典型MCU架构详解与主流MCU介绍
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无刷电机及其控制方案MCU讲解一、电机(马达)分类1.DC电机2.AC电机有刷电机是传统产品,在性能上比较稳定,缺点是换向器和电刷接触,使用寿命很短需要定期维护及更新。
相比之下,无刷DC电机由电机主体和驱动器组成,以自控式方式运行,无论是电机使用寿命、还是性能效率方面,都比有刷电机要好。
从电流驱动角度来看,无刷直流电机可分为正弦波驱动和方波驱动。
通常,以方波驱动的电机称为无刷直流电机(BLDC),正弦波驱动的电机则为永磁同步电机(PMSM)。
无刷直流电机,跟永磁同步电机,基本结构相似,主要区别在于控制器电流的驱动方式不同。
二、无刷直流电机(BLDC)讲解BLDC电机中的“BL”意为“无刷”,就是DC电机(有刷电机)中的“电刷”没有了。
电刷在DC电机(有刷电机)里扮演的角色是通过换向器向转子里的线圈通电。
那么没有电刷的BLDC电机是如何向转子里的线圈通电的呢?原来BLDC电动机电机采用永磁体来做转子,转子里是没有线圈的。
由于转子里没有线圈,所以不需要用于通电的换向器和电刷。
取而代之的是作为定子的线圈。
BLDC电机的运转示意图。
BLDC电机将永磁体作为转子。
由于无需向转子通电,因此不需要电刷和换向器。
从外部对通向线圈的电进行控制。
DC电机(有刷电机)中被固定的永磁体所制造出的磁场是不会动的,通过控制线圈(转子)在其内部产生的磁场来旋转。
要通过改变电压来改变旋转数。
BLDC电机的转子是永磁体,通过改变周围的线圈所产生的磁场的方向使转子旋转。
通过控制通向线圈的电流方向和大小来控制转子的旋转。
三、无刷直流电机(BLDC)优势直流电机都可以设计成有刷、或者是无刷电机,但无刷直流电机(BLDC)通常是大多数应用的首选。
不像同步电机那样,无刷电机不需要另外加载启动绕组,同时也不会出现负载突变时产生振荡和失步。
BLDC使用电子换向器替代碳刷,更可靠、更安静,运行效率更高,使用功耗也会随之减少,产品寿命也会更长,从长期使用性价比来讲,选择无刷直流(BLDC)使用都是不二的选择。
详解单⽚机各⼤分类单⽚机是⼀种集成电路芯⽚,是采⽤超⼤规模集成电路技术把具有数据处理能⼒的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O⼝和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显⽰驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到⼀块硅⽚上构成的⼀个⼩⽽完善的微型计算机系统,在⼯业控制领域的⼴泛应⽤。
从上世纪80年代,由当时的4位、8位单⽚机,发展到现在的32位300M的⾼速单⽚机。
单⽚微型计算机简称单⽚机,是典型的嵌⼊式微控制器(Microcontroller Unit)单⽚机芯⽚常⽤英⽂字母的缩写MCU表⽰单⽚机,单⽚机⼜称单⽚微控制器,它不是完成某⼀个逻辑功能的芯⽚,⽽是把⼀个计算机系统集成到⼀个芯⽚上。
相当于⼀个微型的计算机,和计算机相⽐,单⽚机只缺少了I/O设备。
概括的讲:⼀块芯⽚就成了⼀台计算机。
它的体积⼩、质量轻、价格便宜、为学习、应⽤和开发提供了便利条件。
同时,学习使⽤单⽚机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
它最早是被⽤在⼯业控制领域。
由于单⽚机在⼯业控制领域的⼴泛应⽤,单⽚机由芯⽚内仅有CPU的专⽤处理器发展⽽来。
最早的设计理念是通过将⼤量外围设备和CPU集成在⼀个芯⽚中,使计算机系统更⼩,更容易集成进复杂的⽽对体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器,当时的单⽚机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031,此后在8031上发展出了MCS51系列单⽚机系统。
因为简单可靠⽽性能不错获得了很⼤的好评。
尽管2000年以后ARM已经发展出了32位的主频超过300M的⾼端单⽚机,直到⽬前基于8031的单⽚机还在⼴泛的使⽤。
在很多⽅⾯单⽚机⽐专⽤处理器更适合应⽤于嵌⼊式系统,因此它得到了⼴泛的应⽤。
事实上单⽚机是世界上数量最多处理器,随着单⽚机家族的发展壮⼤,单⽚机和专⽤处理器的发展便分道扬镳。
现代⼈类⽣活中所⽤的⼏乎每件电⼦和机械产品中都会集成有单⽚机。
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。
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。
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 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工作原理MCU,即单片机,是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出接口的单一芯片。
它可以通过编程实现控制、计算和通信等功能。
MCU 的工作原理可以分为五个方面:CPU、存储器、输入输出接口、时钟和电源。
1. CPUMCU中的CPU主要负责控制程序的运行和数据处理。
它由指令译码器、算术逻辑单元(ALU)、寄存器和总线组成。
指令译码器负责将指令翻译成CPU能够理解的命令,ALU则负责进行运算操作,寄存器则用于暂时存储数据。
2. 存储器MCU中的存储器包括闪存/EEPROM、RAM和ROM等。
闪存/EEPROM用于存储程序代码和数据,RAM用于暂时存储程序执行时所需的数据,ROM则用于存放固化程序或常量。
3. 输入输出接口MCU中的输入输出接口包括通用输入输出引脚(GPIO)、模拟数字转换器(ADC)、串行通信接口(UART/SPI/I2C)等。
GPIO可以通过编程实现对外部设备的控制,ADC可以将模拟信号转换为数字信号进行处理,UART/SPI/I2C可以实现与其他设备的通信。
4. 时钟MCU中的时钟用于控制CPU和其他外设的运行速度。
它可以由内部或外部源提供,具体取决于MCU的设计。
时钟频率越高,MCU处理数据的速度就越快。
5. 电源MCU需要稳定可靠的电源供应,以确保其正常工作。
电源可以由电池、AC/DC适配器或其他外部供电设备提供。
综上所述,MCU是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出接口的单一芯片。
它通过CPU、存储器、输入输出接口、时钟和电源等组件实现各种功能。
在实际应用中,MCU被广泛应用于控制系统、智能家居、工业自动化等领域。
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。
MCU服务器简介MCU服务器简介⒈概述MCU服务器是一种用于音视频会议的多媒体控制单元(MCU)的服务器设备。
它通过集中控制和管理音视频流,实现多方实时协作和通信。
MCU服务器通常以硬件设备或虚拟化软件形式存在,为企业和机构提供高效的音视频会议解决方案。
⒉功能特点MCU服务器具有以下功能特点:⑴多方通信MCU服务器可以支持多方音视频通信,使与会者能够在一个会议室进行实时互动。
它能够处理音视频流的混合、切换和转发,确保不同终端之间的通信质量和兼容性。
⑵多媒体内容共享MCU服务器支持多媒体内容的共享,包括文档、PPT、图像、视频等。
与会者可以通过MCU服务器将自己的桌面或特定内容共享给其他与会者,实现资源的共享和协作。
⑶隐私保护MCU服务器提供身份验证和安全传输机制,确保会议数据的安全性。
它支持会议加密、身份验证、会议密码等安全功能,保护与会者的隐私和会议内容的保密性。
⑷会议调度和管理MCU服务器具备会议调度和管理功能,包括会议预约、会议纪要、会议记录、参会者管理等。
它通过直观的用户界面和简单的操作流程,提供便捷的会议调度和管理方式。
⑸视频布局和画面质量控制MCU服务器支持多种视频布局和画面质量控制方式。
通过调整视频分辨率、帧率以及编码质量等参数,使会议画面更适应不同终端和网络环境,保证视频质量的同时提升用户体验。
⒊硬件配置MCU服务器的硬件配置可以根据实际需求进行选择和定制。
一般包括以下主要组件:⑴主机服务器MCU服务器的主机服务器是承载所有软件和服务的核心设备。
它通常具备高性能的处理器、大容量的内存、快速的存储系统以及稳定的网络连接。
⑵视频编解码设备MCU服务器使用视频编解码设备对音视频流进行编解码处理。
这些设备能够支持多种音视频编解码算法,并提供高效的编解码性能。
⑶网络设备MCU服务器所需的网络设备包括交换机、路由器和防火墙等。
它们保证MCU服务器与终端之间的高速、稳定和安全的数据传输。
⒋软件配置MCU服务器的软件配置包括基本系统软件和MCU服务器应用软件。
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的工作原理
MCU的工作原理是指微控制器单元(Microcontroller Unit)的运行原理。
MCU是一种集成了处理器核心、存储器、输入/输出(I/O)接口和定时器等功能的单芯片微型计算机系统。
它可以独立完成特定任务,如数据采集、信号处理、控制逻辑等。
MCU的工作原理通常包括以下几个方面:
1. 运算和控制单元:MCU通过内置的处理器核心进行数据的计算和控制操作。
处理器核心可以是基于不同指令集架构的,如ARM、MIPS等。
2. 存储器:MCU集成了不同类型的存储器,包括闪存(Flash)、RAM和EEPROM等。
这些存储器用于存储程序代码、数据和配置信息等。
3. 输入/输出接口:MCU通常拥有多个输入/输出引脚,用于连接外部设备和传感器。
这些接口可以与外部设备进行数据交换和信号传输。
4. 定时器/计数器:MCU内置了定时器和计数器,用于实现定时操作和精确计时。
这些功能非常重要,特别是在需要按时序进行操作的应用中。
5. 中断处理:MCU支持中断机制,能够响应外部事件或内部
状态的变化。
一旦中断事件发生,MCU会暂停正在执行的任务,并转而执行中断服务程序,以处理中断请求。
6. 电源管理:MCU通常具备低功耗特性,并支持多种电源管理模式。
这有助于减小功耗、延长电池寿命,并满足不同应用对于功耗和性能的需求。
MCU的工作原理是通过上述的核心组件和功能相互配合,实现应用程序的运行和控制。
用户可以根据需求编写程序代码,通过MCU的开发环境进行编译、烧录和调试,从而实现特定功能。
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。
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.LPC1700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、RTC 中断、USB活动中断、以太网唤醒中断、CAN总线活动中断、NMI等中断唤醒;* 具有在系统编程(ISP)和在应用编程(IAP)功能的512KB片上Flash程序存储器;* 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。
这些SRAM 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(GPDMA),结合SSP、I2S、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.LPC1700系列中LPC1766方框图:3.LPC1700系列MCU参数规格如下表所示: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1.25MIPS/MHz,还包括了一个内部预取单元,支持分支预测操作。
LPC1311/13/42/43的外设组件:最高配置有32KB的Flash存储器、8KB的数据存储器、USB设备(仅对于LPC1342/43)、一个快速模式I2C接口、一个UART、四个通用定时器、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标准的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,具有多个地址识别功能和监控模式;其它外设* 多达42个通用I/O(GPIO)引脚,带可配置的上拉/下拉电阻,并有新的、可配置的开漏操作模式;* 4个通用定时器/计数器,共有4路捕获输入和13路匹配输出;* 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;* 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。
2.LPC13XX系列MCU方框图如下表所示:3.LPC13XX系列MCU参数规格如下表所示:4.1.3 LPC1100--更高效能MCU向我们走来2009年5月,恩智浦宣布推出将于2010年初推出基于Cortex-M0的LPC1100系列产品。
LPC1100非常适合那些电池供电、电子计量、消费电子外围设备、远程传感器以及所有的16位应用。
ARM Cortex-M0处理器是市场上现有的最小、能耗最低、最节能的ARM处理器。
该处理能耗非常低、门数量少、代码占用空间小,使得MCU开发人员能够以8位处理器的价位,获得32位处理器的性能。
超低门数还使其能够用于模拟信号设备和混合信号设备及MCU应用中,可望明显节约系统成本,同时保留功能强大的Coretex-M0处理器的工具和二进制兼容能力。
Cortex-M0最大的优势在于能效。
数据显示,其运算能力可以达到0.9 DMIPS/MHz,但功耗却仅有80uW/MHz。
这源于所谓的“超低功耗深度睡眠架构”,是因为采用了ARM 180ULL库和PMK,所以相比传统8/16位MCU拥有更低的静态功耗。
另外,尽管动态功耗与眼下的16位处理器相当,但是由于运算性能的提高,实际上处理器在执行同样的任务时所耗费的时间降低了,这就大幅降低了处理器的动态功耗。
ARM Cortex-M0处理器关键特性:* 50MHz主频* 紧密耦合的巢状向量中断控制器快速确定性中断;* 唤醒中断控制器允许从优先级中断中自动唤醒;* 3个低功耗模式:睡眠,深度睡眠和深度掉电;存储器;* 128KB的FLASH存储器;* 16KB的SRAM;串行外围设备;* 带有分数波特率,内部FIFO,支持RS-485的UART;* 带有FIFO和多重协定能力的SPI控制器;* I2C总线接口支持全速I2C总线规格和快速模式的波特率为1Mbps带有多样的地址识别和监控模式;* 模拟外围设备;* 8通道10位的A/D转换器,转换率高达250K采样每秒。
LPC1100系列是世界首款基于Cortex-M0内核的MCU,性价比高,LPC1100的代码和工具与恩智浦其他基于ARM内核的MCU产品相兼容,32位性能与多重电源模式和非常低的深度睡眠模式相结合。
LPC1100提供业界领先的能源效率大大延长电池的使用寿命。
LPC1100的性能效率结合了新标准,代码密度有了显著的改进,可使电池寿命更长也降低了成本。
LPC1100系列方框图如下所示:电源管理单元ADCCortex-M0单元I2CGPIOSPI定时器RAMROMFlashUART时钟发生单元。