ARM Cortex-M4和Cortex-M0 雙核微控制器

概述

LPC4300系列ARM是全球首款采用ARM® Cortex™-M4 和Cortex-M0雙核架構的非對稱數字信號控制器。

LPC4300系列ARM控制器為DSP和MCU應用開發提供了單一的架構和環境。Cortex- M4處理器完美地融合了微控制器基本功能（如集成的中斷控制器、低功耗模式、低成本調試和易用性等）和高性能數字信號處理功能（如單周期MAC、單指令多數據(SIMD)技術、飽和算法、浮點運算單元）。Cortex-M0子系統處理器可分擔Cortex-M4處理器大量數據傳輸和I/O處理任務，減小 Cortex-M4帶寬占用，使得后者可以全力處理數字信號控制應用中的數字計算。利用雙核架構和恩智浦特有的可配置外設，

LPC4300系列ARM可以幫助開發者實現多種開發應用，如：馬達控制、電源管理、工業自動化、機器人、醫療、汽車配件和嵌入式音頻。

LPC4300系列ARM工作頻率高達150MHz，采用3級流水線和哈佛結構，帶有獨立的本地指令和數據總線以及用于外設的第三條總線。并包含一個內部預取指單元，支持隨機跳轉的分支操作。

LPC4300系列ARM獨有的可配置外設包括可配置狀態機定時器（SCT）、SPI 閃存接口（SPIFI）、通用串行GPIO接口（SGPIO）、2 個高速USB控制器（1個帶有片內高速PHY）、1個支持硬件TCP/IP校驗的10 /100T以太網、1個高分辨率彩色LCD控制器、1個外部存儲器控制器以及多個數字和模擬外設。

特性
· Cortex-M4 處理器內核
■ ARM Cortex-M4內核，運行速度高達150MHz；
■ 內置存儲器保護單元（MPU），支持8個區域；
■ 內置嵌套向量中斷控制器（NVIC）；
■ 硬件浮點運算單元（FPU）；
■ 非可屏蔽中斷（NMI）輸入；
■ 具有JTAG和串行線調試（SWD）、串行跟蹤、八個斷點和四個觀察點；
■ 系統節拍定時器。
· Cortex-M0 處理器內核
■ Cortex-M0子系統處理器可分擔Cortex-M4處理器大量數據傳輸和I/O處理任務，減小Cortex-M4帶寬占用，使得后者可以全力處理數字信號控制應用中的數字計算；
■ 運行速度高達150MHz；
■ 具有JTAG和串行線調試（SWD）；
■ 內置嵌套向量中斷控制器（NVIC）。
· 片內存儲器
■ 高達1MB的大容量雙塊Flash存儲器；
■ 高達264KB片內SRAM：
■ 200KB用于存儲程序和數據；
■ 2個32KB SRAM模塊帶獨立訪問路徑，這兩個SRAM塊均可單獨斷電。
■ 32KB的ROM，包含引導程序和片內軟件驅動；
■ 32位的一次性可編程（OTP）存儲器，供用戶使用。
· 可配置數字外設
■ 通用串行GPIO接口（SGPIO）；
■ 掛接在AHB總線的可配置狀態機定時器（SCT）。
· 串行接口
■ 四線SPI閃存接口（SPIFI），傳輸速率高達40Mbps/通道；
■ 1個具有RMII 和MII接口的10/100M以太網接口，支持DMA傳輸實現高吞吐量；
■ 1個高速USB 2.0 Host/ Device /OTG接口，帶有片內PHY，支持DMA傳輸；
■ 1個高速USB 2.0 Host/ Device接口，帶有片內全速PHY和支持片外高速PHY的ULPI接口；
■ 1個支持550模式和DMA傳輸的UART，具有完整調制解調器接口；
■ 3個支持550模式和DMA傳輸的USART，支持同步模式和符合ISO7816規范的智能卡接口，其中一個USART具有IrDA接口；
■ 1個單通道C_CAN 2.0B控制器；
■ 2個帶FIFO和多協議支持的SSP控制器，支持DMA傳輸；
■ 1個SPI控制器；
■ 1個帶有監控模式和開漏I/O引腳、支持快速模式的I2C總線接口，符合full I2C總線規范，數據傳輸速率高達1Mbit/s；
■ 1個帶有監控模式和標準I/O引腳、支持快速模式的I2C總線接口；
■ 2個支持DMA 的I2S接口，一個為輸入，一個為輸出。
· 數字外設
■ 外部存儲器控制器（EMC）支持外部SRAM、ROM、Flash和SDRAM器件；
■ LCD控制器帶有專門的DMA控制器，支持高達1024H×768V分辨率的LCD，支持單色及彩色STN面板和TFT彩色面板，支持高達24位真彩色；
■ SD卡接口；
■ 八通道通用DMA（GPDMA）控制器，可訪問AHB 上所有存儲器和所有支持DMA的AHB從機；
■ 高達146個通用I/O管腳，可配置上拉/下拉電阻和開漏模式；
■ GPIO寄存器位于AHB上，便于快速訪問，支持DMA傳輸；
■ 4個具有捕獲和匹配功能的通用定時器/計數器；
■ 1個用于三相電動機控制的MCPWM；
■ 1個正交編碼器接口（QEI）；
■ 重復中斷定時器（RIT）；
■ 窗口看門狗定時器（WWDT）；
■ 極低功耗實時時鐘（RTC），位于獨立電源域上，帶有256個字節電池供電的備用寄存器；
■ 報警定時器，可電池供電。
· 模擬外設
■ 1個10位的DAC，支持DMA傳輸，數據轉換速率為400KSamples/s；
■ 2個10位的ADC，支持DMA傳輸，數據轉換速率為400KSamples/s，輸入引腳共享這兩個ADC。
· 安全性
■ 可通過片內API編程的AES解密引擎；
■ 2個128位的安全OTP存儲器，用于AES密鑰存儲，可供用戶使用；
■ 每顆芯片具有唯一的ID。
· 時鐘產生單元
■ 晶體振蕩器的運行頻率為1MHz～25MHz；
■ 12MHz內部RC振蕩器精度為1%；
■ 極低功耗的RTC晶體振蕩器；
■ 三個PLL允許CPU在最大的頻率下工作而無需高頻晶體，第二個PLL專門用于高速USB，第三個PLL可用于音頻鎖相環；
■ 支持時鐘輸出。
· 電源
■ 單個3.3V的（2.0V～3.6V）電源供電，通過片內DC-DC轉換器給內核以及RTC電源域供電；
■ RTC電源域可單獨由一個3V的電池來供電；
■ 四種低功耗模式：睡眠、深度睡眠、掉電和深度掉電模式；
■ 超速模式用以提高CPU和總線的時鐘頻率；
■ 各個外設產生的喚醒中斷可以將CPU從睡眠模式喚醒；
■ 外部中斷和采用RTC電源域中電池供電模塊產生的喚醒中斷可以將CPU從深度睡眠、掉電和深度掉電模式中喚醒；
■ 帶四個獨立閾值的掉電檢測，用于中斷和強制復位；
■ 上電復位（POR）。
· 封裝
■ LQFP100/208、BGA144/180和LBGA256封裝。