恩智浦半導體LPC4350是在單芯片上首次實現32位ARM?Cortex?-M0/M4。 M4可以專注于高速數據平面處理，而M0可以處理低速控制任務。通過適當地劃分應用軟件，設計人員可以利用芯片的異構多核架構來創建能夠以節能方式同時處理多個任務的應用程序。目標應用包括電機控制，工業自動化，白色家電，嵌入式音頻，RFID閱讀器和電源管理。

本文介紹了LPC4350的特性和功能，并包含對LPC4300評估套件的實際操作，介紹如何編寫，下載和調試程序。它還突出了該器件獨特的狀態可配置定時器（SCT）和串行GPIO（SGPIO）接口。

在ARM中運行ARM

雙核LPC4350加入了兩個代碼和工具兼容的ARM處理器，它們共享相同的總線并可以緊密協作。 32位ARM Cortex-M4包含一個帶有獨立本地指令和數據總線的三級流水線，以及一個用于外設的第三條總線。它還包括一個支持推測分支的內部預取單元。 M4內核支持單周期DSP和SIMD指令，并包含一個集成的硬件浮點處理器。在任何給定的應用中，M4核心都可以進行高速重載。

另一方面，低功耗Cortex-M0內核通常處理非時間關鍵的監督工作;它被設計為現有8/16位微控制器的低成本32位替代產品。與其兄弟M4一樣，M0處理器提供高達204 MHz的性能，但具有簡單的指令集和減小的代碼尺寸。

圖1顯示了LPC4350的基本架構。 ARM Cortex-M4包括三條AHB-Lite總線，系統總線，I代碼總線和D代碼總線。 I代碼和D代碼核心總線允許來自不同從端口的并發代碼和數據訪問。多層AHB矩陣將ARM Cortex-M4總線和其他總線主控器連接到外設，使得不同總線主控器可以同時訪問矩陣的不同從端口上的外設。這允許在應用程序處理中具有很大的靈活性。

圖1：LPC4350框圖（由恩智浦提供）。

由于大多數外設中斷都連接到兩個處理器，因此Cortex-M0內核可以平滑地從M4內核卸載工作。 GPIO寄存器位于共享AHB總線上，以最大限度地減少延遲。這兩個內核通過使用共享SRAM作為郵箱相互通信，一個處理器在另一個處理器的嵌套矢量中斷控制器（NVIC）中引發中斷，以指示它已發送消息。另一個處理器返回優惠以確認收到。

LPC4350的一個獨特功能是16個串行GPIO，提供標準的GPIO功能，增強了加速串行流處理的功能。每個SGPIO I/O Slice都可以執行串行到并行或并行到串行的數據轉換。此外，這些片是雙緩沖的，包含一個32位FIFO，可以在每個時鐘周期將輸入值從引腳或輸出值移位到引腳。

另一個獨特的功能是狀態可配置定時器（SCT），它可以觸發計數器或根據狀態變量設置定時器，如限制，暫停或停止條件。 SCT可配置為兩個16位計數器或一個32位計數器。您可以使用SCT來更改CPU的時鐘速度，以響應核心溫度的變化或在一定數量的外部事件之后。 （有關SCT的更多信息，請參閱TechZone文章“控制：恩智浦專利權SCT如何改進電機控制”。）

SPI閃存接口（SPIFI）讓Cortex-M4能夠以低成本連接，串行閃存與較高引腳數的并行接口相比，性能損失很小。使用SPIFI，M4內核可以通過處理器或DMA通道以高達40 MB/s的日期速率處理整個閃存范圍。

評估板功能

LPC4300評估板（圖2）圍繞LPC4350FET256，551構建，具有65 MB SDRAM，32 MB并行閃存，512 kB SRAM和串行EEPROM。該板包括各種I/O接口，包括CAN，UART，USART，以太網，USB（主機，設備和OTG），HDMI和音頻輸入和輸出。 JTAG還有額外的連接器，外部電源，SIM卡，功率MOSFET和串行端口。如果你想要更多，有擴展頭和小面包板區域的焊接空間，更不用說無數的跳線，讓你可以控制電路板的眾多配置。

圖2：LPC4300評估板（由恩智浦提供）。

板上附帶的軟件分發包含許多在LPC4350開發系統上運行的示例。此外，它還包含一個ARM CMSIS DSP軟件庫，可讓您運用Cortex-M4的浮點DSP功能。

電路板上的一個接頭與運行KielμVISION4IDE的Keil ULINK2調試器接口，并且板上附帶了限制版本的ARM Keil MDK工具包。我用它來編譯，下載和運行50多個示例程序。

開始使用這種復雜性的套件并不簡單，但它很簡單。首先，下載并解壓縮示例文件和閃存驅動程序，然后將它們移動到適當的目錄中。如果您使用的是Keil MDK，則驅動程序庫二進制文件具有多種內置配置，包括構建內部SRAM（最快），SPIFI和Hitex Flash（Hitex板上的外部并行閃存）。按照“入門指南”中的說明設置跳線，連接ULINK2調試器，使用USB電纜連接到PC，即可開始使用。

有史以來設計的每個評估套件似乎都包含一個“眨眼”程序，這一個也不例外。實際上它有兩個，一個在RTOS下運行而另一個沒有。更有趣的是雙核MBX（郵箱）示例，它展示了如何獨立控制Cortex-M4和M0內核。

在本例中，Cortex-M4是主設備，Cortex-M0是從設備，每個核心運行一個單獨的μVision實例。首先，我雙擊項目文件（M_Mo_ipc.uvmpw），它啟動了μVision。我選擇M0作為活動項目（圖3），LPC43xx_M0_FLASH作為目標，并重建項目。然后我為M4做了同樣的事情。

圖3：構建M4和M0項目。

配置ULINK2和flash編程實用程序后，我能夠下載并運行該程序。基本上這是另一個“眨眼”程序，雖然是一個復雜的程序，M4控制一個LED而M0控制另一個。我能夠逐步完成代碼，設置和刪除斷點，并研究兩個核心之間的交互。該練習提供了豐富的信息，代碼是更復雜程序的有用框架，其中任何一個程序都將受益于其他一些示例程序，特別是外圍驅動程序。