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4 | Mikrocontroller TOSHIBA goes ARM Neue ARM Grafikcontroller und FLASH-Mikrocontroller-Familien TOSHIBA setzt im Bereich der „Customized ICs“ oder ASICs schon lange auf ARM. Nun macht man sich dieses Know How zu Nutze und bringt MCUs auf ARM-Basis heraus, die in verschiedenen Märkten zum Einsatz kommen. TOSHIBA kündigt hier zwei, auf ARM basierende Familien an. Eine Grafikcontroller Familie mit ARM9/11- Kern sowie eine Flash-Mikrocontroller-Familie auf Basis des neuen ARM Cortex-M3 Cores. Die Grafikcontroller Familie TOSHIBA bietet schon lange eine Reihe von Mikrocontrollern mit integriertem LCD-Controller verschiedener Leistungsgrade. In vielen Applikationen dienen LCDs zur Messwertanzeige oder als kleines Infoterminal. Die aktuell verfügbaren Typen basieren auf einem 32-Bit- ARM926EJ-S-Core, der speziell für Anwendungen entwickelt wurde, die eine höhere Performance benötigen und fortschrittliche Display-Technologien wie TFT oder OLED ansteuern müssen. Neben dem ARM-Core und LCD-Controller (Schnittstellenmöglichkeit zu STN- und TFT-Displaytreibern) integrierte TOSHIBA auch einen leistungsfähigen LCD- Datenverarbeitungsbeschleuniger (LCDDA – LCD Data Process Accelerator). Der LCDDA arbeitet unabhängig von Core und LCD-Controller und bietet neue Funktionen. Sie lassen sich in drei Kategorien gliedern: Scaler, Bildrotation und Bildmischung. Zu den weiteren Leistungsmerkmalen, die für Anwendungen von Bedeutung sind, zählen: Ein Touchscreen- Interface (TSI), und ein CMOS-Bildsensor-Interface (CMSI). Das TSI verwendet zur Berührungs- oder Richtungserkennung die Widerstandsnetzwerktechnik mit vier Anschlüssen. Damit lässt sich z. B. ein Taststift verwenden. Das CMSI unterstützt CMOS-Bildsensoren in verschiedenen Auflösungen. Blockdiagramm TMPA910CRAXBG Zu weiteren, in Hardware implementierten, Funktionen zählen USB Device- und Host- Controller. Der Controller unterstützt USB2.0 Highspeed und Fullspeed. Ein SD-Host-Controller (Hi-Speed, 50MHz / High-Capacity, 32GB) ist ebenfalls integriert und ermöglicht somit die Erweiterung des Speichers oder den Einsatz von SDIO- Modulen (z. B. Bluetooth oder WiFi). SPI-, I²C- und I²S-Schnittstellen sind ebenfalls vorhanden. Für den schnellen Einstieg in die TOSHIBA ARM9 Familie gibt es das Entwicklungskit BMSKTOPASA910 (Bild). Das Kit stellt die gesamte Technik zur Verfügung, die
Mikrocontroller | 5 Starterkit BMSKTOPASA910 erforderlich ist, um eine Display-Applikation inklusive der nötigen Anwenderschnittstellensoftware zu implementieren. Flash-Mikrocontroller-Familie auf Basis des ARM Cortex-M3 Cores TOSHIBA bringt als erstes japanisches Unternehmen Mikrocontroller auf Basis des Cortex-M3 heraus. Es handelt sich dabei um die TMPM33X-Familie mit 10 verschiedenen Derivaten. Diese gibt es in den Gehäuseformen LQFP64, LQFP80 und LQFP100. Alle MCUs sind mit einem Single Cycle On-Chip-Flash-Speicher zwischen 128KB und 512KB Kapazität und einem Single Cycle On-Chip SRAM zwischen 8 und 32KB ausgestattet. Zu dem bieten Sie die Schnittstellen I 2 C, SPI, UART, sowie bis zu 10 flexiblen 16-Bit-Timer und bis zu 12 A/D-Wandlerkanäle. Beispiel: Blockdiagramm TMPM330-Familie Herzstück der neuen Mikrocontroller-Familie ist der ARM Cortex-M3-Prozessor. Der Cortex-M3 ist eine völlig neu entwickelte Architektur von ARM, mit dem Ziel, einen sehr leistungsfähigen, aber vom Programmiermodell her weniger komplexen Prozessor zu entwerfen, der im Bereich der jetzigen und zukünftigen Mikrocontroller des (klassischen) 8- und 16-Bit-Bereichs eingesetzt werden kann. Er zeichnet sich mit gerade mal sechs bis maximal zwölf Zyklen durch eine hochgradig deterministische, schnelle Interruptverarbeitung aus. Das Herzstück des Cortex- M3-Prozessors ist eine zukunftsorientierte 3-stufige Pipeline auf Basis der Harvard-Architektur. Im Core sind Funktionen wie z. B. Branch Speculation, Single Cycle Multiplikation und Hardware-Division integriert. Wie alle ARM-Architekturen ist auch der M3 (intern) eine 32-Bit- Architektur, arbeitet aber ausschließlich mit der neuen gemischten 16-/32-Bit Thumb-2 Befehlssatzarchitektur. Dank dieser Architektur ist der Prozessor 70 Prozent effizienter pro MHz als ein ARM7TDMI-S(R) Prozessor bei der Ausführung von Thumb-Anweisungen und 35 Prozent effizienter als ein ARM7TDMI-S Prozessor bei der Ausführung von ARM-Anweisungen (Dhrystone- Benchmark). Weitere Familien auf Cortex M3 Basis folgen Momentan befinden sich weitere Familien in der Entwicklung. Diese werden noch leistungsfähiger sein (80MHz) und über sehr grossen internen Speicher (bis zu 2MByte Flash) verfügen. Die MCUs sollen spezielle Applikationsfelder wie Motor-/Vectorcontrol oder Connectivity-Anwendungen abdecken. Für den Industriebereich sind 5V Varianten in Vorbereitung. i Wussten Sie… … dass TOSHIBA schon heute deutlich mehr als 100 Mio. Mikro controller mit einem ARM Core (ASICs und Customized ICs) hergestellt hat … dass es bei uns ein ARM9 Starterkit incl. TFT und umfangreicher Software gibt … dass es zu den ARM9-Controllern ein Linuxpaket gibt … dass GLYN ein spezielles Adapter Board für 4.3“ OLEDs anbietet Quick-Klick: ST45-01 Sie haben Fragen Ihr Ansprechpartner für TOSHIBA Mikrocontroller: Christoph Tenbergen Tel.: +49-(0)2157-124-227 Fax: +49-(0)2157-124-213 e-mail: christoph.tenbergen@glyn.de
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