【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 lash， 8KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、一個(gè) I2C 接口 等 。 用基于 ARMCortexM0 內(nèi)核的 LPC1113 微控制器制作 WAV音頻播放器，需要增加，USB 控制芯片、 LCD 驅(qū)動(dòng)器、音頻解碼芯片等， LPC1113 微控制器內(nèi)部集成度較小，要做更多的外圍設(shè)計(jì)工作 。這樣要完成基于 LPC1113 的音頻播放器不僅需要在程序移植和模塊測(cè)試等方面花費(fèi)時(shí)間，同樣硬件接口設(shè)計(jì)方面也需要更多精力。 基于 M4內(nèi)核的 K20P64M72方案 基于 Kiis K20的 WAV音頻播放器的設(shè)計(jì) 4 工程技術(shù)支持中心 (ETSC) K20P64M72SF1RM 是基于 ARMCortexM4 的微控制器，用以滿足需要有效且易于使用控制和信號(hào)處理功能混合的數(shù)字信號(hào)控制市場(chǎng)。其高效的信號(hào)處理功能與 CortexM 處理器系列的低功耗、低成本和易于使用的優(yōu)點(diǎn)的組合，旨在滿足專門面向電動(dòng)機(jī)控制、電源管理、嵌入式音頻和工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)的新興類別的靈活解決方案。 K20P64M72SF1RM 的 CPU 頻率可以達(dá)到 72MHz， 內(nèi)部集成各種通信接口模塊，包括串行外圍接口模塊 SPI、通用串行總線模塊 USB 等 具體外部資源如 表 。低功耗方面，它具有全靜態(tài)的“等待”和“停止”兩種模式，從總體上降低了功耗 。 表 Kiis 系列 K20資源 外設(shè)名稱 說(shuō)明 1 GPIO 支持 PA、 PB、 PC、 PD、 PE 端口，可配置輸入輸出和多種工作模式 3 定時(shí)器 提供定時(shí)、計(jì)數(shù)、捕獲外部事件、匹配輸出等功能。具有事件中斷觸、發(fā) 復(fù)位等， 8 路電機(jī)控制 /PWM 定時(shí)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘配置 5 外部中斷 每個(gè)引腳都可以配置外部中斷，可任意配置觸發(fā)極性和邊沿 6 UART 3 個(gè) UART 口的通用串行通信功能 7 I2C 2 個(gè) I2C 8 SSP/SPI SPI 9 ADC 16 位 ADC、差分或單端、自動(dòng)比較功能 可配置的精度、采樣時(shí)間、采樣速度和功耗 10 DAC 12 位 DAC、硬件或軟件觸發(fā) 11 USB 全速 /低速 USB OTG 12 I2S I2S 基于 ARMCortexM4 內(nèi)核的 K20P64M72SF1RM 微控制器制作 WAV音頻播放器，需要增加的外圍模塊 僅為 音頻解碼芯片，外圍 電路相對(duì)簡(jiǎn)單 。 可以更多的集中精力進(jìn)行軟件移植和測(cè)試 。 基于 AM9內(nèi)核的 S3C2440A方案 S3C2440A是基于 AM9 內(nèi)核 的 微處理器， ARM9 微處理器作為 ARM 系列中的一員，表現(xiàn)更為突出，它具有如下特點(diǎn)： ? 5 級(jí)整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率高； ? 提供 ； ? 支持 32 位 ARM 指令集和 16 位 Thumb 指令集； ? 支持 32 位高速 AMBA總線接口； ? 全性能的 MMU，支持 Windows CE、 Linux、 Palm OS 等多種主流嵌入式操作系統(tǒng)； ? MCU 支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)； ? 支持 Cache 和指令 Cache，具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力。 基于 AM9 內(nèi)核的 S3C2440A處理器制作 WAV音頻播放器， 其外圍所需要的模塊僅為音頻編碼芯片，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單，便于開發(fā)。 處理器 具有優(yōu)越的處理 速度， S3C2440A其主頻 就可達(dá) 400MHz， 為解碼提供了足夠的速度， 同時(shí)也為作品功能擴(kuò)展提供了更多可能。但是軟件移植的工作量相對(duì)較大， 由于進(jìn)度安排 不利于此次作品設(shè)計(jì) 。 總結(jié) 基于 Kiis K20的 WAV音頻播放器的設(shè)計(jì) 5 工程技術(shù)支持中心 (ETSC) 此次設(shè)計(jì)音頻播放器需要支持 USB 下載、 SD卡存儲(chǔ)、人機(jī)交互等功能，為了簡(jiǎn)化外圍電路設(shè)計(jì)， 提高數(shù)據(jù)處理速度 ， 微控制器必須內(nèi)部集成 USB 控制器 、 SPI、 I2S等功能模塊。并且考慮到避免不必要的資源浪費(fèi)，通過(guò)對(duì)不同控制核心進(jìn)行對(duì)比 如 表 ，最終選擇K20P64M72SF1RM 作為主控制器。 表 微控制器對(duì)比 控制方案 主頻速度 功耗 軟件復(fù)雜度 外圍復(fù)雜度 LPC1113 50MHz 中 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 K20P64M72SF1RM 72MHz 低 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單 S3C2440A 400MHz 中 復(fù)雜 簡(jiǎn)單 K20P64M72SF1RM 屬于 Kiis 子系列，是基于 ARM CortexM4 內(nèi)核的微控制器，它具有豐富的外設(shè)資源，具備開發(fā)一個(gè)具有 USB功能的音頻播放器 。 其主頻 也 可達(dá) 72MHz，能夠滿足音頻解碼和文件處理的要求。 存儲(chǔ)介質(zhì)的選擇 常用使用的存儲(chǔ)介質(zhì)主要包含以下幾種： Nor Flash、 Nand Flash、 SD 卡和 U 盤等。下面我們就這幾種存儲(chǔ)媒介進(jìn)行分別介紹。 Nor Flash簡(jiǎn)要介紹 Nor Flash 的特點(diǎn)是芯片內(nèi)部執(zhí)行（ XIP， execute in place）。 雖然 Nor Flash 寫入和擦除的 速度 比較 慢，但是其讀取數(shù)據(jù)速度很快 。 Nor Flash 在 1~4MB的小容量時(shí)具有很高的成本效益。 Nor Flash 根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈粩?shù)可以分為并行（ Parallel） Nor Flash 和 串 行（ SPI） Nor Flash。SPI Nor Flash 每次傳輸 1bit 位數(shù)據(jù)， Parallel Nor Flash 每次傳輸多個(gè) bit 位（分為 8bit 和 16bit兩種）的數(shù)據(jù)。 SPI Nor Flash 比 Parallel Nor Flash 便宜，接口簡(jiǎn)單一些，但是速度慢一些。SPI Nor Flash 引腳數(shù)量少，使用靈活，它比較適合做代碼下載應(yīng)用。 Nor flash 的特點(diǎn)歸納如下： ? Nor Flash 的容量較小； ? Nor Flash 的寫入和擦除速度慢，但是讀取速度很快； ? Nor Flash 接口靈活。 Nand Flash簡(jiǎn)要介紹 Nand Flash 的特點(diǎn)其內(nèi)部采用非線性宏單元模塊，為固態(tài)大容量?jī)?nèi)存的實(shí)現(xiàn)提供了廉價(jià)有效地解決方案。 Nand Flash 具有極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度，并且寫入和擦除的速度也很快，適 用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，因而在嵌入式產(chǎn)品中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，如數(shù)碼相機(jī)、 MP3 隨身聽記憶卡、體積小巧的 U 盤等。 Nand Flash 以塊為單位進(jìn)行讀和寫操作，所以基于 Nand Flash 的存儲(chǔ)器就可以取代硬盤或其他塊設(shè)備。 SD 卡和 U 盤這類的存儲(chǔ)設(shè)備大多是基于 Nand Flash 的。 Nand Flash 閃存中每個(gè)塊的最大擦寫次數(shù)是一百萬(wàn)次，且典型的 Nand Flash 的塊尺寸要比 Nor Flash 器件小 8 倍，可見 Nand Flash 在耐用性和可靠性上是具有優(yōu)勢(shì)的。 基于 Kiis K20的 WAV音頻播放器的設(shè)計(jì) 6 工程技術(shù)支持中心 (ETSC) Nand Flash 中會(huì)存在隨機(jī)分布的壞 塊， Nand Flash 器件需要對(duì)介質(zhì)進(jìn)行初始化掃描以發(fā)現(xiàn)壞塊，并將壞塊通過(guò)可靠的方法標(biāo)記為不可用 ，然后進(jìn)行地址虛擬映射 ，否則將會(huì)導(dǎo)致高的故障率。應(yīng)用 Nand Flash 的困難在于 Nand Flash 的管理需要特殊的系統(tǒng)接口。 概括地講， Nand flash 有以下幾個(gè)特點(diǎn)： ? Nand Flash 的容量大； ? Nand Flash 的傳輸速度快； ? Nand Flash 中存在壞塊，需要進(jìn)行壞塊管理； ? Nand Flash 芯片的體積小。 SD卡簡(jiǎn)要介紹 如 圖 所示， SD 卡（ Secure Digital Memory Card）是一種