La plataforma de microcontroladores (MCU) de la serie Tiva™ C de TI se remonta a los primeros MCU del mercado basados en la arquitectura de procesador ARM® Cortex™-M4. Esta arquitectura se ha convertido rápidamente en el estándar industrial de facto. Desde entonces, los productos Cortex-M de TI se han mantenido fieles a su propósito original de ofrecer una amplia cartera de MCU de 32 bits altamente conectados, de bajo costo y fáciles de usar. La nueva serie Tiva C mejora las ofertas de Ti para MCU conectados, mejorando significativamente el rendimiento y llevando la funcionalidad a un nuevo nivel de calidad.
prólogo
La plataforma de microcontroladores (MCU) de la serie Tiva™ C de TI se remonta a los primeros MCU del mercado basados en la arquitectura de procesador ARM® Cortex™-M4. Esta arquitectura se ha convertido rápidamente en el estándar industrial de facto. Desde entonces, los productos Cortex-M de TI se han mantenido fieles a su propósito original de ofrecer una amplia cartera de MCU de 32 bits altamente conectados, de bajo costo y fáciles de usar. La nueva serie Tiva C mejora las ofertas de Ti para MCU conectados, mejorando significativamente el rendimiento y llevando la funcionalidad a un nuevo nivel de calidad.
Los MCU de la serie C de Tiva ofrecen un alto nivel de conectividad y agregación de sensores, lo que los hace ideales para aplicaciones conectadas como la automatización del hogar, la construcción y la industria. Estos MCU utilizan dos tecnologías clave: el último procesador central ARM Cortex-M4 y la tecnología de diseño y proceso perfeccionada en Texas Instruments. El resultado es una plataforma MCU de 32 bits con mayor rendimiento de procesamiento por ciclo de reloj, circuitos integrados de señal mixta comparables a los componentes independientes tradicionales, memoria Flash con la mejor resistencia de borrado/escritura de su clase y menor consumo de energía. Hacerse realidad. Ofrece un consumo de energía comparable al de otros MCU de 32 bits tanto en modo activo como en espera. Estas cualidades amplían aún más la gama de aplicaciones impulsadas por los MCU de la serie C de Tiva, lo que permite aplicaciones conectadas nunca antes posibles. Las características principales del microcontrolador (MCU) ARM Cortex-M4 de la serie Tiva C se muestran en el diagrama de bloques de la Figura 1. Puede encontrar una lista detallada en la hoja de datos del producto.
ARM Cortex-M4: mantenimiento de un mayor rendimiento y compatibilidad
La plataforma de la serie C de Tiva utiliza Cortex-M4, el núcleo de arquitectura ARM más avanzado para MCU. Como una arquitectura de procesador de 32 bits, las MCU Cortex-M ofrecen un rico conjunto de instrucciones que es mucho más flexible que las arquitecturas de 8 o 16 bits, lo que facilita la manipulación de datos de hasta 32 bits de ancho. La larga y exitosa historia de la arquitectura ARM en aplicaciones integradas proporciona la mayor selección de soporte de hardware y software de terceros, software listo para usar empaquetado, como pilas y sistemas operativos en tiempo real (RTOS), e ingeniería y programación experimentadas. Está garantizado. Recursos humanos para cualquier proyecto. La generación anterior de MCU basados en ARM de TI bajo la marca “Stellaris®” usaba la arquitectura Cortex™-M3 original. El conjunto de instrucciones Thumb-2® en esta versión anterior del núcleo Cortex-M es un conjunto de instrucciones denso y de bajo consumo adecuado para una amplia variedad de operaciones de control y procesamiento de datos de propósito general. Las instrucciones Cortex-M3 Thumb-2 incluyen operaciones aritméticas, lógicas, bit a bit, de rama y de movimiento de datos que se encuentran en muchas MCU. También agrega aritmética y multiplicación más avanzadas, manipulación de campos de bits, prefijos condicionales y manipula datos de 8, 16 y 32 bits. ARM Cortex-M3 se ha convertido en el estándar para los MCU modernos de 32 bits.
El nuevo núcleo Cortex-M4 amplía la oferta de instrucciones de Cortex-M3 al agregar extensiones de procesamiento de señal digital (DSP) e instrucciones de datos múltiples de instrucción única (SIMD). Los dispositivos de la serie Tiva C también incluyen opciones de punto flotante en toda la cartera de productos de la serie Tiva C. Las operaciones DSP en los dispositivos de la serie C de Tiva incluyen instrucciones de saturación y multiplicación acumulada (MAC) de ciclo único de 32 bits o doble de 16 bits. Las instrucciones SIMD optimizadas pueden realizar cuatro operaciones aritméticas de 8 bits o dos de 16 bits en un ciclo, lo que las hace muy eficientes para realizar operaciones aritméticas en grandes matrices de datos. La lógica de división de hardware produce resultados en 2 a 12 ciclos de reloj. Juntas, estas instrucciones agregan funcionalidad similar a DSP a un núcleo de controlador receptivo. Las instrucciones de punto flotante de precisión simple cumplen con el estándar IEEE 754 e incluyen funciones como raíz cuadrada y MAC fusionadas que permiten una mayor precisión. Numerosas conversiones de tipos de datos están disponibles para acelerar la migración entre dominios.
El soporte de coma flotante no solo mejora en gran medida el rendimiento de las operaciones computacionalmente intensivas, sino que también simplifica en gran medida la implementación y programación de las rutinas de coma flotante. No es raro que los clientes pasen una semana desarrollando un filtro digital en MATLAB® y otro mes convirtiendo ese filtro en una implementación de punto fijo para garantizar la precisión y la estabilidad. Este tiempo de desarrollo no es necesario si el programador puede programar el filtro en formato nativo de coma flotante.