深入淺出ColdFire系列32位嵌入式微處理器

前言

這是一本關(guān)于飛思卡爾32位ColdFire處理器開發(fā)和應用的書。很多人在看這本書前可能會問這樣兩個問題：為什么要32位？為什么是ColdFire？這是一個不爭的事實：嵌入式系統(tǒng)中的核心部件微控制器（MCU）或微處理器（MPU）正從早些年的主流8位系統(tǒng)逐漸向全新的32位系統(tǒng)快速升級換代。特別是近年來半導體設計和制造技術(shù)的突飛猛進，大大降低了芯片的價格，使得32位系統(tǒng)在總體成本上已經(jīng)可以被包括消費類產(chǎn)品在內(nèi)的眾多應用領(lǐng)域所接受；另外由于日趨復雜的功能需求，特別是呈爆炸性擴展的網(wǎng)絡通信互聯(lián)的需要，正促使32位系統(tǒng)以異乎尋常的速度進入各類產(chǎn)品和系統(tǒng)的設計領(lǐng)域，32位的設計方案也被大量擺放在廣大電子設計工程師的面前。因此，如何深入理解一款32位處理器的性能和資源及其所需的開發(fā)環(huán)境，以便在較短時間內(nèi)設計出一款高性價比和高可靠性的產(chǎn)品，是擺在很多硬件和軟件設計工程師面前的一個巨大挑戰(zhàn)。和傳統(tǒng)的8位系統(tǒng)發(fā)展道路類似，現(xiàn)在的32位系統(tǒng)設計也正處于群雄逐鹿、各顯神通的階段，國內(nèi)比較常見的32位微控制器有ARM，ColdFire和MIPS等系列?？v觀國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)設計領(lǐng)域，目前ARM架構(gòu)無疑處于32位系統(tǒng)設計的主導地位，這點和當初的51系列在8位單片機中的地位是何其相似。各種原因當然有很多，但其中一個非常重要的原因是關(guān)于ARM架構(gòu)的設計開發(fā)資料和相關(guān)書籍比較多，工程師們比較容易從公開的渠道獲取一些基本資料，以支撐自己的產(chǎn)品開發(fā)。但恰恰也像8位單片機的發(fā)展歷程一樣，面對形形色色各類差異化的產(chǎn)品設計，絕非一個架構(gòu)就可以包攬一切。對于廣大設計工程師來說，有機會能了解和掌握不同架構(gòu)的32位處理器系統(tǒng)，對于優(yōu)化自己的設計方案，擴展設計思路將會提供非常大的幫助。

內(nèi)容概要

　　《深入淺出ColdFire系列32位嵌入式微處理器》是針對飛思卡爾32位ColdFire系列嵌入式微處理器的應用和開發(fā)，主要是針對該系列V2與V3內(nèi)核，即代表該系列大部分的中低端產(chǎn)品的應用。通過對每個模塊的介紹和詳細的應用實例，使讀者更方便更容易地理解各個功能模塊的應用，從而達到快速上手的目的?！渡钊霚\出ColdFire系列32位嵌入式微處理器》基于一個具體的芯片MCF5225x進行舉例和應用，該芯片為最新的ColdFire家族成員，其特點是集成了幾乎所有ColdFire家族的中低端功能模塊，包括使用比較多的以太網(wǎng)，USB OTG，CAN，DMA，F(xiàn)lexBus／MiniBus，SDR／DDR Controller等模塊，并且可以適用于其他各類ColdFire系列芯片?！渡钊霚\出ColdFire系列32位嵌入式微處理器》附光盤1張，內(nèi)含飛思卡爾半導體公司授權(quán)的ColdFire系列資料和代碼例程?！　∽x者對象主要是目前ColdFire處理器的使用者和32位嵌入式處理器的開發(fā)者與愛好者，也可作為大學相關(guān)課程的實驗教材。

作者簡介

諶利，諶利現(xiàn)任飛思卡爾半導體高級應用工程師。1997—2004年，就讀于北京航空航天大學，獲電子信息工程專業(yè)學士和通信與信息系統(tǒng)專業(yè)碩士學位。2004年，進入飛思卡爾半導體公司（原摩托羅拉北亞中心半導體部門）工作，有多年的高端嵌入式處理器系統(tǒng)軟硬件開發(fā)經(jīng)驗。作為全球核心團隊成員，帶領(lǐng)上海ColdFire團隊主要負責32位微處理器ColdFire系列的研發(fā)、新產(chǎn)品定義支持與驗證、應用軟硬件和參考平臺的定義與開發(fā)、技術(shù)文檔編寫以及對全球區(qū)域客戶市場的技術(shù)支持工作。

書籍目錄

第1章 ColdFire基本介紹1.1 ColdFire的歷史和概述1.2 ColdFire應用領(lǐng)域1.2.1 工業(yè)控制領(lǐng)域1.2.2 消費類電子領(lǐng)域1.2.3 醫(yī)療電子領(lǐng)域1.2.4 測試與測量1.2.5 家庭及樓宇自動化1.3 本書內(nèi)容第2章 ColdFire內(nèi)核及處理器架構(gòu)介紹2.1 ColdFire 內(nèi)核基本介紹2.2 ColdFire內(nèi)核結(jié)構(gòu)2.2.1 V2內(nèi)核架構(gòu)2.2.2 V3內(nèi)核架構(gòu)2.2.3 V4內(nèi)核架構(gòu)2.2.4 V4e內(nèi)核架構(gòu)2.3 內(nèi)核主要寄存器2.3.1 數(shù)據(jù)寄存器2.3.2 地址寄存器2.3.3 堆棧指針2.3.4 程序指針2.3.5 條件寄存器2.3.6 異常中斷向量基地址寄存器2.3.7 狀態(tài)寄存器2.4 MAC和EMAC2.4.1 MAC2.4.2 EMAC2.4.3 應用實例2.5 高速緩存2.5.1 ColdFire緩存工作原理2.5.2 主要寄存器2.6 內(nèi)部SRAM和內(nèi)部Flash2.6.1 內(nèi)部SRAM2.6.2 內(nèi)部Flash2.7 ColdFire處理器架構(gòu)2.7.1 CF5210平臺2.7.2 標準產(chǎn)品平臺2.7.3 系統(tǒng)訪問控制2.8 基本指令集介紹2.8.1 尋址模式2.8.2 指令集2.9 μCOSⅡ在ColdFire上的移植2.9.1 μCOSⅡ移植的關(guān)鍵代碼2.9.2 OS_CPU.H2.9.3 OS_CPU_C.C2.9.4 OS_CPU_A.ASM2.9.5 OS_CPU_I.ASM第3章 編程開發(fā)工具3.1 開發(fā)工具概況3.2 CodeWarrior for ColdFire3.2.1 CodeWarrior基本使用3.2.2 項目配置3.2.3 Link文件語法3.2.4 ColdWarrior的默認庫文件3.2.5 燒寫編程3.2.6 調(diào)試3.3 Linux/μCLinux開發(fā)環(huán)境——BSP3.3.1 Linux/μCLinux for ColdFire基本介紹3.3.2 LTIB使用3.3.3 內(nèi)核與文件系統(tǒng)的下載3.3.4 調(diào)試3.4 IAR for ColdFire基本介紹3.4.1 IDE環(huán)境介紹3.4.2 編譯器3.4.3 調(diào)試器CSPY第4章 內(nèi)核異常與中斷控制器4.1 內(nèi)核異常與中斷控制器的基本介紹4.2 內(nèi)核異常處理4.2.1異常中斷處理的工作原理4.2.2中斷向量表與異常介紹4.3 中斷控制器的介紹4.3.1 中斷優(yōu)先級和中斷級別4.3.2 寄存器基本介紹4.4 應用實例4.4.1 中斷控制器的初始化4.4.2 中斷向量表的初始化4.4.3 中斷服務程序的例程第5章 Flex總線和MiniFlex總線5.1 Flex總線基本介紹5.2 硬件信號5.3 寄存器介紹5.4 工作模式5.4.1 總線狀態(tài)機和突發(fā)模式5.4.2 時序分析5.4.3 數(shù)據(jù)對齊和非對齊5.5 應用實例5.5.1 連接通用總線設備5.5.2 Flex總線與EIM的區(qū)別第6章 SDRAM控制器6.1 SDRAM外部功能引腳支持6.1.1 統(tǒng)一架構(gòu)6.1.2 偽分裂架構(gòu)6.1.3 全分裂架構(gòu)6.1.4 SDRAM控制器的信號6.2 SDRAM控制寄存器簡介6.2.1 SDRAM模式/擴展模式寄存器6.2.2 SDRAM控制寄存器6.2.3 SDRAM配置寄存器1/6.3 SDR/DDR/DDR2的功能比較6.3.1 外部引腳功能比較6.3.2 性能差異分析6.4 應用案例6.4.1 MCF5445x SDRAM接口應用向?qū)?.4.2 硬件設計樣例6.4.3 DDR2 RAM初始化樣例6.4.4 DDR2硬件設計的布局參考6.4.5 PCB布線指導第7章 USB控制器7.1 USB基本概述..7.2 MCU USB模塊介紹7.2.1 MCU USB模塊概述7.2.2 主機實現(xiàn)7.2.3 設備類實現(xiàn)7.2.4 人機接口設備類介紹7.2.5 存儲設備類實現(xiàn)7.3 MPU USB模塊介紹7.3.1 MPU USB模塊概述7.3.2 USB設備類的工作原理7.3.3 USB設備類例程7.3.4 USB主機類原理7.3.5 USB主機類例程第8章 快速以太網(wǎng)控制器8.1 快速以太網(wǎng)控制器概述8.2 以太網(wǎng)控制寄存器簡介8.3 以太網(wǎng)控制器外部功能引腳8.3.1 功能引腳簡介8.3.2 MII接口原理圖8.4 以太網(wǎng)控制器的中斷控制8.4.1 中斷源簡介8.4.2 中斷初始化樣例8.5 以太網(wǎng)控制器應用簡介8.5.1 緩沖區(qū)描述符8.5.2 初始化啟動流程8.5.3 發(fā)送數(shù)據(jù)流程8.5.4 接收數(shù)據(jù)流程8.5.5 以太網(wǎng)控制器簡單測試實例8.6 應用案例——ColdFire_TCP/IP_Lite8.6.1 簡介8.6.2 協(xié)議棧啟動過程8.6.3 NicheTask實時操作系統(tǒng)8.6.4 Mini Socket TCP API簡介8.6.5 協(xié)議的流程分析樣例第9章 串行外設接口模塊9.1 隊列串行外設模塊9.1.1 QSPI概述9.1.2 QSPI寄存器介紹9.1.3 QSPI工作原理與數(shù)據(jù)傳輸流程9.1.4 QSPI使用實例9.2 DMA串行外設接口模塊9.2.1 DSPI概述9.2.2 DSPI寄存器介紹9.2.3 DSPI工作原理9.2.4 DSPI使用實例9.3 EZPORT模塊9.3.1 EZPORT概述9.3.2 EZPORT命令集9.3.3 EZPORT使用實例第10章I2C模塊介紹與應用10.1 I2C協(xié)議簡介10.2 I2C模塊框圖和寄存器介紹10.3 I2C模塊初始化流程10.4 I2C模塊中斷處理流程10.5 I2C模塊應用實例——基于NicheTask的LCD驅(qū)動第11章 FlexCAN控制器11.1 FlexCAN控制器寄存器簡介11.1.1 FlexCAN模式寄存器11.1.2 FlexCAN控制寄存器11.1.3 自由計時器11.1.4 接收屏蔽寄存器11.1.5 錯誤計數(shù)器11.1.6 錯誤和狀態(tài)寄存器11.1.7 消息緩沖中斷屏蔽寄存器11.1.8 消息緩沖中斷標志寄存器11.1.9 消息緩沖11.2 CAN外部功能引腳簡介11.3 CAN的中斷控制11.4 FlexCAN應用向?qū)?1.4.1 CAN總線位時序的計算11.4.2 FlexCAN模塊的振蕩器容許公差11.5 CAN底層驅(qū)動簡介11.5.1 軟件架構(gòu)11.5.2 API函數(shù)簡介11.5.3 API函數(shù)樣例第12章 DMA與EDMA控制器介紹與應用12.1 DMA控制器12.1.1 DMA控制器概述12.1.2 DMA寄存器介紹12.1.3 DMA控制器原理12.1.4 DMA使用實例12.2 EDMA控制器12.2.1 EDMA控制器概述12.2.2 EDMA寄存器介紹12.2.3 EDMA控制器原理12.2.4 EDMA應用實例第13章 ColdFire內(nèi)置定時器13.1 ColdFire定時器基本介紹13.2 通用定時器13.2.1 通用定時器的輸入捕捉模式13.2.2 通用定時器的輸出比較模式13.2.3 通用定時器的脈沖計數(shù)模式13.2.4 通用定時器的PWM功能13.3 可編程中斷定時器13.3.1 可編程中斷定時器概述13.3.2 應用實例13.4 DMA定時器13.4.1 DMA定時器概述13.4.2 應用實例13.5 實時時鐘模塊RTC第14章 脈寬調(diào)制模塊14.1 簡介14.2 PWM寄存器介紹14.2.1 PWM使能寄存器14.2.2 PWM極性控制寄存器14.2.3 PWM時鐘源選擇寄存器14.2.4 PWM時鐘預分頻選擇寄存器14.2.5 PWM中央對齊使能寄存器14.2.6 PWM控制寄存器14.2.7 PWM比例寄存器A和PWM比例寄存器B14.2.8 PWM通道計數(shù)器14.2.9 PWM通道周期寄存器14.2.10 PWM通道占空比寄存器14.2.11 PWM關(guān)閉寄存器14.3 功能介紹14.3.1 PWM時鐘源選擇14.3.2 PWM定時器14.4 PWM使用實例第15章 通用異步收發(fā)器15.1 UART模塊概述15.2 UART工作簡介15.2.1 異步通信的數(shù)據(jù)格式15.2.2 UART的通道工作模式15.2.3 UART的中斷15.2.4 波特率計算15.2.5 DMA操作UART收發(fā)15.2.6 UART多點通信15.3 UART的寄存器15.4 UART的應用15.4.1 UART配置流程15.4.2 例程15.4.3 UART外圍硬件設計參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 ColdFire基本介紹為什么要使用32位處理器？在嵌入式領(lǐng)域，對于早期的應用來說主要是基于8位和16位單片機，這些應用一般是任等單一、簡單可靠的系統(tǒng)。隨著應用領(lǐng)域?qū)ο到y(tǒng)的功能和性能等方面提出更高的需求，8位和16位單片機系統(tǒng)已經(jīng)無法勝任，這時就需要基于32位系統(tǒng)架構(gòu)的微處理器。一般來說，如果一個嵌入式系統(tǒng)有以下幾個方面的特點，就需要采用32位微處理器：·當系統(tǒng)尋址范圍大于64KB時，所需的地址線位寬是16位，16位單片機勉強能勝任，此時應該考慮32位系統(tǒng)；當尋址范圍大于1MB時，則地址位寬為20位，此時需要使用32位系統(tǒng)?！ぎ斝枰谝粋€8位的系統(tǒng)上實現(xiàn)大于20 MIPS的性能時，或者在16位系統(tǒng)上實現(xiàn)大于40MIPS的性能時，需要考慮使用32位系統(tǒng)?！ぎ斝枰捎肔inux操作系統(tǒng)時，處理器需要采用32位帶內(nèi)存管理單元MMU；而霤Linux則用于沒有內(nèi)存管理單元的32位微處理器?！ぎ斝枰褂枚鄬哟蔚耐ㄐ艆f(xié)議棧時，如TCP／IP，采用32位處理器可以達到很好的通信效果和性能支持?！ば枰捎酶↑c運算或者高精度定點運算時，使用32位微架構(gòu)可以達到更好的運算處理能力。

編輯推薦

《深入淺出ColdFire系列32位嵌入式微處理器》內(nèi)容特色：ColdFire及其前身68K系列32位微處理器，在工業(yè)控制與消費類領(lǐng)域擁有著30多年的應用歷史，其架構(gòu)高效，性能穩(wěn)定可靠，成為歐美嵌入式系統(tǒng)設計工程師青睞的主流處理器?！渡钊霚\出ColdFire系列32位嵌入式微處理器》為中國的讀者開啟了深入了解和使用ColdFire系列處理器的大門，期望這款系列芯片能夠更好更快地為中國的工業(yè)自動化、醫(yī)療、消費、安防等領(lǐng)域服務?！渡钊霚\出ColdFire系列32位嵌入式微處理器》重點對處理器的各模塊進行介紹，配合詳實的應用代碼，讓讀者可以從原理和應用等方面深入了解處理器，并快速地開發(fā)出自己的應用系統(tǒng)?！渡钊霚\出ColdFire系列32位嵌入式微處理器》讀者對象主要是目前ColdFire處理器的使用者和32位嵌入式微處理器的開發(fā)者與愛好者，也可作為大學相關(guān)課程的實驗教材。書中涵蓋CoIdFire系列的精華:◆ColdFire歷史概述；◆ColdFire的內(nèi)核架構(gòu)和指令系統(tǒng)；◆開發(fā)工具；◆內(nèi)核異常與中斷控制器；◆并行總線系統(tǒng)；◆SDRAM控制器；◆USB控制器；◆快速以太網(wǎng)控制器；◆串行同步外設接口SPI控制器；◆I2C控制器；◆FlexCAN控制器；◆DMA控制器；◆定時模塊；◆脈寬調(diào)制模塊；◆異步串行通信模塊UART。隨書光盤包含飛思卡爾半導體公司授權(quán)的ColdFire系列資料和代碼例程。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    深入淺出ColdFire系列32位嵌入式微處理器 PDF格式下載

---