Chức năng các khối và các thành phần trong khối của kinetis KL4x MCU family block diagram

Báo cáo kì Đề tài: Chức Năng Các Khối Và Các Thành Phần Trong Khối Của Kinetis KL4x MCU Family Block Diagram Giảng viên hướng dẫn: Thầy ĐẬU TRỌNG HIỂN ARM® CortexTM –M0+ Core : - Tần số lõi lên đến 48 MHz điện áp từ 1,71V đến 3,6V mức nhiệt độ từ âm 40°C đến 105°C - Hỗ trợ ngắt lên đến 32 cho nguồn - Hai cấu trúc vi kiến trúc giúp giảm điện tiêu thụ làm tang hiệu suất hoạt động - Tương thích với kiến trúc tập lệnh nhị phân với Core Cm0 - Bộ Thumb kết hợp tương thích với mật mã cao với hiệu suất lên đến 32 Bits - Đệm Micro cung cấp khả giảm tải chương trình sử dụng hệ thống RAM truy hồi - Chu kỳ đơn 32 bits 32 bits nhân Debug Interfaces: Giao diện thực debug dành cho người dùng - Cho phép gỡ rối chương trình mạch ứng dụng, việc cho chip chạy chương trình theo ý người dùng, lệnh (stepping) hay đến điểm dừng (break point) định Trong trình debug, người dùng khảo sát giá trị ghi, biến bên chip, thao tác giá trị ghi, hay biến, nhằm đặt chip đến trạng thái mong muốn Interrupt Controller: có chức điều khiển ngắt - Chức Một hệ thống thời gian thực gọi “điều khiển kiện” có nghĩa hệ thống phải có chức phản ứng lại kiện xảy môi trường hệ thống Vậy hệ thống phản ứng lại kiện nào? Hiện có hai phương pháp tiếp cận vấn đề Phương pháp Polling hay Vòng lặp Polling phương pháp thứ xử lý ngắt (Interrup) Micro Trace Buffer: đọc đệm nhớ RAM xử lý thông tin - Được phát triển ARM - 32-bit ARM Cortex-M0+ core (up to 48MHz CPU Clock) - Nested vectored interrupt contr (NVIC) - Async wake-up interrupt contr (AWIC) - The Cortex-M0 core is optimized for small silicon die size and use in the lowest price chips - Tiêu thụ lượng 2           System : DMA: Direct memory access (DMA) phương pháp cho phép thiết bị Input/Output(I/O) gửi nhận liệu trực tiếp tới từ nhớ mà không cần thông qua CPU Quá trình quản lý vi xử lý gọi DMA controller(DMAC) Trong máy tính trước đây, có kênh DMA đánh số từ đến Khi ngành công nghiệp kiến trúc máy tính 16 bits(industry standard architecture – ISA) đời, đường bus mở rộng kênh DMA 5,6, thêm vào ISA chuẩn bus cho máy tính IBM, cho phép thiết bị khởi tạo phiên truyền tải liệu với tốc độ nhanh trước ISA sau thay AGP(accelerated graphics port) card mở rộng PCI(peripheral component interconnect), mà nhanh nhiều Mỗi kênh DMA yêu cầu đường để thực chức Một đường cho DMA controller, đường cho CPU Một công cụ tài nguyên hệ thống máy tính sử dụng việc giao tiếp Hardware Software Có dạng tài nguyên hệ thống bao gồm: I/O address Memory address Interrupt request numbers(IRQ) Direct memoty access(DMA) channels Các kênh DMA sử dụng để trao đổi liệu thiết bị ngoại vi nhớ hệ thống Cả dạng tài nguyên hệ thống kể hoạt động dựa vào đường cố định bus Một kênh DMA cho phép thiết bị truyền liệu không qua CPU, giảm tải cho CPU Nếu DMA, CPU phải copy liệu từ thiết bị ngoại vi Internal Watchdog: Là Timer có chưng reset lại xử lý trung tâm Sử dụng để chống lại tình lỗi phần mềm, Vi điều khiển thực vòng lặp vô hạn Low leakage wake-up unit : Dùng vi xử lý thoát khỏi chế độ tiêu thụ điện thấp Bit manibulation Engine : Kiểm soát thiết bị hoạt động mức tiêu thụ thấp, phát lỗi thuật toán  Unique ID : Cung cấp ID để phân biệt đối tượng khác nhau, ID dùng cho đối tượng 3  Memories : Program Flash (128 to 256KB) : Bộ nhớ Flash có tích hợp mạch Ghi cách cung cấp trường điện tích tới toàn chip tới phần xác định trước gọi Block Bộ nhớ Flash làm việc nhanh nhớ EEPROM truyền thống thay Xóa Byte mà xóa Block lớn Chip lúc sau Ghi lại Bộ nhớ Flash trì liệu mà không cần tới nguồn cung cấp  SRAM (16 to 32KB) : SRAM nhớ truy xuất ngẫu nhiên tĩnh, loại nhớ bán dẫn Từ “Static” (tĩnh) nhớ lưu giữ nội dung nguồn hoạt động, khác với RAM động (Dynamic RAM) loại RAM mà cần phải cập nhập nội dung theo định kỳ 4     Clocks : Phase Locked Loop : Về hệ thống điều khiển tần số khép kín, chức dựa việc phát sai khác pha tín hiệu lối vào lối giao động điều khiển (CO) Frequency- locked loop:  Là hệ thống điều khiển điện tử tạo tín hiệu bị khóa để tần số tín hiệu đầu vào tín hiệu tham chiếu Mạch so sánh tần số dao động kiểm soát để kiểm tra, tự động tăng giảm tần số dao động tần số  Một vòng lặp khóa tần số ví dụ hệ thống điều khiển cách sử dụng thông tin phản hồi tiêu cực Tần số-khóa vòng sử dụng Đài phát thanh, viễn thông, máy tính ứng dụng điện tử để tạo tần số ổn định, hoặcđể phục hồi tín hiệu từ kênh giao tiếp ồn Low/High – Frequency Oscillators : - Dùng để tạo tín hiệu điện tử cao hay thấp tùy theo yêu cầu người dùng Internal Reference Clocks : - Là đồng hồ tham chiếu dùng để đồng hóa hoạt động lịch 5    Analog: 16 bit – ADC : - Là mạch chuyển đổi tín hiệu tương tự số 16 bit Analog comparator : - Analog comparators khuếch đại so sánh độ lớn điện áp hai đầu vào Một so sánh tương tự khuếch đại hoạt động với thông tin phản hồi tiêu cực loại bỏ, thông tin phản hồi tăng cao, điện áp đầu vào cực đoan đến khác Trong so sánh tương tự, thường giới hạn bên ± 10 volt giới hạn để tránh thiệt hại 12 bit – DAC : - DAC 12 bit (Digital Analog Converter) chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự 12 bit 6     Times : PWM (Pulse Width Modulation): Phương pháp điều xung PWM phương pháp điều chỉnh điện áp tải, hay nói cách khác phương pháp điều chế dựa độ rộng chuỗi xung vuông, dẫn đến thay đổi điện áp PWM ứng dụng nhiều điều khiển Đây phương pháp thực theo nguyên tắc đóng ngắt nguồn tải cách có chu kì theo luật điều chỉnh thời gian đóng cắt Phần tử thực nhiện vụ mạch van bán dẫn PIT(Periodic Interrupt Timers): đếm định kì thời gian ngắt có chức đếm kiện, định thời Ví dụ ngắt ngắt truyền thông nối tiếp, ngắt định thời gian, ngắt cứng, ngắt Khi kiện yêu cầu ngắt xuất hiện, chấp nhận CPU lưu cất trạng thái hoạt động cho chương trình thực ví dụ nội dung đếm chương trình (con trỏ lệnh) nội dung ghi lưu liệu điều khiển chương trình nói chung để thực thi chương trình phục vụ tác vụ cho kiện ngắt Low-Power Timer: đếm lượng mức yếu Đếm tín hiệu xung để phát mức hoạt động KIT diễn có mức cho phép hay không? Nếu lượng yếu sẻ cảnh báo cho hệ thống Secure Real-Time Clock: Bộ đếm kiểm tra thời gian thực, công dụng đồng hồ theo dõi thời gian đáp ứng việc giữ thời gian xác KIT cho hệ thống nhúng, xung bảo vệ thời gian thực, tình giây, phút, 7 Communication Interfaces( Tương tác giao tiếp) : - Giao tiếp vi điều khiển với thiết bị ngoại vi    2*I²C (Inter-Integrated Circuit): loại bus nối tiếp I²C sử dụng hai đường truyền tín hiệu: đường xung nhịp đồng hồ(SCL) đường liệu(SDA) Các chế độ hoạt động I²C bao gồm: Chế độ chuẩn (standard mode) hoạt động tốc độ 100 Kbit/s Chế độ tốc độ thấp (lowspeed mode) hoạt động tốc độ 10 Kbit/s SPI(Peripheral Interface Serial): bus giao tiếp đồng thường sử dụng để gửi liệu vi điều khiển thiết bị ngoại vi nhỏ LCD, cảm biến, thẻ SD SPI chuẩn bus có dây cho clock liệu UART (Universal Asynchronous Reciever/Transmitter) Low-power UART : - Trong giao tiếp UART, hai UART giao tiếp trực tiếp với Các UART truyền chuyển liệu song song từ thiết bị điều khiển CPU vào dạng nối tiếp, truyền liệu nối tiếp đến UART nhận, sau chuyển đổi liệu nối tiếp trở lại thành liệu song song cho thiết bị nhận - Ở có khối UART sử dụng với tín hiệu thông tin bình thường dùng cho tín hiệu mức thấp   I²S (Inter-IC Sound, Integrated Interchip Sound): Chuẩn dùng cho việc truyền liệu âm Hỗ trợ truyền hai kênh liệu đường bus tín hiệu nối tiếp USB OTG(USB On-The-Go): Giao thức kết nối USB (Universal Serial Bus) yêu cầu thiết bị thuộc mô hình khách/chủ Về bản, cổng USB máy tính bạn chủ flashdrive (USB) nhỏ xinh khách Khi khách chủ gặp nhau, kết nối tạo lập Khối HMI: - Là thiết bị thiển thị trình xử lý dự liệu để người sử dụng điều khiển trình xử lý  GPIO : - Là cổng giao tiếp Vi điều khiển với người sử dụng Với hỗ trợ chân Ngắt số chân khác  Xtriinsic low-power touch-sensing interface ( giao diện cảm biến mức thấp): - Được hỗ trợ cảm ứng điện dung đầu vào lên đến 16 điện cực bên DMA chuyển giao liệu - Segments không phát cảnh báo người sử dụng thất bại hình hiển thị LCD - Giúp tránh khả sai sót trình đọc liệu ứng dụng cụ thể  Segment LCD Controller : - Màn hình LCD tích điện mức thấp Được điều khiển 376 phân đoạn ( segments), kích thước 47x8 51x4  ... có tích hợp mạch Ghi cách cung cấp trường điện tích tới toàn chip tới phần xác định trước gọi Block Bộ nhớ Flash làm việc nhanh nhớ EEPROM truyền thống thay Xóa Byte mà xóa Block lớn Chip lúc... định Trong trình debug, người dùng khảo sát giá trị ghi, biến bên chip, thao tác giá trị ghi, hay biến, nhằm đặt chip đến trạng thái mong muốn Interrupt Controller: có chức điều khiển ngắt - Chức. .. kín, chức dựa việc phát sai khác pha tín hiệu lối vào lối giao động điều khiển (CO) Frequency- locked loop:  Là hệ thống điều khiển điện tử tạo tín hiệu bị khóa để tần số tín hiệu đầu vào tín