恩智浦 LPC 系列微控制器 利用恩智浦 LPC 微控制器在始终开启的应用中实现最大能效 刘维峰工程师 FTF-DES-N1967 Sep. 28, 2016
议程 LPC 微控制器概述 LPC5411x 产品介绍 低功耗技术 LPC5411x 应用 总结 1 1
LPC 微控制器概述 2
恩智浦微控制器系列 Kinetis + LPC General Purpose Families Cortex-M7 Application Specific Families Cortex-M7 Cortex-M4F LPC54000 Low power, scalability 100MHz, M4/M0+ 256KB 512KB Flash 104KB RAM Cortex-M3 LPC1300 Low power, Connectivity 16KB - 64K Flash 4KB 32KB RAM Kinetis K High performance, up to 180MHz 32KB 2MB Flash 8KB 256KB RAM LPC4000/4300 High performance, up to 204MHz, M4/M0 Flash-less, 512KB 1MB Flash 128KB 264KB RAM LPC1500/1700/1800 Scalability with up to 180MHz 0KB, 32KB 1MB Flash 8KB 264KB RAM Cortex-M4F Cortex-M3 Kinetis W BLE, Sub-GHz, 15.4 128KB - 512KB Flash 16KB - 128KB RAM Kinetis V Motor Control Power Conversion Fast peripherals 16KB 1MB Flash 8 KB 256KB RAM Cortex-M0/M0+ LPC800 Low cost 4KB - 32K Flash 1KB 8KB RAM LPC1100, 1200 Low power, Rich feature 8KB - 256K Flash 2KB 32KB RAM Kinetis L Low-power 8KB 512KB Flash 1KB 128K RAM Cortex-M0/M0+ Kinetis M Metrology, 24b SD ADC 64KB 256KB Flash 16KB 32KB RAM Kinetis E 5V Robust 16KB 128KB Flash 2KB 16KB RAM Performance, Integration & Security Performance, Integration & Security 3
LPC 系列微控制器 Performance LPC1800 Performance & Integration LPC4300 High Performance & Integration Mainstream LPC1200 Robust & Reliable LPC1100 Scalable Entry Level LPC1700 Breadth & Scalability LPC1500 Motion Control LPC1300 Entry Level LPC4000 Mid-Range Performance & Integration Low Power LPC54000 Power Efficiency Low Cost LPC800 8-bit Alternative Cortex-M0/M0+ Cortex-M3 Cortex-M4F 4
LPC54000 低功耗微处理器介绍 LPC5410x LPC5411x LPC542xx LPC546xx entry level mass market appeal extended memory & added security added performance & integration Dual Core(Cortex-M4F Cortex-M0+) at 100 MHz 1.62 V to 3.6 V 256-512 KB Flash 104 KB RAM Two product families Optional coprocessor Dual Core(Cortex-M4F Cortex-M0+) at 100 MHz 1.62 V to 3.6 V 128-256 KB Flash 96-192 KB RAM FRO, FS USB, DMIC Two product families Optional coprocessor Cortex-M4F at 100 MHz 1.62 V to 3.6 V 512-704 KB Flash 256-320 KB RAM FRO, FS USB, DMIC & Three product families Optional coprocessor, Optional security Cortex-M4F at 180 MHz 1.62 V to 3.6 V 256-512 KB Flash 136-200 KB RAM FRO, FS/HS USB, DMIC Six product families, Optional TFT-LCD Controller, Ethernet, CAN FD, & Security C 5
LPC5411x 产品介绍 6
Multilayer Bus Matrix LPC5411x: 100MHz Cortex-M4F/M0+ with 256 KB Flash Block Diagram and Key Features ARM Cortex-M4F (100 MHz, MPU) Flash 256 KB RAM 192 KB ROM Bootloader, SPI/I2C Drivers CPU 100MHz Cortex-M4F Cortex-M0+ Co-processor ARM Cortex-M0+ Co-processor MEMORY 存储单元 256 KB Flash, 192 KB RAM 可用资源 DMA Low-Power Management Single V DD power supply, Integrated PMU, POR, BOD, reduced power modes, automatic voltage scaling Clock Generation Unit (12/48/96) MHz FRO, System PLL SYSTEM 32-bit General Purpose (5) SCTimer/PWM 24-bit Multi-Rate(4) Repetitive Interrupt TIMERS WWDT RTC/Alarm Micro-Tick I 2 C Fm+ (8) SPI (8) UART (8) Up to 8-ch LOW POWER INTERFACES Temp Sensor I 2 S(2) GPIO (Up to 50) DMIC Subsystem Crystal-less USB 2.0 ADVANCED CONNECTIVITY ADC 12 bit, 12 ch, 5 Msps LOW-POWER ANALOG 接口 立体数字 DMIC 接口 (PDM, decimator, HW VAD) 8 SPI, 8 I2C, 8 UART, 2 I 2 S channels. 最大 8 个通道 无需外部晶振全速 USB 高能效 5.0 Msps, 12-bit ADC 时钟与定时器 12/48/96 MHz FRO, 100 khz-1.5mhz WDOG OSC, 32 Xtal OSC, 外部输入时钟 基本增强型的定时器包括 SCTimer/PWM 异步外设总线 封装 LQFP64 (10 x 10 mm) WLCSP49 (3.45 x 3.45 mm) LPC5411x Silicon LPCXpresso 54114 开发板 (OM13089) LPC54114 Audio & Voice Recognition Kit 开发板 (OM13090) 应用范围 消费 / 可穿戴 / 健康管理 可穿戴 体质监测 家庭医疗 病人监护游戏 / 娱乐 控制台 用户运动控制与定位 语音识别与触发 智能玩具家庭 / 楼宇自动控制 照明控制, 空调控制, 消防, 安全 语音控制 其他 供电电压 : 1.62 ~ 3.6V 温度范围 : -40 ~ 105 C 7
双核微控制器的优势 高性能总线矩阵 每个核都可操作 3 段独立的内部 SRAM FlexComm 可以分为两个接口部分, 允许在一个核上有高达 5 个外设接口, 另一个核上有 3 个接口 两个核可以访问所有 FlexComm 接口 低功耗一直在线操作 提供低功耗对模拟 / 数字传感器一直在线监听, 并且可以唤醒两个核进行数据处理 数字麦克外设在监听状态下的功耗小于 50uA, 并且能够唤醒相关外设进行处理 第二个核可以处理特定的任务 Cortex-M0+ 可以处理系统级的任务,Cortex-M4F 可以被唤醒处理集中的数据任务 SCTimer 可以产生复杂的 PWM 波形和其他高级时序, 并且这些操作尽可能的不去消耗 CPU 的资源 软件容易开发 软件人员可以独立的开发每一个核 ARM Cortex M4F GPIO Flash (256KB) LPC54114 Advanced High-Performance Bus (AHB) Matrix Push Buttons I2C Sensors FlexComm Interfaces SPI0 OLED Display ARM Cortex M0+ SPI1 SRAM (64/64/32/32KB) Serial Flash USART Radio 8
低功耗与灵活性 FRO 内部晶体振荡器的频率从 12MHz 到 96MHz ( 全温度 / 全电压范围内 ±1% 精度, 功耗为 100uA) 在深度睡眠模式下, 保持 64Kbytes 的 SRAM, 只需 7uA 的电流 数字麦克 ( 立体声与硬件声音监测 ) 内部集成 USB,I2C 与 SPI 驱动, 并且内部有 bootloader 可对 RAM 进行断电以减少功耗拥有独立的电源控制选项 传感器与数字麦克的扩展 RAM LPC5411x 异步外设总线与 DMA 数据交换无需 CPU 干预 所有功耗模式下 RTC 都可以工作 RTC 的功耗为 390 na 无需外部晶振全速 USB 支持通过 USB 进行 Firmware 更新 9
LPC5411x 的能耗 RUN CURRENTS Active 96 12 MHz 48 MHz 12 96 MHz 108 µa/mhz 81 µa/mhz 97 µa/mhz Sleep EXTENDED POWER MODES Wake-up times 96 MHz 3.0 ma 2.0 µs 48 MHz 1.6 ma Deep Sleep 19 µs 12 MHz 900 µa (64 KB retained) 7 µa Deep Power Down 1.2 ms 300 na/390 na * Note: * without RTC / with RTC 10
差异化的数字外设 外设可运行在 Deep-Sleep 模式下 可以通过 USART, SPI and I2C 外设唤醒 CPU. 使用开门狗振荡器的 Micro-Tick 定时器可用于唤醒设备 FlexComm 接口允许最多选择 8 个 USART 或者 SPI 或者 I2C 接口, 也可用于最多 2 个 I2S 接口 数字麦克支持立体声, 并且支持硬件声音监测 FRO 可进行频率调整,USB 外设无需外部晶振 11
定时器 晶体振荡器 智能模拟外设 12-bit ADC, 采样率 5 Msps (12 个通道 ) 独立触发可配置的转换序列 单个或者多个输入突发转换模式 极低的数据采集功耗 (1.65 ua/mhz) 内部集成了温度传感器, 并且连接到 ADC 通道 多个 32 位定时器, 包括 SCT 定时器 无需两个 16 位定时器串联 Sleep 模式下计数保持, 唤醒后继续计数 用于电机控制的高分辨率 SCT 定时器 (<1ns) 12
LPC5411x 资源 Available Now Q2 2016 Q3 Datasheet Reference Manual Docs & Training Errata* Getting Started OOB SW/HW Docs Application Notes Basic Type M4F M0+ Freq. Flash (KB) RAM (KB) Serial I/F (FlexComm) X-less FS USB Package Software Tools LPCXpresso IDE Toolchain IDE Support (IAR, Keil) SW Development Kit Project Creator Pins, Clocks, Peripherals Power Analyzer Power Estimator LPCOpenV3 Unified SDK LPC54113 J128BD64 LPC54113 J256BD64 LPC54113 J256UK49 LPC54114 J256BD64 LPC54114 J256UK49 Y - 100 128 96 Up to 8 Yes 64LQFP Y - 100 256 192 Up to 8 Yes 64LQFP Y - 100 256 192 Up to 8 Yes 49CSP Y Y 100 256 192 Up to 8 Yes 64LQFP Y Y 100 256 192 Up to 8 Yes 49CSP Kit OM13089: LPCXpresso54114 Board OM13090: Audio and Voice Recognition Silicon 64LQFP (10x10x1.54mm) 49CSP (3.54x3.54x0.54mm) 13
低功耗技术 14
低功耗 : 只是工业应用的一个流行语吗? Computational Power 1. 每个人都想要 : 低功耗 可是这意味着, 取决于不同的应用 Size 2. 芯片 / 系统的实现与选择是不同的, 这主要取决于想要的优化点 3. 工业上, 有许多的 工程基准 15
Active Active Power 微控制器的典型应用 T Period T ON 瞬间功耗很重要 设备不能要求大于供电电源的电流 可是更重要的是整体功耗 ( 整体功耗是一段时间内的总的功耗, 也就是左图曲线下方的面积 ) 整体功耗决定了电池的寿命 Sleep Time Duty Cycle is the ratio of Active time (T ON ) over the period (T period ) 16
Active Active Power 多个区域优化 : 唤醒时间 T Period T ON IRC + PLL FRO PLL Example of RC oscillator Example of FRO Sleep 唤醒时间缩小了 10 倍 Time 进入与退出低功耗模式的功耗 减少时间很重要 17
Active Active Power 多个区域优化 : 工作与睡眠模式的优化 工作与睡眠模式下, 功耗优化的一些技术 Sleep 时钟产生器 ( 自动 ) 门控时钟 低功耗稳压器 低功耗振荡器 极低功耗稳压器 电源偏置 RAM Time 18
时钟产生器 LPC5410x LPC5411xx LPC next gen IRC 12MHz +/-2% 150uA FRO 12/48/96MHz +/-1% 60uA FRO 12/48/96MHz +/-1% 60uA 32kHz RTC oscillator + dividers = 200nA 32kHz RTC oscillator + dividers = 200nA 32kHz RTC oscillator + dividers = 200nA 12MHz = 150uA 48MHz ~ 650uA 96MHz ~ 750uA 2.5x-12.5x reduction 12MHz = 60uA 48MHz ~ 60uA 96MHz ~ 60uA LPOSC 6.144MHz +/-2% 1.5uA low power listening mode PLL 500-700uA PLL 500-700uA PLL 500-700uA 19
什么是门控时钟? 门控时钟是一种减少时钟树的同步电路技术, 从而减少动态功耗 门控时钟禁能电路的部分时钟, 从而减少不必要的时钟开关 门控时钟通过寄存器的使能位控制相关时钟的开关 由于门控时钟会改变时钟树的结构, 因此门控时钟属于时钟树 20
软件可以控制门控时钟 最通用的动态功耗控制方法就是操作相关时钟寄存器的使能位 软件只需使能需要使用的模块时钟 门控时钟同样适用于外设时钟的使能 软件不能控制芯片的一些基本模块时钟, 具体模块如下 : 总线桥接 总线 RAM/ROM/FLASH 控制器 芯片的主门控时钟 21
自动门控时钟 自动门控时钟需要能够动态的决定一个时钟什么时候能够关闭或者打开 当某个模块不需要的时候, 自动关闭时钟 Flops in ARM ARM address generation and AHB Matrix decode delay Flops in Infra Making a live decision can limit circuit speed, in this case to 13ns!! 22
Idd_main [ma] 自动门控时钟动态功耗 running CoreMark with different gating options (room temp, Vdd_main = 3.3V, low current API) 12.00 11.00 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0 10 20 30 40 50 freq [MHz] 0x3FF 0x3FE 0x3FC 0x3F8 0x3F0 0x3E0 0x3C0 0x380 0x300 0x200 0x000 Clock gating control bits ( 0 to enable auto gating) 0 RAM0 1 ROM0 2 RAM1 3 ROM1 4 RAM2 5 FLASH VPB 6 FLASH AHB 7 AHB MATRIX 8 AHB2VPB BRIDGE 9 SYCON REGBANK 23
Idd_main [ma] 睡眠模式下, 自动门控时钟 Idd_main in sleep mode w different gating options (room temp, Vdd_main = 3.3V, low current API) 7.00 6.00 Clock gating control bits ( 0 to enable auto gating) 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0 10 20 30 40 50 0x3FF 0x3FE 0x3FC 0x3F8 0x3F0 0x3E0 0x3C0 0x380 0x300 0x200 0x000 0 RAM0 1 ROM0 2 RAM1 3 ROM1 4 RAM2 5 FLASH VPB 6 FLASH AHB 7 AHB MATRIX 8 AHB2VPB BRIDGE 9 SYCON REGBANK freq [MHz] 24
低功耗稳压器 : 提供多种的优质电压规格 P = f clk ac tot V 2 DD + V DD I SC V DD + V DD I leakage V DD 使用最小的 VDD 支持多种电源域, 允许每个任务使用最小功耗 分离电压供电不同的芯片功能模块 (RAM, SB-RAM, ROM, FLASH, CORE, IO, retention domains, analog, RF) 电源架构灵活并且拥有最小开销 提供多种供电域, 无需并联电容提高稳定性 ( 稳定, 相应时间快, 低功耗 ) 25
低功耗 LDO 设计说明 Static specs Symbol Parameter Conditions Min Typ Max Unit Vdda Unregulated DC input voltage 1.5 3.6 V Vout Output range 0.65 1.40 V Dynamic specs Vout_step Output step size 50 mv Vout_acc Vout_acc_lp Output accuracy Output accuracy Including bandgap, regular mode Including bandgap, lowpower mode -5% 5% -10% 10% Vout_acc Output accuracy Excluding bandgap -2% 2% IQ IQ Quiescent current Quiescent current Disabled, at 27 C, no load Low-power, at 27 C, no load 5 na 100 na IQ Quiescent current Regular (per slice) 50 ua Imax Vclamp_h 1 Vlcamp_l 1 200mA output stage Maximum load current 200 ma (magellan version) Voltage at which high-side clamp Relative to Vout +100 mv activates Voltage at which low-side clamp Relative to Vout -100 mv activates Symbol Parameter Conditions Min Typ Max Unit Tstart Startup time Vout within 5% settled 10u 25 us Cload-max Max load capacitance 25mA output stage 5 nf Islope Load step slope 25mA output stage Iload>100μA, regular power mode, ΔVout<10% 10 ma/μs PSRR Power supply rejection ratio 20 db 26
模块化 LDO 阶梯输出概念 reference block regulator core output stage ulp booster ulp bandgap n*vref analog mux ulp ota replica stage voltage control loop load New regulator output stage 可编程 (vref ladder) 自适应偏置 使用分离的 bandgap 升压器, 从而节省功耗 27
Leakage current 电源偏置 RAM, 以减小漏电流 提高 memory 的地电压的电源偏置方案, 可以大幅的减小漏电流 Temperature ( C) 28
29 #NXPFTF 下一代微控制器技术
下一代 28nm FD-SOI 技术 定制的极低功耗系列 电压范围 <.7V ~ 1.1V 随需应变的性能功耗 低成本 比 28LPP 更低的漏电流 30
空前未有的低功耗性能 Cortex-M4 performance: test chip results (Q1-16) <10uA/MHz @ 300MHz with DCDC 从 deep sleep 模式唤醒到运行 100MHz 的时间 <5us Deep Sleep 模式下, 保持 256k byte SRAM 的功耗为 2.4uW 运行模式下的功耗 @ 300MHz <10uW 31
LPC5411X 低功耗模式 32 #NXPFTF
LPC5411x 低功耗模式 CPU SRAM Peripherals Flash Oscillators Wakeup Behavior Run Active Configurable Configurable Active Configurable N/A Sleep Stopped (1) Configurable Configurable Active Configurable Resume Deep Sleep Stopped (2) Configurable OFF Standby OFF Resume Deep Power Down OFF (2) OFF OFF OFF OFF Reset Note 1: sleep 模式下, 仅仅 CPU 停止运行, 其他的不受影响 2 : 不管哪个 CPU 核进入此模式, 两个核都受影响 33
外设功耗控制 CLK AHBCLKCTRLx ASYNCAPBCLKCTRL Digital Peripherals Vdd PDRUNCFG0 Mem & Peripherals RTC BOD, WDT, ADC UART-, SPI-, I2Cslave Others Run Configurable Configurable Configurable Configurable Sleep Configurable Configurable Configurable Configurable Deep Sleep Configurable Configurable Configurable OFF Deep Power Down Configurable OFF OFF OFF 34
独立时钟的 SRAM 块 LPC5411x 拥有 192KB 的 SRAM, 分为 3 个连续的存储空间 4 个电源开关控制 SRAM 的电源 SRAM2 (32KB) Vdd SRAM1 (64KB) SRAM0 (64KB) SRAMX (32KB) 35
I/O 引脚电源控制 除了 Deep Power Down 模式, 其他所有模式下 I/O 引脚的状态都保持不变 Pin States Run Sleep Deep Sleep Retained Retained Retained Deep Power Down Tri-stated 36
不同模式下的唤醒源 RTC BOD, WDT, ADC UART-, SPI-, I2C- slaves, DMIC, USB Ext INT Others Run Configurable Configurable Configurable Configurable Configurable Sleep Configurable Configurable Configurable Configurable Configurable Deep Sleep Configurable Configurable Configurable Configurable No Deep Power Down Configurable No No No No Sleep Deep Sleep Deep Power Down Wakeup Behavior Resume Resume RESET 37
LPC5411x 低功耗模式下的功耗及唤醒时间 900uA @ 12MHz Current Wakeup Time 7µA 0.3µA 1.2ms 19µs 2µs Sleep Deep Sleep Deep Power Down Logarithmic scale 38
降低功耗的注意事项 进入低功耗模式前, 切换到 FRO 时钟并且关掉 PLL IO 引脚配置完成后, 关闭 IOCON 的时钟 为了减小漏电流, 应把不使用的引脚设置为内部下拉并且输出低 除了 Sleep 模式, 其他的低功耗模式下, 调试接口不可用 39
LPC5411x 应用 40
数字麦克子系统 41
数字麦克 (DMIC) 子系统与硬件语音监测 (VAD) 立体声硬件 PDM 转 PCM, 直流滤波, 饱和度 硬件语音监测与噪声监测 应用实例 : 一直睡眠态 数字麦克 (DMIC) 触发唤醒 DMA 传输 数据批量进入 audio 缓冲 从缓冲中复制数据, 然后进入睡眠态 PDM data 400 KHz (Listener) 800 khz (Recognizer) Capture Cascade Integrator Filter Saturation Filter Decimation Filter PCM (16 khz) VAD 语音监测阶段 Uses Average current Stage 1 Stage 2 Stage 3 Always on listening Detects audio envelope change No audio batching Runs only under quiet environment Detects possible speech Audio data batching Speech envelope detection Recognizer Trigger command recognition DMIC at lowest sample rate VAD WD osc (600 khz) FRO (12 MHz) and nominal DMIC sample rate (800kHz) M4 DMA FRO (84 MHz) M4 *<50µA *<300µA *<1.5mA DC Filter FIFO UART/USB/I2S (*)Preliminary Power numbers provided for a specific voice recognition application with a trigger phrase followed by command set 42
数字麦克 (DMIC) 子系统 PDM 接口支持 2 个通道的麦克, 或者一个立体声通道麦克 支持外部解码 IO Muxing HWVAD CLK_BYPASS0 PDM_CLK0 PDM_DATA0 PDM_CLK1 0 1 1 0 1 0 clock data STEREO_DATA0 data clock DMIC Channel 0 DMIC Channel 1 Bus interface CLK_BYPASS1 PDM_DATA1 Flexcomm 7 I 2 S 43
PDMSRCCFG OSR GAINSHIFT PREAC4FRSCOEF PREAC2FRSCOEF 数字麦克 (DMIC) 子系统 DMIC 功能框图 PDM data PDM capture CIC filter 4FS PCM FIR filter Half band decimator FIR filter 2FS PCM IIR filter Half band decimator 1FS PCM 0 1 DC block filter F I F O Bus interface USE2FS DCCTRL To Flexcomm I2S Example: DMIC clock = 800 khz, OSR = 25, 2 FS is used: To HWVAD (DMIC channel 0 only) The 800 khz DMIC data is down-sampled by 25 times to 32 khz. With the 2FS half-band filter the final PCM sample rate is 16 khz 44
数字麦克 (DMIC) 子系统 每个通道有 16 个 FIFO 无需 ARM 核干预, 数据批量从 FIFO 进入 SRAM DMA 处理完数据后, 发送中断给 ARM 核 SRAM 1 FS or 2 FS PCM data DC block filter 16 bit PCM DMIC FIFO 16 samples 16 x 16 bit PCM DMA Voice chunk buffer Software processing SRAM 45
硬件语音监测 (HWVAD) 实现语音波形及噪声的监测 分析来自 DMIC 通道 0 的 PCM 数据 与软件语音监测比较, 具有极低的功耗 可从 Deep-Sleep 模式下唤醒 HWVADGAIN HWVADST10 HWVADRSTT HWVADTHGS HWVADTHGN 16-bit PCM data 16-bit PCM signal shifted by HWVADGAIN Wave envelope and floor noise envelope detector (z8. (THGS+1))>(z7.(THGN+1)) HWVAD Interrupt request 46
总结 : 数字麦克 (DMIC) 子系统 LPC5411x 拥有一个数字麦克子系统, 此子系统包括立体声数字麦克接口与硬件语音监测功能 全硬件处理,PDM 转 PCM, 直流滤波, 饱和度 每个通道有 16 个 FIFO, 可进行批量数据处理 系统时钟关闭状态下, 可触发语音处理 多大 192KB 的 SRAM 可用于语音缓冲及普通应用 固定的时钟结构, 无需 PLL 或者更高频率 47
语音处理 48
数字麦克 (DMIC) 数据流 DMA copies PCM data from FIFO to SRAM DMA copies PCM data from FIFO to SRAM DMA copies PCM data from FIFO to SRAM PCM data period Nr of PCM samples per DMA request PCM 批量处理周期取决于 DMIC 的采样率, 可选的过采样率及 DMIC FIFO 的大小 举例 : 800kHz DMIC 采样率, OSR = 25 plus one halfband filter results in DMA activity every 1ms (800kHz/50 = 16kHz, FIFO is full after 16 samples, 16 * 1/16kHz = 1ms) DMA 不需要 Cortex-M 的参与,Cortex-M 可在低功耗模式下接受 DMIC 的数据 49
32 bytes PCM 数据流 480 bytes stored in SRAM 480 bytes stored in SRAM Data processing Data processing Data processing period 数据处理周期取决于语音数据的处理算法 在语音监测或者识别阶段, 每隔一段时间进行数据处理 举例 : 每 1ms 处理 32 个字节, 每 15ms 处理 480 个字节 50
无需外部晶振的 USB Audio 51
SOF SOF 无需外部晶振产生 +/- 0.25% 精度的时钟 在 USB 总线上 SOF 帧的捕获进行自动 USB 时钟调整 硬件技术 SOF 帧事件 硬件定期的产生新的时钟修正值 FRO 定期与 USB 时钟进行同步 1ms USB Rate Adj. in HW Trim Register 48MHz FRO 52
FRO 内部振荡器 低功耗内部振荡器 (~100 ua, 代替以前的 IRC ) 提供两种可选输出 : 48 MHz 或者 96 MHz ( 选择其一作为高频输出 ) 12 MHz. 出厂时对 48 MHz 和 96 MHz 晶振进行了修正 全温度 / 电压范围 +/- 1% 精度 有些外设可以使用 FRO 的异步时钟, 而不是 CPU 的主时钟 FRO 可以用于主时钟或者 PLL 的时钟源 减少对系统 PLL 的依赖性 好处 1: CPU 在低功耗下, 可以快速的唤醒 好处 2: 低功耗 上电复位, 默认使用的是 12 MHz FRO 作为时钟源 53
片上 USB 设备 ROM 驱动 容易操作, 快速进入市场 通过使用 ROM 驱动, 可以减少客户代码的复杂度 包括 HID, MSC, CDC, DFU 类驱动 提供 API 接口函数 可通过 MSC 和 DFU 进行 Flash 的编程 容易添加新的设备类接口 (e.g. Audio) 54
利用 USB 的同步的 I2S 简单的 audio 缓冲管理 USB Automatic USB Rate Adjustment 48MHz FRO I2S CPU + Peripherals I2S,USB 还有其他外设自动同步, 通过 FRO 时钟 55
总结 56
LPC5411x 的低功耗与低成本 低电压 / 电流下, 运行复杂的算法 使用大 RAM, 增加吞吐量还能运行复杂的算法 无需外部晶振, 节省基本并且减小板子面积 硬件语音触发可以延长电池寿命 I2C 作为从机, 最高波特率可达 3.4Mbps, 节省功耗并且增加吞吐量 FlexComm 接口可灵活配置与预留串行接口 57
ATTRIBUTION STATEMENT NXP, the NXP logo, NXP SECURE CONNECTIONS FOR A SMARTER WORLD, CoolFlux, EMBRACE, GREENCHIP, HITAG, I2C BUS, ICODE, JCOP, LIFE VIBES, MIFARE, MIFARE Classic, MIFARE DESFire, MIFARE Plus, MIFARE FleX, MANTIS, MIFARE ULTRALIGHT, MIFARE4MOBILE, MIGLO, NTAG, ROADLINK, SMARTLX, SMARTMX, STARPLUG, TOPFET, TrenchMOS, UCODE, Freescale, the Freescale logo, AltiVec, C 5, CodeTEST, CodeWarrior, ColdFire, ColdFire+, C Ware, the Energy Efficient Solutions logo, Kinetis, Layerscape, MagniV, mobilegt, PEG, PowerQUICC, Processor Expert, QorIQ, QorIQ Qonverge, Ready Play, SafeAssure, the SafeAssure logo, StarCore, Symphony, VortiQa, Vybrid, Airfast, BeeKit, BeeStack, CoreNet, Flexis, MXC, Platform in a Package, QUICC Engine, SMARTMOS, Tower, TurboLink, and UMEMS are trademarks of NXP B.V. All other product or service names are the property of their respective owners. ARM, AMBA, ARM Powered, Artisan, Cortex, Jazelle, Keil, SecurCore, Thumb, TrustZone, and μvision are registered trademarks of ARM Limited (or its subsidiaries) in the EU and/or elsewhere. ARM7, ARM9, ARM11, big.little, CoreLink, CoreSight, DesignStart, Mali, mbed, NEON, POP, Sensinode, Socrates, ULINK and Versatile are trademarks of ARM Limited (or its subsidiaries) in the EU and/or elsewhere. All rights reserved. Oracle and Java are registered trademarks of Oracle and/or its affiliates. The Power Architecture and Power.org word marks and the Power and Power.org logos and related marks are trademarks and service marks licensed by Power.org. 2015 2016 NXP B.V. 59