由 Eli Hughes于 2020-01-21 创建的文档
在一生的大部分时间里，我热衷于编程和嵌入式微控制器。在我的职业生涯中，我积累了许多不同体系结构的经验，包括一些专门用于特定应用程序的体系结构。即使在当前专用设备市场多样化的情况下，我仍然坚持寻找最有趣的通用微控制器市场。我认为这源于我对计算机最初的热爱。这可以追溯到七年级，当我们使用Apple IIe计算机学习“计算机素养”时。在课程中，学生们学习了如何使用BASIC语言编写程序。项目涵盖了从简单图形、打印到游戏的所有内容。与此同时，我了解到，我那些玩Nintendo™的其他7年级同学的热情与计算机素养的活动有关。通过一本流行的游戏杂志，我发现为任天堂供电的芯片是为学校计算机供电的设备，即古老的“ 6502”。那是顿悟的时刻。如果CPU既可以是游戏系统又可以是文字处理器，那么它真的可以*做我想做的任何事情*。不久之后，我便开始挖掘6502的复杂细节来为我的作品提供动力。6502是我的第一个通用CPU。
快进30年......同样的原则也适用于今天。我们用小包装提供强大的功能。您可以用这种很小的配置完成很多工作。我一直在寻找那些表面上看起来似乎是“普通的”新部件，但其内部却隐藏着难能可贵的事物来帮助我完成很棒的项目。恩智浦LPC5500系列一下吸引了我的注意力，因为我立即看到使其与当今设计挑战相关的功能。在接下来的几周中，我想重点介绍LPC5500系列的一些功能。这并不是对LPC5500系列的全面介绍，但我希望介绍一些可能对您的设计挑战有益的亮点。在本文中，我们将重点介绍LPC55S69器件及其核心平台。 底蕴深厚的MCU!
首先-实际上是1个中有4个处理器！
从图1的框图中，可以看到有两个Arm®Cortex®-M33内核。该设备的低成本和低有功功率是非常有用的功能。我充分利用了其他具有非对称内核的LPC系列（例如带有Cortex®-M4和-M0的LPC43xx设备）。拥有第二个内核对于卸载常见任务非常有用。根据我在LPC43xx上的经验，在使用Cortex®-M0作为专用图形协处理器的同时，需要从Cortex®-M4卸载UI任务，同时执行其他对时间要求严格的DSP操作。
LPC55S69的两个内核均为Cortex®-M33。Cortex®-M33是ARM基于ArmV8-M指令集架构的新产品。与Cortex-M4一样，Cortex®-M33具有硬件浮点和DSP指令，还包括TrustZone。TrustZone可以启用新的安全状态，以确保能够保护您的关键代码。另一个值得注意的新功能是协处理器接口，用于简化与专用协处理器的集成。此功能与LPC5500系列密切相关。我们将要讨论2个协处理器。您可以点击此处了解和Cortex®-M33有关的更多信息。
我无法数出有一个额外的可编程CPU设计方案的数量——。设计方案中的CPU在处理任务时可能会非常耗时，但实际上并不需要大量代码空间。例如，我使用了具有非标准I / O接口且需要按位撞击的OLED显示器。这成为了一个让第二内核完成这项工作的很好的机会。您甚至可以将第二个内核变成小型图形协处理器。
图1. LPC55S6x MCU系列框图
我提到了四个处理器。那么，第三个和第四个处理器在哪里呢？第三个处理器隐藏在“ DSP加速器”块中。 Cortex®-M4的内核是其他许多LPC微控制器的基础，它们具有DSP特定指令，可以加速某些数学功能。我已经在嵌入式系统会议上举办了有关在通用CPU方案中使用DSP指令的研讨会。LPC55S69 DSP加速器（ A.K.A . PowerQuad）是一个独立的内核，其唯一目的是加速DSP特定任务。尽管PowerQuad并不是纯粹的通用CPU，但它可以执行那些会给Cortex-M33内核带来巨大负担的任务。在许多情况下，您可以将某些算法的常规软件实现提高10倍。PowerQuad涵盖了所有常见的用例，例如快速傅立叶变换（FFTs），IIR滤波器，卷积，三角函数和矩阵数学。它具有足够的“大脑”来执行几乎所有的工作，从而您的主要通用CPU可以自由执行其他任务。PowerQuad通过Cortex-M33（特别是ARM®v8M）中的一项特定的新功能启用，该功能允许协处理器通过简单的接口连接到CPU。数据传输到协处理器的延迟很短，并且可以保持高达处理器内存接口两倍的带宽。
最后，第4个处理器是另一个称为“CASPER''的专用内核。CASPER是针对加密计算进行了优化的高性能加速器。它的核心是CASPER，它是一个双倍累加移位引擎，可以处理大数据块。CASPER具有对2个RAM块的特殊访问权限，因此可以并行访问数据。 CASPER的应用包括加速加密功能，例如公钥验证（即TLS / SSL），哈希计算甚至是数据块链。 由于CASPER是通用数学引擎，因此还可以与PowerQuad并行执行DSP操作。有了一点想象力，就可以用通用的Cortex®-M33内核进行最少的干预来取得很多成就。
图2. PowerQuad（左）和CASPER（右）加速器
虽然PowerQuad和CASPER处理引擎在技术上不是第三和第四通用内核，但它们可以轻松完成您通常需要整个CPU的工作。以后，我们将更多地讨论这些功能，但其关键要点是：
PowerQuad DSP和CASPER加速器是一个功能强大的数学引擎，允许您以类似于专用DSP的速率计算速率。所有这些仍然保留了通用处理器来处理其他系统任务。
所有这些功能都是通过低功耗40nm制程技术实现的，该技术封装在低价位的可触及封装中。有兴趣吗？我知道我有！
欲了解更多信息，请访问： www.nxp.com/LPC55S6x。
标签：LPC55xx