ColdFire微處理器與微控制器

前言

　　ColdFire是Freescale公司在M68000基礎(chǔ)上開發(fā)的32位微處理器與微控制器系列芯片。目前已經(jīng)推出的ColdFire系列芯片內(nèi)核有V2、V3、V4版，ColdFire內(nèi)核是變長的RISC架構(gòu)，內(nèi)有數(shù)據(jù)和指令Cache、EMAC等；片內(nèi)集成了各種模塊，如異常和中斷控制器、密碼加速單元( ACU)、快速以太網(wǎng)控制器、SDRAM控制器、DMA控制器、FlexBus、UART、QSPI、12C、USB、FlexCAN、eTPU、ADC等。ColdFire既支持BDM調(diào)試，也支持JTAG調(diào)試。到目前為止，ColdFire系列芯片已有近百種，不同型號的芯片具有不同的外圍接口、不同大小的片內(nèi)存儲器，或者不同的內(nèi)核版本等。工程技術(shù)人員可以根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用需求，選擇適合的ColdFire產(chǎn)品?！　”緯?位作者是Freescale公司的培訓(xùn)專家和資深產(chǎn)品開發(fā)工程師，他們出版此書的目的是幫助讀者很好地理解ColdFire體系結(jié)構(gòu)。　　全書共計18章，另有1個附錄?！　〉?章介紹ColdFire體系結(jié)構(gòu)?！　〉?章介紹ColdFire內(nèi)核，它包括執(zhí)行單元、指令與操作執(zhí)行流水線?！　〉?章介紹異常和中斷控制器?！　〉?章介紹密碼加速單元?！　〉?章介紹系統(tǒng)集成和內(nèi)部存儲器?！　〉?章介紹FlexBus?！　〉?章和第8章介紹SDRAM控制器、DMA控制器?！　〉?章至第11章介紹UART、QSPI和I2C?！　〉? 2章介紹快速以太網(wǎng)控制器和物理收發(fā)器?！　〉?3章介紹通用串行總線( USB)?！　〉?4章介紹FlexCAN模塊。　　第15章和第16章介紹定時器系統(tǒng)、增強(qiáng)型時序處理單元( eTPU)?！　〉?7章介紹模數(shù)轉(zhuǎn)換器。　　第18章介紹工具和軟件?！　「戒汚介紹ColdFire V2和V3微控制器，以及它們的一些I/O模塊。

內(nèi)容概要

Cold Fire是飛思卡爾公司在M68000基礎(chǔ)上開發(fā)的32位微處理器與微控制器系列芯片。Cold Fire內(nèi)核是變長的RISC架構(gòu)，內(nèi)有數(shù)據(jù)和指令Cache、EMAC等；片內(nèi)集成了各種模塊，如異常和中斷控制器、密碼加速單元（ACU）、快速以太網(wǎng)控制器、SDRAM控制器、DMA控制器、FlexBus、UART、QSPI、VC、USB、FlexCAN、eTPU、ADC等。Cold Fire既支持BDM調(diào)試，也支持JTAG調(diào)試。本書全面介紹了ColdFire產(chǎn)品的各種功能和使用方法，可幫助讀者快速應(yīng)用這些產(chǎn)品。Cold Fire可廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)、信息家電、手持電子產(chǎn)品等。    本書可作為電子、自動化、計算機(jī)、機(jī)械等專業(yè)研究生和高年級本科生用書，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

作者簡介

Munir Bannoura于1974年畢業(yè)，并獲得理學(xué)學(xué)士學(xué)位，之后就職于Burroughs公司，成為一名產(chǎn)品工程師，在密歇根州和英國蘇格蘭兩地工作。1978年，他在阿爾及利亞國家電子和電氣學(xué)院任電子工程教授。1984年，他在Motorola技術(shù)培訓(xùn)部工作，負(fù)責(zé)客戶培訓(xùn)與課程開發(fā)。在Freescale半導(dǎo)體事業(yè)部工作時，他主要負(fù)責(zé)先進(jìn)微處理器和微控制器產(chǎn)品的全球培訓(xùn)。Munir出版的第1本書是與Amy Dyson合作的TPU Microcoding for Beginners，介紹時序處理單元微代碼編程；之后與Richard Soja合作出版了第2本書MPC5554／MPC5553 Revealed；又與Margaret Frances合作出版了第3本書eTPU Programming Made Easy?，F(xiàn)在，Munir和妻子Sharlene生活在密歇根州Farmington Hills。

書籍目錄

第1章  概述  1.1  ColdFire V2內(nèi)核  1.2　異常和中斷  1.3　中斷控制器（INTC）  1.4　密碼加速單元（CAU）  1.5　系統(tǒng)Cache  1.6　SRAM  1.7  FlexBUS  1.8　SDRAM控制器  1.9　DMA控制器  1.10　隊列串行外圍接口（QSPI）  1.11　快速以太網(wǎng)控制器（FEC）  1.12　通用串行總線（USB）  1.13　增強(qiáng)型時序處理單元（eTPU）  1.14　通用異步接收／發(fā)送器（UART）  1.15　局域網(wǎng)控制器（FlexCAN）  1.16　模數(shù)轉(zhuǎn)換器  1.17　內(nèi)部集成電路總線（FC）  1.18　工具和軟件第2章  ColdFire內(nèi)核  2.1　ColdFire內(nèi)核介紹  2.2　用戶編程模式  2.3　管理員編程模式  2.4　尋址模式  2.5　專用指令  2.6　乘法累加單元  2.7　EMAC編程模式  2.8　680x0系列與ColdFire系列的區(qū)別  2.9　增加的ColdFire指令第3章  ColdFire異常和中斷控制器  3.1　異常和中斷概述  3.2　異常處理流程  3.3　異常向量表  3.4　ColdFire異常  3.5　ColdFire中斷控制器簡介  3.6　中斷向量產(chǎn)生  3.7　INTC編程模式  3.8　INTC初始化第4章  密碼加速單元  4.1　密碼加速單元介紹  4.2　CAU結(jié)構(gòu)和配置  4.3　CAU命令  4.4　CAU命令的等值表第5章  系統(tǒng)集成  5.1　系統(tǒng)集成介紹  5.2　CodeFire產(chǎn)品平臺介紹  5.3　系統(tǒng)控制模塊（SCM）  5.4　芯片配置模塊（CCM）  5.5　復(fù)位控制模塊  5.6　時鐘模塊  5.7　邊沿端口模塊（EPORT）  5.8　集成靜態(tài)RAM（SRAM）  5.9　集成Flash存儲器  5.10　Flash編程的EzPort  5.11　Cache第6章  FlexBus  6.1　FlexBus介紹  6.2　FlexBus結(jié)構(gòu)……第7章  SDRAM控制器第8章  DMA控制器第9章  UART第10章  隊列串行外圍接口QSPI第11章  I2C總線第12章  快速以太網(wǎng)控制器與物理層收發(fā)器第13章  USB第14章  FlexCAN第15章  定時器系統(tǒng)第16章　增強(qiáng)型時序處理單元第17章　模數(shù)轉(zhuǎn)換器第18章　工具和軟件附錄A  ColdFire芯片型號

章節(jié)摘錄

　　第1章　概述　　本章將簡要介紹具有高級I/O外設(shè)模塊的ColdFire系列?！　≡贛CF5200系列體系結(jié)構(gòu)中，關(guān)鍵部件之一是交叉矩陣開關(guān)（Crossbar Switch）。它簡化了集成在片內(nèi)的存儲器和I/O資源，具有ColdFire內(nèi)核、eDMA、外部主總線和調(diào)試接口。所有的存儲器年I/O模塊由交叉矩陣分到從總線，而內(nèi)核、DMA控制器、具有DMA的I/O模塊、外部主總線和調(diào)試接口則被分到主總線?！　×硗猓€包括其他一系列共有的ColdFire部件，如V2內(nèi)核、快速以太網(wǎng)控制器（FEC）、通用串行總線（USB）、直接存儲器存取控制器、DMA和eDMA?！　?.1　ColdFire V2內(nèi)核　　ColdFire處理器有2個由指令緩沖區(qū)分離的流水線結(jié)構(gòu)。兩級的指令存取流水線（Ins—truction Fetch Pipeline，IFP）起指令地址產(chǎn)生和指令存取的作用。指令緩沖區(qū)是一個FIFO緩沖區(qū)，它保存的是預(yù)取指令，該指令在操作數(shù)執(zhí)行流水線（Operand Execution Pipeline，OEP）中等待執(zhí)行。0EP有兩級流水線，第l級執(zhí)行指令譯碼并選取操作數(shù)（DSOC），第2級（AGEX）完成指令執(zhí)行并在需要時計算操作數(shù)有效地址。　　V2內(nèi)核在ColdFire指令集架構(gòu)修訂版A的基礎(chǔ)上，增加了1個獨(dú)立的用戶堆棧指針寄存器和4個新的指令來協(xié)助位運(yùn)算?！　〈送?，內(nèi)核有增強(qiáng)的乘法累加單元（EMAC），可以提高信號處理能力。EMAC實(shí)現(xiàn)4級執(zhí)行流水線，優(yōu)化了32×32的位運(yùn)算，支持4個48位的累加器，支持l6位和32位有符號、無符號整數(shù)以及有符號小數(shù)運(yùn)算，提供一整套指令集來處理這些數(shù)據(jù)類型。在單處理器的情況下，EMAC單元以最小的硬件代價為DSP運(yùn)算提供了很好的支持。

編輯推薦

　　本書介紹了使用ColdFire系列產(chǎn)品的技術(shù)細(xì)節(jié)、軟件例程以及用戶技巧，可幫助用戶像專業(yè)人員一樣使用這些產(chǎn)品。ColdFire毓產(chǎn)品最有價值之處是品種童便，案例性較好，外圍模塊可配置，具有設(shè)計工程師容易上手并快速運(yùn)行的特點(diǎn)，它出于對應(yīng)用工程、系統(tǒng)工程和設(shè)計的綜合考慮，有助于68K/ColdFire系列的新用戶快速上手，并迅速將ColdFire應(yīng)用到用戶系統(tǒng)之中?！　eff bock 飛思卡爾半導(dǎo)體消費(fèi)及工業(yè)產(chǎn)品微控制器事業(yè)部產(chǎn)品營銷經(jīng)理

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