFN封装。