摘要：

    介紹了32位ARM核微處理器芯片PUC3030A的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，分析了其具有競爭力的優(yōu)異性能，列舉了一些可能的應(yīng)用領(lǐng)域。在某些應(yīng)用領(lǐng)域，采用PUC3030A方案，系統(tǒng)成本遠(yuǎn)低于采用8051加擴(kuò)展芯片的方案。

    英國ARM公司設(shè)計(jì)的32位RISC Reduced Instruction Set Computer CPU芯核（簡稱ARM芯核），具有功耗低、成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)目前已占有75%以上的32位嵌入式產(chǎn)品市場。而ARM系列芯片即為各個(gè)半導(dǎo)體廠家開發(fā)的基于ARM芯核的芯片。目前設(shè)計(jì)、生產(chǎn)ARM芯片的國際大公司已經(jīng)超過100多家，國內(nèi)中興集成電路和華虹等公司也已經(jīng)購買ARM公司的芯核用于通訊專用芯片和加密IC卡的設(shè)計(jì)。
PUC3030A是德國Micronas公司開發(fā)的基于32ARM核的高性能低功耗微處理器。采用ARM7TDMI內(nèi)核，內(nèi)部集成了USB1.1接口控制RTC為帶日歷和報(bào)警功能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，內(nèi)部看門電路，功率管理，加密控制器，256K字節(jié)FLASH56K字節(jié)SRAM等。在許多應(yīng)用領(lǐng)域其系統(tǒng)成本遠(yuǎn)低于采用8051加擴(kuò)展芯片的方案。由于Micronas公司及其第三方設(shè)計(jì)室提供了眾多的程序庫，加上ARM公司ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境支持C和C++使得其軟件開發(fā)也十分容易。因此，PUC3030A將是許多電子產(chǎn)品方案的選擇之一。
1、PUC3030A的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能指標(biāo)
    PUC3030A的內(nèi)部功能框圖如圖1所示:PUC3030A內(nèi)部為64MHz ARM7TDIMI 32位微處理器，約60MIPs，固定為小模式運(yùn)行，可以處理MP3、AAC等數(shù)字音頻的解碼和語音的編解碼，具有完成一定數(shù)據(jù)處理分析的功能。PUC3030A內(nèi)置48KB通用SRAM和256KB FLASH RAM另有存儲(chǔ)器保護(hù)單元和加密控制器，使其具有很好的程序和數(shù)據(jù)保密功能。
    PUC3030A有內(nèi)部PLL和功率控制器，使用6MHz內(nèi)部工作頻率，支持操作、空閑、休眠和關(guān)斷四種模式。
    PUC3030A的USB1.1接口支持控制傳送、塊傳送、中斷傳送和等時(shí)傳送方式。支持等時(shí)傳送方式是   PUC3030A的USB接口的一大特點(diǎn)，是其它大多數(shù)CPU的內(nèi)嵌USB控制器所不支持的功能。此功能可以支持USB音頻和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。其USB接口具有8KB FIFO也是其它大CPU的內(nèi)嵌USB控制器所不具備的，甚至比許多專用USB控制芯片具備更多的USB數(shù)據(jù)緩存空間。
    PUC3030A具有可靈活設(shè)置的中斷控制器每個(gè)GPIO都可以被設(shè)置成FIQ或IRQ中斷，每個(gè)GPIO的中斷觸發(fā)方式都可以設(shè)置成高電平觸發(fā)、低電平觸發(fā)、上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)等四種觸發(fā)方式，使得指輪盤、紅外接收器、鍵盤掃描等低速信號(hào)的處理完全可以處于背景程序中運(yùn)行，不需要一直占用CPU時(shí)間進(jìn)行掃描檢測。
    另外，PUC3030A還有12C主／從接口，66個(gè)GPIO，5個(gè)同步串行口，主模式最高24M位速率，從模式最高16M位速率，支持SPI、12S，多個(gè)同步串行口使得PUC3030A 特別適用于多通道USB音頻產(chǎn)品、LED多屏顯示系統(tǒng)、多通道數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。PUC3030A的2個(gè)全功能串行口支持高速紅外數(shù)據(jù)傳（IRDA）。它還有3個(gè)32位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，內(nèi)部看門狗定時(shí)器，RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘帶日歷和報(bào)警功能，BGA87封裝芯片無此功能。
    PUC3030A具有JTAR調(diào)試接口，支持Multi-ICE、Trace32和Jeeni等JTAG調(diào)試開發(fā)工具和ADS、SDT2.5等開發(fā)軟件，提供了良好的開發(fā)環(huán)境。
    由于PUC3030A具有上述優(yōu)異性能，在許多應(yīng)用領(lǐng)域甚至比采用51系列芯片更具有成本優(yōu)勢。這是因?yàn)椋簩?duì)于一般的應(yīng)用，如果采用51芯片，通常需要擴(kuò)展1片SRAM芯片、1片RTC芯片、1片F(xiàn)alsh芯片2片8255I/O擴(kuò)展電路、1片USB控制芯片、1片看門狗電路；除了運(yùn)算處理速度遠(yuǎn)低于PUC3030A芯片外，采用51方案的成本遠(yuǎn)高于PUC3030A；由于布線多、PCB板面積大等問題，使得采用51方案的電路可靠性遠(yuǎn)低于采用PUC3030A的單芯片方案。
PUC3030A目前提供PQFP100和LFBGA81兩種封裝形式。PQFP100的封裝尺寸為23.2mm×17.2mm，LFBGA81的封裝尺寸9mm×9mm。后者缺少RTC功能，比前者的GPIO少，適合于PCB面積特別小的場合。
2、PUC3030A具有競爭力的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1便攜式帶U盤功能的MP3播放器
    由于PUC3030A支持Nand Flash、MMC、SDC、CF卡等多種Flash芯片和Flash卡，并且可以通過GPIO模擬總線方式支持硬盤，因此它最適宜用來開發(fā)便攜式帶U盤功能的MP3播放器。
PUC3030A使用ARM核進(jìn)行MP3數(shù)據(jù)的存取和解碼。ARM公司提供了解碼庫，Micronas公司移植到PUC3030A上。操作系統(tǒng)采用Micronas公司專門為便攜式MP3播放器設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，以庫文件形式提供。因此，用戶只需修改相應(yīng)的鍵盤顯示程序即可完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，大大縮短了用戶的開發(fā)周期，減少人力資源的投入。
2.2支持長時(shí)間錄音的數(shù)字錄音筆
     由于PUC3030A支持多種語音壓縮格式，如果采用PUC3030A作為數(shù)據(jù)編解碼處理器，再利用其內(nèi)置的USB1.1接口