ФесTIваль инноваций - Компэл · CRC, Calibration, ADC Self Test, … Модуль обработки сигналов ошибки On-Chip Clock Monitoring CPU

TIVATM микроконтроллеры

на базе ядра Cortex-M4F от Texas Instruments

Тренинг

Прокопий Вячеслав инженер по применению, Компэл

Заказ бесплатных образцов, инженерные консультации:

[email protected] [email protected]

ФесTIваль инноваций c КОМПЭЛ

mailto:[email protected]



http://processors.wiki.ti.com/

Полезные ресурсы, где можно задать вопрос http://compel.ru

mailto: [email protected]

[email protected]

http://e2e.ti.com/



Содержание тренинга

1. Линейка микроконтроллеров Texas Instruments

2. Обзор семейства TivaTMC

3. TivaWareTM, инициализация и GPIO +HandsOn

4. NVIC – контроллер вложенных прерываний

5. USB-модуль +HandsOn

6. АЦП

7. LCD-модуль +HandsOn

8. ШИМ-модуль

9. Ethernet-модуль +HandsOn

10. Модуль Tamper +HandsOn

MSP430TM Low-power

& GeneralPurpose

MCUs

C2000™ Real-time

control MCUs

Hercules Safety ARM® Cortex™-R4 &

Cortex-M3 MCUs

Tiva™ C Series ARM®

Cortex™-M4 MCUs

Включая двухядерные решения

ARM+DSP

Аналоговая периферия, программное обеспечение, тренинги и поддержка

Линейка микроконтроллеров Texas Instruments

Более 400 устройств

Интеграция современной периферии

Набор периферийных модулей

• Frequencies up to 25 MHz • Flash: Up to 512 KB • RAM: Up to 66 KB RAM • Package/Pin Count: 25+ packages, up to 128 pins • Cost effective: MSP430 Value Line MCUs

• Devices integrated with:

• 10, 12-bit ADC

• 24-bit Sigma Delta

• 12-bit DAC

• 16-bit Timers

• I2C, SPI, UART

• LCD Driver

• USB

• Integrated RF

• Comparator

• OpAmps

• Direct Memory Access Module

• Hardware Multipliers

• AES256 Encrypt/Decrypt module

• Watchdog Timer

• Brown-Out Reset

• Capacitive Touch I/O ports

• Real-Time Clock

• Power Management Module

• MORE

• FRAM – the future of Embedded Memory • Capacitive touch I/O – directly interface with pads • Hi-Resolution Timer – 4ns resolution • A-POOL – Configurable analog blocks • USB – Full Speed 2.0 • RF – Sub-1GHz (433, 868, 915MHz) • ESP430 – 2nd core for eMetering algorithms • 24 Bit – Sigma Delta ADC

Семейство MSP430

Варианты устройств MSP430TM

Семейство С2000TM Производительная обработка

сопроцессор

CLA

Тактовая частота до 300 МГц

ускоритель

VCU FPU

32-битное

DSP ядро

Быстрый отклик на прерывания

Умножение 32Х32 за 1 цикл Двойной MAC 16Х16

Режим реального времени

Производительность DSP в микроконтроллерной архитектуре •C28x - 32-битное ядро CPU 40-300 МГц: - встроенные DSP-функции; - умножение 32X32 за один цикл. •Сопроцессор CLA •Модуль вычислений с плавающей точкой (FPU) •Модуль комплексной математики и декодирования Витерби(VCU) •Встроенная FLASH-память

Системная интеграция

CAN

USB

SPI

I2C

SCI

QEP CAP CMP

PWM

ADC

Разработан для приложений управления в реальном времени •Оптимизированное ядро •Быстрые прерывания •Гибкая система прерываний •Отладка в реальном времени

Комплексный набор периферийных устройств •Лучшая в классе производительность АЦП •Гибкий модуль ШИМ высокого разрешения •Продвинутый модуль захвата (CAP) •Модуль обслуживания квадратурного энкодера (QEP) •CAN, LIN, SPI, I2C, SCI/UART, McBSP, USB •Компараторы, VREG, BOR/POR, встроенные генераторы тактовых импульсов

Широкое портфолио конфигураций •40-300 МГц •Устройства с фикс. и с плавающей точкой •Многоядерность c ARM Cortex-M3 •16-1024 кБ FLASH-памяти •От 3$ до 20$ •Совместимость программного обеспечения внутри всей линейки C2000

С2000TM: Piccolo Piccolo Series MCUs

C28x 32-bit DSP Up to 90 MHz

32x32-bit HW Multiplier

RMW Atomic ALU

Floating Point

VCU

CLA 32-bit Co-Processor

Up to 90 MHz

Floating-Point

Memory

Up to 256 KB

Flash

Up to 100 KB

SRAM

128-bit Security Zone

Dual 128-bit Security Zones

Boot ROM

DMA

Debug

Real-time JTAG

Power & Clocking

Dual 10 MHz OSC

4-20 MHz Ext OSC

Dynamic PLL Ratio Changes

3.3V VREG

POR/BOR Protection

System Modules

3x 32-bit CPU Timers

Watchdog Timer

96 Interrupt PIE

Analog

12-bit Dual S/H ADC

Comparators w/ internal DAC

PGA/OpAmps

Windowed Comparators w/

internal DAC

Temperature Sensor

Control Peripherals

ePWM Modules

High Resolution PWM Outputs

eCAP Modules

High Resolution eCAP Outputs

eQEP

Fault Trip Zones

Comms Peripherals

UART

I2C

SPI

USB Host/Device

LIN

McBSP

CAN 2.0

Temp Options 105C 125C Q100/125C

On select devices

• 40-60 MHz

• Up to 64 KB Flash

• Starting from $1.85

• 60 MHz C28x

• 60 MHz CLA



• 60MHz C28x

• 60MHz CLA

• Up to 128KB Flash

• Integrated PGAs/OpAmps


• 90 MHz C28x w/ Floating Point, w/ VCU

• 90 MHz CLA



9

Markets: Motor Control & Drives, Automotive Transportation, Renewable Energy, Power & Protection, Smart Metering

Concerto F28M36x

С2000TM: Concerto F28M35x ,F28M36x Series

Performance

• Up to 150 MHz 28x CPU

• Up to 125 MHz ARM Cortex M3 CPU

• 28x Floating Point Unit

• VCU Accelerator

Embedded Memory

• Up to 1.5MB Flash (1024 KB ARM / 512 KB 28x)

• >200 KB SRAM (Total Shared & CPU Only)

• Up to 128 KB ROM

Flexible Control Peripherals

• Up to 18 enhanced PWM channels (ePWM) with fault mgmt (28x)

• Up to 9 high resolution PWM channels (150 ps resolution) (28x)

• Dual 12-bit ADCs up to 3 MSPS (6 MSPS Total) (Shared)

• Up to 6x analog comparators + 10-bit DAC with slope compensation

• 32-bit enhanced input capture module (eCAP) (28x)

• Quadrature encoder interfaces (QEP) (28x)

Communication Interfaces

• Up to 5x SCI/UART modules (ARM)

• Up to 4x SPI modules (ARM)

• Up to 2x I2C bus(ARM)

• Up to 2x CAN 2.0 (ARM)

• USB 2.0 Full Speed Host (ARM)

• Ethernet MAC 10/100 (ARM)

• Multi-channel buffered serial port (McBSP) (28x)

• SPI module (28x)

• I2C bus (28x), SCI/UART (28x)

Other Features

• Dual on-chip oscillators (10 MHz) with clock fail detect

• DMA (Each CPU)

• 16-bit External Interface (EPI)

• Integrated Safety Features

• 289-ball BGA

• -40 to 105/1250 C (Automotive AEC Q-100 Qualified)

Control Modules

3 x 32-bit eQEP

6 x 32-bit eCAP

12x ePWM Modules: 24x Outputs / 16x HR

ARM Cortex-M3 32-bit CPU

Up to 125 MHz

Co

ntr

ol S

ub

syst

em

Shar

ed

Communications

4x SSI

2x I2C

5x UART

2x CAN

USB OTG FS PHY

10/100 Ethernet MAC 1588 w/ MII

12b, 10ch, 2SH, 3MSPS 3ch Analog Comparator

Analog Pwr & Clocking • 10 MHz / 30 KHz INT OSC

• 4-20 MHz EXT

• Clock Fail Detect

• 3.3V VREG

• POR/BOR

256-1024 KB ECC Flash

16 KB ECC RAM

64 KB ROM

112 KB Parity RAM

Memory

2 KB Message Parity RAM

2 KB Message

Debug

RTJTAG

Ho

st S

ub

syst

em

Comms •McBSP/I2S/SPI •SPI •I2C & UART

256-512 KB

ECC Flash

20 KB ECC RAM

64 KB ROM

128-bit Security

16 KB Parity RAM

Memory

System & Clocking 32Ch DMA

12b, 10ch, 2SH, 3MSPS 3ch Analog Comparator

Fault Trip Zones

Temp Sense

External Interface

2x128-bit Security

Up to 64 KB Masterable

4 Timers

2 Watchdogs

C28x 32-bit CPU 150 MHz

Floating Point Unit

VCU Accelerator

System 6Ch DMA

New

Семейство HerculesTM ARM® Cortex™ Based Microcontrollers

RM

МК для промышленных и медицинских приложений повышенной надежности

• Industrial Applications • Medical Applications • -40 to 105°C Operation • ENET, USB, CAN & UART • Developed to Safety Standards

• IEC 61508 SIL-3 • Cortex-R – over 350 DMIPs

Hercules™ Safety MCU

Platform

TMS570

МК для транспорта и безопасности

• Transportation Applications • Automotive Q100 Qualification • -40 to 125°C Operation • FlexRay, ENET, CAN, LIN/UART • Developed to Safety Standards

• ISO 26262 ASIL-D • IEC 61508 SIL-3

• Cortex-R – over 280 DMIPs

TMS470M

Массовое семейство для транспорта и безопасности

• Transportation Applications • Automotive Q100 Qualification • -40 to 125°C Operation • CAN, LIN/UART Connectivity • Supports Safety for

• IEC 61508 Systems • Cortex-M – to 100 DMIPS

http://www.ti.com/safeti

Сделаем мир безопасней с контроллерами Hercules™

EN 50128

(railway)

DO-254 DO-178C

(cots aerospace)

IEC 50156 (furnaces)

IEC 60880 (nuclear power

stations)

ISO 26262 (automotive)

IEC 62061 ISO 13849 (machinery)

IEC 61511 (process industry)

IEC 60601 (medical

equipment)

IEC 61508

(safety)

Safety critical systems are everywhere

Systems need to manage hazardous failures

Many systems need to be safety-certified

Industrial Medical

Sensor & communication

gateways

Respirators

Ventilators

Oxygen Concentrators

Anesthesia machines

Infusion Pumps

Hercules

Safety MCU

TM

Manufacturing, robotics, industrial automation,

motor control

Wind & Solar Power

Escalators & Elevators

Двухъядерная архитектура 1oo1D

Уникальный дизайн для устранения известных ошибок (βIC)

Second CPU mirrored and rotated Minimum distance 100µm

between CPUs Cycle delayed lockstep Guard ring per CPU Duplicated clock tree per CPU

Модуль сравнения CPU (CCM) Функция самотестирования Self-test error injection/error

forcing Output error injection

Output + Control

Cycle Delay

CCM

Compare

Error

Input + Control

Self

Test

ARM®

Cortex™-R4F > 100um

Cycle Delay

STC

ROM

Clock controller

ESM

PCR

Test controller

ERR

ROM

interface

FSM

Clock cntrl

STC BYPASS/

ATE Interface

REG Block

& Compare

Block VBUSP

interface

Предоставляет производить самодиагностику Снижает программные и аппаратные нагрузки Нет необходимости в программном самотестировании (экономия памяти и

процессорного времени) Простая настройка и запуск операций самотестированияSimple to configure and start

BIST via register

Контроллер диагностики CPU (STC/LBIST)

ARM®

Cortex™-R4F

DBIST

CNTRL

DBIST

CNTRL

Встроенный тест памяти (PBIST)

Возможность тестирования всей RAM-памяти

Простая настройка

Обычно выполняется при запуске, но может быть выполнена и во время выполнения приложения

Доступны различные алгоритмы тестированияs

Обнаружение ошибок различного типа

PBIST

Controller

Data

Logger

Ext block

Cfg block

VBUS I/f

Tester I/f RAM

Data

path/ Collars

To / From Memories (RAM groups)

ROM block

ROM I/f

Functional Read/Write Datapath

Позволяет определить с чем был связан сбой: с программной ошибкой или с аппаратной.

ErrorCorrectionCode для Flash / RAM

Cortex-R4F

Flash RAM

Код ECC рассчитывается в ядре Cortex R4F CPU

– Коррекция ошибок 1 бита и детектирование ошибок 2 бит (SECDED)

– код ECC рассчитывается паралельно с командами\данными

– Без задержек или снижения производительности

– Защита шин между CPU и Flash с RAM

4 ECC Bits 32 Data Bits

32 Data Bits

64 Inst.

8 ECC

ECC Logic

8 Stage

Pipeline

Error

64 Data

8 ECC

4 ECC Bits

Hercules™ Cortex-R4F MCU safety features Safe Island Hardware diagnostics (RED)

Blended HW diagnostics (BLUE)

Non Safety Critical Functions (BLACK)

Dual Core Lockstep - Cycle by Cycle CPU

Fault Detection

ECC for flash / RAM / interconnect evaluated inside the Cortex R4F

Контроль четности у всей периферии,

DMA и RAM контроллера прерываний

Самотестирование RAM-памяти

Контроллер самодиагностики

CPU

IO Loop Back, ADC Self Test, …

Error Signaling Module w/ External

Error Pin

Встроенный такт и мониторинг

питания

Logical / physical design optimized to reduce probability of

common cause failure

PBIST/LBIST OSC PLL

POR

CRC RTI/DWWD

ESM

Enhanced System Bus and Vectored Interrupt Module

DMA

Memory

Flash w/ ECC

Embedded Trace

RAM w/ ECC

Power, Clock, & Safety

Memory Interface

JTAG Debug

Calibration

Serial Interfaces

Network Interfaces

2x12bit ADC

Cores

Available

Dual High-end Timers

Available

GIO

Flash EEPROM w/ ECC

CPU Fault Detection

Контроль четности или CRC в

интерфейсах

Два ядра АЦП с общими входами

External Memory

ARM® Cortex™-

R4F

Lockstep CPUs

Developed for safety applications

Built in self test for CPU and RAMs

ECC for Flash and RAM

ECC для Flash / RAM

(SECDED)

Контроль четности во всей RAM периферии, защита ECC таблицы

векторов прерываний

Самодиагностика RAM-памяти ускоряет

процедуру проверки при загрузке

Контроллер самотестирования CPU

CRC, Calibration, ADC Self Test, …

Модуль обработки сигналов ошибки On-Chip Clock Monitoring

CPU & RAM Self Test

TMS470M

VREG OSC PLL

MBIST

LBIST RTI

CRC

Vectored Interrupt Management

Enhanced System Bus

Memory

Up to 640KB

Flash

w/ ECC

Up to 64 KB

RAM w/ ECC

Power, Clock, & Safety

Debug

Memory Protection JTAG Debug

ARM® Cortex™M3

80MHz

Timers / IO

MibSPI1

64 Buffers; 8 CS

Serial I/F Network I/F

CAN1 (16mb)

ADC

MibADC

64 Buffers

10-bit, 16ch

CAN2 (32mb)

UART1 (LIN1)

High End Timer

(HET)

64 words, 16 ch MibSPI2

64 Buffers; 4 CS GIOA/INTA (4) UART2 (LIN2)

Hercules™ Cortex-M MCU safety features

Микроконтроллеры TIVA от Texas Instruments

Обзор семейства TivaTM C

Connect

Беспрецедентное количество интерфейсов!

Большое количество встроенных продвинутых модулей интерфейсов позволяет разработчикам увеличивать количество подключаемых устройств, не жертвуя при этом ценой, производительностью или потреблением. Встроены интерфейсы: Ethernet MAC & PHY, CAN, External Parallel Interface (EPI), USB On-The-Go/Host/Device, 4 SSI/SPI, до 10 интерфейсов I2C и до 8 модулей UART.

Communicate

Выгрузка данных в облако!

Tiva позволяет реализовывать новые продукты линейки Интернет Вещей (Internet of Things, с управлением через HumanMachineInterface, чему способствует обилие интерфейсов и доступность программного обеспечения (TivaWare™) с сетевыми стеками и примерами программ для отладочных средств.

Control

Универсальность и многозадачность! В таких приложениях как: освещение, измерения, управление движением, отображение и переключение необходимо одновременное управление большим количеством выводов и обработка множественных событий. Способность обработки данных с датчиков наряду с большим количеством выводов ШИМ, два входа для квадратурных энкодеров, два быстрых и точных 12-битных АЦП, три встроенных компаратора позволяют использовать контроллеры семейства Tiva для таких приложений.

Представляем семейство TivaTMС

• Запас ресурсов для расширения функциональности

• Режимы низкого потребления для портативных устройств

• Масштабируемость и расширяемость в пределах продуктовой линейки

• Высокая системная интеграция и оптимальная цена

Встроенная периферия для разных приложений

в одном устройстве !

Автоматизация зданий и промышленные приложения

Ядро Cortex-M4F

Новейшее решение компании ARM для задач цифровой обработки сигналов и управления.

Основано на базе ядре M3 с добавлением DSP инструкций и модуля вычислений с плавающей точкой

Высокая производительность, низкое потребление, простота использования

Основные сегменты применения:

• Промышленная автоматика

• Автомобильная электроника

• Управление приводами

• Аудиоприложения

Ядро Cortex-M4F: основные характеристики Поддержка команд Thumb® / Thumb-2 (16- и 32-битные инструкции)

DSP дополнения

Выполнение 16,32-bit MAC за один цикл Выполнение двойного 16-bit MAC за один цикл 8,16-bit SIMD arithmetic Аппаратное деление(2-12 циклов)

Ядро вычислений с плавающей точкой

Single precision floating point unit IEEE 754 compliant

Конвейер 3-уровневый + предсказание ветвлений

Производительность 3.40 CoreMark/MHz*

Производительность Без FPU: 1.25 / 1.52 / 1.91 DMIPS/MHz С FPU: 1.27 / 1.55 / 1.95 DMIPS/MHz

Защита памяти До 8 зон защищенной памяти

Прерывания Немаскируемые прерывания (NMI) + 1 до 240 физических прерываний

Приоритет прерываний От 8 до 256 уровней приоритета прерываний

Прерывания пробуждения До 240 прерываний вывода из сна

Режимы сна

Встроенные инструкции WFI(wait for interrupt), WFE(wait for event) и Sleep On Exit. Sleep & Deep Sleep Signals. Optional Retention Mode with ARM Power Management Kit

Битовые операции Встроенные команды и режим Bit-Band

Отладка Опционально JTAG и Serial-Wire Debug. До 8 брейкпоинтов и до 4 вотчпоинтов.

http://www.arm.com/products/processors/instruction-set-architectures/index.php







http://www.arm.com/products/system-ip/debug-trace/coresight-soc-components/serial-wire-debug.php




Переименование: LM4F -> TM4C LM4F Part No TM4C Part No LM4F Part No TM4C Part No

LM4F110B2QR TM4C1231C3PM LM4F131E5QR TM4C1236E6PM

LM4F110C4QR TM4C1231D5PM LM4F131H5QR TM4C1236H6PM

LM4F110E5QR TM4C1231E6PM LM4F130C4QR TM4C1237D5PM

LM4F110H5QR TM4C1231H6PM LM4F130E5QR TM4C1237E6PM

LM4F111B2QR TM4C1230C3PM LM4F130H5QR TM4C1237H6PM

LM4F111C4QR TM4C1230D5PM LM4F132C4QC TM4C1237D5PZ

LM4F111E5QR TM4C1230E6PM LM4F132E5QC TM4C1237E6PZ

LM4F111H5QR TM4C1230H6PM LM4F132H5QC TM4C1237H6PZ

LM4F112C4QC TM4C1231D5PZ LM4F132H5QD TM4C1237H6PGE

LM4F112E5QC TM4C1231E6PZ LM4F210E5QR TM4C123BE6PM

LM4F112H5QC TM4C1231H6PZ LM4F210H5QR TM4C123BH6PM

LM4F112H5QD TM4C1231H6PGE LM4F211E5QR TM4C123AE6PM

LM4F120B2QR TM4C1233C3PM LM4F211H5QR TM4C123AH6PM

LM4F120C4QR TM4C1233D5PM LM4F212E5QC TM4C123BE6PZ

LM4F120E5QR TM4C1233E6PM LM4F212H5QD TM4C123BH6PGE

LM4F120H5QR TM4C1233H6PM LM4F212H5QC TM4C123BH6PZ

LM4F121B2QR TM4C1232C3PM LM4F212H5BB TM4C123BH6ZRB

LM4F121C4QR TM4C1232D5PM LM4F231E5QR TM4C123FE6PM

LM4F121E5QR TM4C1232E6PM LM4F231H5QR TM4C123FH6PM

LM4F121H5QR TM4C1232H6PM LM4F230E5QR TM4C123GE6PM

LM4F122C4QC TM4C1233D5PZ LM4F230H5QR TM4C123GH6PM

LM4F122E5QC TM4C1233E6PZ LM4F232E5QC TM4C123GE6PZ

LM4F122H5QC TM4C1233H6PZ LM4F232H5QD TM4C123GH6PGE

LM4F122H5QD TM4C1233H6PGE LM4F232H5QC TM4C123GH6PZ

LM4F131C4QR TM4C1236D5PM LM4F232H5BB TM4C123GH6ZRB

http://www.ti.com/product/TM4C1231C3PM

http://www.ti.com/product/TM4C1236E6PM

http://www.ti.com/product/TM4C1231D5PM

http://www.ti.com/product/TM4C1236H6PM








http://www.ti.com/product/TM4C1237D5PZ


http://www.ti.com/product/TM4C1237E6PZ


http://www.ti.com/product/TM4C1237H6PZ


http://www.ti.com/product/TM4C1237H6PGE


http://www.ti.com/product/TM4C123BE6PM


http://www.ti.com/product/TM4C123BH6PM


http://www.ti.com/product/TM4C123AE6PM


http://www.ti.com/product/TM4C123AH6PM


http://www.ti.com/product/TM4C123BE6PZ


http://www.ti.com/product/TM4C123BH6PGE


http://www.ti.com/product/TM4C123BH6PZ


http://www.ti.com/product/TM4C123BH6ZRB


http://www.ti.com/product/TM4C123FE6PM


http://www.ti.com/product/TM4C123FH6PM


http://www.ti.com/product/TM4C123GE6PM


http://www.ti.com/product/TM4C123GH6PM


http://www.ti.com/product/TM4C123GE6PZ


http://www.ti.com/product/TM4C123GH6PGE


http://www.ti.com/product/TM4C123GH6PZ


http://www.ti.com/product/TM4C123GH6ZRB

27

EK-TM4C123GXL LaunchPad

Доступна сегодня!

$12.99

DK-TM4C123G


$149

Инструменты

Программное обеспечение

• Встроенное ядро для вычислений с плавающей точкой, работающее на частоте +80MHz ─ предоставляет высокую производительность

• Высокопроизводительная аналоговая периферия

• Библиотека TivaWare™ – Позволяет повторное использование кода на всех устройствах с ядром Cortex™-M4F

• Встроенный модуль 10/100 ENET MAC + PHY – (coming soon!)

• Режимы низкого энергопотребления с потреблением до 1.6µA

Основные особенности

• TivaWare for C Series – библиотека настройки периферии встроенная в ROM, включает в себя вспомогательные функции, такие как boot loaderи проверка контрольной суммы

• Code Composer Studio™ IDE

• Поддержка TI RTOS

• ARM 3rd Party Ecosystem

TM4C123x Температура 85°C 105°C

Типы корпусов

До 256 KB Flash

До 32 KB SRAM

ROM

Real-time JTAG

8× UART

4× SSI/SPI

6× I2C

USB Full Speed (Host/Device/OTG)

6× 32-bit Timer/PWM/CCP

6× 64-bit Timer/PWM/CCP

2× Watchdog Timer

LDO Voltage Regulator

Temperature Sensor

Precision Oscillator

DMA (32 ch)

16x PWM Outputs

2× Quadrature Encoder

Inputs

2× CAN

Интерфейсы Управление

Systick Timer

Battery-Backed Hibernate RTC 2 KB EEPROM

12ch, 1 S/H 12-bit 1 MSPS ADC

Отладка

Системные модули

Питание & Тактирование

Память

NVIC SWD/T ETM

ARM®

Cortex™-M4F

Up to 80 MHz

FPU MPU

3× Analog Comparators

12ch, 1 S/H 12-bit 1 MSPS ADC

Аналог

Tiva™ C Series Microcontrollers – TM4C123x

ОТ 2$

Connected Development Kit

DK-TM4C129X

$199 USD MSRP


________________________

Connected LaunchPad

Evaluation Kit

EK-TM4C1294XL

$20 USD MSRP

Tiva™ C Series Microcontrollers – TM4C129x

• Встроенное ядро для вычислений с плавающей точкой, работающее на частоте +120MHz ─предоставляет еще большую производительность

• Интегрированный 10/100 ENET MAC & PHY

• Встроенный LCD контроллер

• Встроенные механизмы защиты данных

• Высокопроизводительная аналоговая периферия

Оличительные особенности

• TivaWare for C Series – библиотека настройки периферии встроенная в ROM, включает в себя вспомогательные функции, такие как boot loaderи проверка контрольной суммы

• Code Composer Studio™ IDE

• Поддержка TI RTOS

• ARM 3rd Party Ecosystem

Типы корпусов

TM4C129x Up to 1 MB Flash

Up to 256 KB SRAM

DMA (32 ch)

Real-time JTAG

8× UART 4× QSSI/SPI

10× I2C

USB Full/High Speed (Host/Device/OTG)

8× 32-bit Timer/PWM/CCP EPI

2× Watchdog Timer

Battery-Backed Hibernate

AES, DES, SHA & MD5 Accelerators

4x Tamper Inputs 2× CAN

Интерфейсы

Systick Timer

6 KB EEPROM

Отладка

Системные модули

Память

2x 12ch, 12-bit ADCs up to 2 MSPS

Аналог

ROM

RTC

Precision Oscillator

Питание и тактирование

CRC Accelerator

1-Wire (SW)

Система

10/100 Ethernet MAC / PHY (IEEE 1588)

Quadrature Encoder Inputs

Защита данных

8× MC PWM

Управление

LCD

3× Analog Comparators

LDO Voltage Regulator

NVIC SWD/T ETM

ARM®

Cortex™-M4F

Up to 120 MHz

FPU MPU

Инструменты

Программное обеспечение

Температура 85°C 105°C

Temperature Sensor

ОТ 8$

Tiva: Для распределенных систем управления

Содержит контроллер 10/100 Mbps Ethernet Media Access Control (MAC) и физический уровень - Physical (PHY). Поддерживает протокол высокой точности времени IEEE1588.

Full-speed USB 2.0 OTG/Host/Device. Поддерживает операции управления, прерывания и передачу пакетных данных на скорости до 12 Mbps.

USB 2.0

Host/Device/OTG + PHY

10/100 Ethernet w/ PHY

C Series Connected

Два CAN-интерфейса

CAN – интерфейс, изначально использовавшийся для автомобильной техники, сегодня становится популярным в аэрокосмической, промышленной автоматике и медицинском оборудовании.

Технология сбора данных с различных датчиков —акселерометр, гироскоп и магнитометр — для получения точной информации о движении в реальном времени.

Sensor Hub SH

Connect Communicate Control • Подключение и автоматизация дома, зданий и

промышленных систем.

• Sensor hub для потребительской и промышленной техники

• Управление движением

Tiva C series Преимущества

TM4C123x Богатые возможности подключения

Sensor Hub & USB

Tiva C series Преимущества

TM4C129x Ethernet MAC+PHY, Аппаратное

кодирование, Tamper, USB High-

speed, External memory interface, LCD

Простая и быстрая разработка TI Инструменты, Программное обеспечение, Приложения и Поддержка

Программное обеспечение Инструменты

Документация

• Datasheets

• White papers

• Application notes

Поддержка и тренинги

• Видео тренинги

• Личные тренинги

• Поддержка на 24/7 на форуме инженерной поддержки E2E

$12.99 Tiva™ C Series

EK-TM4C123GXL

• Бибилиотека TivaWare для приложений без ОС

• Code Composer Studio™ v. 5

• TI-RTOS для совместимых приложений на разных платформах

• Библиотеки для конкретных приложений

Tools

• Оценочные платы LaunchPad

• Платы разработчика DK

Сеть разработки $149.00

Tiva™ C Series

DK-TM4C123G

$199.00

Tiva™ C Series

DK-TM4C129X

http://www.iar.com/

Tiva™ C Series TM4C129 Connected Development Kit

DK-TM4C129X Реализован на базе TM4C129XNCZADI

● 120 MHz ARM® Cortex™-M4F CPU (DSC w/ FPU)

● 1MB Flash / 256KB SRAM / 6KB EEPROM

● 8 timers (8x32-bit / 16x16-bit), plus SysTick & Watchdogs

● Motion control PWM outputs

● 10 I2C, 8 UARTs, 4 QSPIs, 2 CAN, USB FS & HS support

● 10/100 Ethernet MAC & PHY

● LCD control module

● 212-pin nfBGA with up to 140 GPIOs

Подключение внешних устройств ● Standard Boosterpack & BoosterPack XL

● TI wireless EM interface

● Available I/O Expansion

o ULPI USB external PHY (for high speed USB 2.0)

o RMII/MII external Ethernet PHY

o EPI, Host bus 16/8

Ethernet RJ45 jack

User H/D/O microAB USB connector

QVGA display with resistive touch screen

QSSI connected 512Mbit Flash mem & microSD slot

3x user buttons, tri-color user LED & speaker

Hardware reset button & system LED indicators

In-Circuit Debug Interface (XDS-ICDI) & std 20-pin JTAG debug header

Tool chains: CCS, Keil, IAR, CodeBench & GCC

TivaWare DriverLib under TI BSD-style license

Простой в использовании, полнофункциональный набор разработчика

Tiva™ EK-TM4C1294XL LaunchPad

32-bit TM4C1294NCPDT Microcontroller

Two 40-pin BoosterPack stackable connectors (accepts earlier 20-pin )

Four LEDs (2 user, 2 Ethernet activity)

Two User buttons

Reset and Wake buttons

User 10/100 Ethernet port

User Full and low-speed USB 2.0 port

USB in-Circuit Debug and External Debug connectors

98 breadboard pin-outs

Power measurement jumpers

Edge connector offers additional expansion

Особенности DK-TM4C123G

• Реализован на базе TM4C123GH6PGE MCU – 80 MHz ARM® Cortex™-M4 CPU (DSC w/ FPU) – 9-axis MPU-9150 sensor – CAN transceiver – 5x user input buttons, reset button & power LED – All hardware and software to get started in 10 minutes or less – Full peripheral functionality & example projects – 96 x 64 color OLED display showcasing TivaWareTM for C Series – microSD card slot – 8GB USB thumb drive

• Debug and Tool Chain Support – On-board,USB-based debug interface – CCS, Keil, IAR, CodeBench, GCC – Priced at $149 USD

TivaTM C Series Development Kit

Price $149

Tiva™ C Series TM4C123 Development Kit Простой в использовании, многофункциональный набор разработчика

Tiva™ C Series TM4C123 LaunchPad

Особенности EK-TM4C123GXL

• Реализована на базе TM4C123GH6PM MCU – 80 MHz ARM® Cortex™-M4F CPU (DSC w/ FPU) – 256K Flash / 32K SRAM – Uses BoosterPack XL connection standard – Две пары двухрядных 10-пиновых штыревых

разъемов – 2x пользовательских кнопки, кнопка reset и power LED – Совместима с другими Booster Packs/ LaunchPads

• Debug and Tool Chain Support – On-board,USB-based debug interface – Priced under $10 USD (ETM)

• Booster Packs – 3 Party: Anaren ZigBee, Epson LCDC + Display, Kentec

Display, Next Gen Olimex LED Matrix – Internal: Wireless EM, WiFi CC3000, Sensor-hub

– Existing: Captouch, LED Matrix, I2C Potentiometer

Недорогая универсальная оценочная платформа

Tiva™ EK-TM4C123GXL LaunchPad

www.ti.com/launchpad

Price: $12.99

http://www.ti.com/launchpad

SensorHub Booster Pack

Особенности

Add sensor aggregation capabilities to your designs

Motion tracking: 3 Axis gyro, 3 Axis accelerometer, 3 Axis compass

Environmental monitoring: pressure, humidity, ambient temperature, ambient light & infrared sensor

Designed for Tiva C Series LaunchPad

Uses booster pack standard

Supports multiple tool chains

CCS, Keil, IAR & Sourcery Code Bench

MSRP of $49.99 USD (37.49 DBP)

Get started with Sensor Fusion technology in 10 minutes or less Air Mouse Example:

USB Composite HID keyboard & mouse

Viterbi-like gestures

Wireless ready with RemoTI

TivaTM SensorHub Booster Pack

Onboard temperature, pressure, motion, humidity, ambient light & IR sensors

Нужны датчики в проекте? – Легко!

Еще несколько устройств Booster Pack

KenTec Touch Display CapTouch Olimex 8x8 LED Sensor Hub

PERF-ect Board RF A2530 Radio Module 2.7” OLED Display Sakoman Proto

BoosterPack

MikroElektronika Click™ Epson S1D13781 LCDC CC2530 ZigBee EM Adapter

Почему TivaTM C Series MCUs?

Системные решения для существующих применений

‒ Опорные дизайны и отладочные наборы ускоряют разработку

‒ Примеры приложений и специализированная периферия для сетевых приложений, управления, автоматизации, Application code & optimized peripherals for connectivity, motion

control, automation, lighting, PLC, HVAC & building control apps.

Высокопроизводительная аналоговая и цифровая периферия

− Аналоговая периферия для приложений управления в реальном времени с низким энергопотреблением

− Proven to work as complete system on-chip or purchased separately

Все необходимое для разработки ПО

‒ Среда разработки CCStudio™ для всего портфолио TI ARM

‒ Software, tools and third parties – TivaWare™ (no OS) to RTOS

Любой Cortex от Texas Instruments

OMAP™ applications processors

ARM Cortex-A8, A9, A15

Sitara™ ARM® processors

ARM9, ARM Cortex-A8

TI Multicore processors ARM Cortex-A8, A15

ARM Cortex-A

Tiva C Series MCUs

ARM Cortex-M4

TI dual-core C2000™+ARM MCUs

ARM Cortex-M3

Hercules Safety

ARM MCUs

ARM Cortex-M3

ARM Cortex-M

Hercules™ Safety

ARM MCUs

ARM Cortex-R4

ARM Cortex-R

Аппаратное обеспечение: DK-TM4C129X, USB-кабель для программирования

Установка драйверов ICDI

Установка Code Composer Studio

Установка библиотеки TivaWare 2.0

Подготовка рабочего места


TivaWareTM инициализация и GPIO

Содержание модуля

• TivaWare

• Тактирование

• GPIO

• HandsOn

TivaWareTM : основные особенности

• Весь код написан на языке С, в том числе обработка прерываний и код загрузки

Графическая

библиотека Библиотека

USB

Библиотека

сенсоров

Открытая

RTOS

Стеки с открытыми

исходниками

Инструменты:

Контр. суммы

Безопасность

Примеры

проектов

Примеры

От третьих партнеров

Библиотека драйверов периферии

Поддержка Boot Loader и внутрисхемного программирования

Программное обеспечениеTivaWare

APIs для инициализации и управления периферией

- Также доступна в ROM

Возможность обновления приложения в готового изделии

-Также доступна в ROM

APIs для графических дисплеев

APIs для USB device, USB host, или USB On-The-Go (OTG) приложений

APIs с оптимизированными функциями общего назначения, такими как проверка CRC и таблиц AES

APIs для датчика 3-в-1: акселерометр- гироскоп- магнитометр, плюс фреймворк для других датчиков

Примеры приложений используются в качестве стартовой точки разработки

Открытый исходный код для Ethernet и операционной системы реального времени

Дополнительные примеры исходного кода

Бесплатное использование по BSD-лицензии

API-интерфейс высокого уровня для всего набора периферии

Делает разработку приложений более простым простым и быстрым процессом

Может быть использована в разработке приложения в качестве примера

Доступна как объектная библиотека и как исходный код

Совместима со следующими IDE:

- TI Code Composer Studio

- ARM/Keil

- IAR

- GNU tools

Библиотека драйверов периферии(DriverLib)

Исходный код на C, простое и эффективное использование

Три уровня абстракции, каждый вызывается из последующего: Уровень драйвера дисплея (нижний уровень) Уровень графических примитивов … Уровень виджетов (верхний уровень)

Графические примитивы: Точка, Линия, Прямоугольник, круг, шрифт,

изображение, фон, буфер 134 типов шрифтаComputer Modern predefined fonts

available Поддержка 24-битного формата цвета

Виджеты: Canvas, Checkbox, Container, Push Button,

Radio Button, Slider, ListBox Спец. утилиты

ftrasterize: вывод своего шрифта lmi-button: клавиша с эффектами тени и 3-D pnmtoc: преобразование изображения в формат

библиотеки

Primitives Radio Buttons

Checkbox

Canvas Push Buttons

Container

TivaWareTM : графическая библиотека

Security Push Buttons

Исходный код для интегрированных датчиков движения - Direct Cosine Matrix – проприетарный программный модуль TI - Vector Math – проприетарный программный модуль TI

Поддержка различных типов датчиков: - Давления - Освещения - Влажности - Температуры

Набор примеров для SensorHubBoosterPack

Поддержка различных производителей датчиков

TivaWareTM : библиотека датчиков

TivaWareTM : TI-RTOS

Кросс-платформенные API-функции

TCP/IP (IPv4 & IPv6) HTTP, DHCP, DNS, Telnet,

TFTP

USB Host, Device

MSC, HID, CDC

Файловая система

FAT

Ядро реального времени(SYS/BIOS) Отладка и дополнительные инструменты

Драйвера EMAC, SD, USB, SPI(SSI), UART, I2C, GPIO, Watchdog

Особенности

• Многозадачное ядро реального времени и дополнительные компоненты

• IPv4 и IPv6-совместимый TCP/IP стеки

• HTTP, DNS, DHCP, Telnet, и FTP

• USB-стек Host и Device

• Драйвера классов MSC, HID, и CDC

• FAT-совместимая файловая система, с поддержкой станадрных функций ввода/вывода

• Драйвера Ethernet, USB, UART, IIC, и SD

• Инструменты настройки и отладки

Тактирование: базовые источники тактирующего сигнала

• Precision Internal Oscillator (PIOSC) 16 МГц ± 1%

• Main Oscillator (MOSC) с внешним:

тактовым генератором кварцем

• Внутренний осциллятор 30 кГц 30 кГц ± 50% Предназначен для использования во время энергосберегающих режимов

• Модуль гибернации (HMCS) С использованием внешнего кварца 32,768 Гц Предназначен для реализации «часовых» приложений

Тактирование: источники тактирования CPU

CPU может тактироваться одним из базовых источников: • Встроенный 16 МГц • Главный MOSC • Встроенный 30 кГц • Внешний 32,768 Гц

Плюс: • Внутренний PLL (400 МГц) • Встроенный 16 Мгц деленный на 4 (4МГц ± 3%)

Источник Управляет PLL? Формирует SysClk?

Встр. 16МГц Да Да

Встр. 16МГц/4 Нет Да

MOSC Да Да

Встр. 30 кГц Нет Да

Модуль гибернации Нет Да

PLL - Да

Тактирование: схема

API-функция SysCtlClockSet() устанавливает: • делитель SYSDIV • OSC или PLL • встроенный осциллятор или с внешним источником • частоту используемого кварца

GPIO

• Любой вывод GPIO может быть источником прерывания:

• По фронту, спаду импульса либо по обоим событиям

• По уровню единицы либо нуля

• Может инициировать запуск ADC или передачу uDMA

• Частота переключения может достигать половины частоты тактирования CPU (для стандартной шины) либо 100% частоты тактирования CPU (для шины Advanced High-Performance)

• Совместимость с 5В в режиме входа

• Программируемый выходной ток (2, 4, 8мА или 8мА с контролем скорости нарастания)

• Выбор внутренней подтяжки или открытого стока

• Состояние пинов сохраняется в режиме гибернации

Инструмент PinMux

• Позволяет пользователю настроить выводы используя графический интерфейс

• Формирует исходный код с необходимыми header-файлами для использования с одной из поддерживаемых IDE

http://www.ti.com/tool/tm4c_pinmux

http://www.ti.com/tool/tm4c_pinmux

Маскирование адресов GPIO У каждого порта GPIO есть базовый адрес. Можно записывать 8-битное значение непосредственно по этому базовому адресу, и все 8 пинов будут изменены. Если необходимо изменить только отдельные биты, можно использовать битовую маску для выделения только некоторых бит. Эта процедура выполняется аппаратно путем выделения под каждый GPIO порт 256 адресов. Биты 9:2 шины адреса используются как битовая маска.

0 0 0 1 1 1 0 1

1 1 1 0 1 0 1 1

0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 …

0 0 1 1 1 0 1 1

GPIO Port D (0x4005.8000)

Записываемое значение (0хEB)

Новое значение в GPIO Port D

Хотим изменить содержимое GPIO Port D (0x4005.8000).

Текущее значение регистра:

Новое значение, которое хотим записать – 0xEB:

Вместо непосредственной записи в порт, происходит запись по адресу 0x4005.8098. Биты 9:2 (приведенные на рисунке) становятся

битовой маской для нового значения для записи.

GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_1, 0xEB);

Прим.: Вы указываете базовый адрес, битовую маску и значение для записи.

Функция GPIOPinWrite() определяет правильный адрес для маски.

Функции защиты GPIO Шесть выводов на устройстве защищены от случайного программирования:

• PC3,2,1 & 0: JTAG/SWD

• PD7 & PF0: NMI

Любая запись в следующие регистры для этих выводов не будет сохранена пока регистр GPIOLOCK не будет разблокирован:

• GPIO Pull Up or Pull Down select registers

• GPIO Digital Enable register

• GPIO Alternate Function Select register

Для снятия блокировки регистра GPIOLOCK для PF0 используется последовательность: HWREG(GPIO_PORTF_BASE + GPIO_O_LOCK) = GPIO_LOCK_KEY;

HWREG(GPIO_PORTF_BASE + GPIO_O_CR) |= 0x01;

HWREG(GPIO_PORTF_BASE + GPIO_O_LOCK) = 0;

Чтение регистра GPIOLOCK вернет регистр в состояние блокировки

Ход работы

См. методические указания:

ЛР1: TivaWare- Инициализация и GPIO


NVIC

контроллер вложенных прерываний

Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC) Обслуживает исключения и прерывания (7 исключений и 106 прерываний)

8 программируемых уровней приоритета прерываний, с возможностью группировки и изменения приоритета на лету

Автоматическое сохранение и восстановление статуса

Автоматическое чтение содержимого таблицы векторов прерываний

Поддержка преимущественных/вложенных прерываний

Tail-chaining – переход между прерываниями

Фиксированное время обработки: всегда 12 или 6 циклов + tail-chaining

Прерывания по логическому уровню и по фронту импульса

t

Прерывания управления (PWM, ADC)

Прерывания интерфейсов(CAN, UART)

Основной цикл

Tail Chaining...

PUSH POP ISR 1 POP ISR 2

PUSH ISR 1 POP ISR 2

12 Тактов

IRQ1

IRQ2

Типичный процессор

Cortex-M4 NVIC 6

Тактов 12 Тактов

Время обработки - Tail Chaining

Наивысший приоритет

Tail-chaining

Pre-emption …

PUSH

Время обработки – Pre-emption

ISR 1 ISR 2

ISR 1 POP ISR 2

1- 12 Тактов

IRQ1

6 Тактов

POP

12 Тактов

Late arrival...

PUSH POP POP

Cortex-M4 NVIC

IRQ2



ISR 2

Время обработки – Late Arrival

IRQ1

IRQ2

ISR 2 ISR 1

PUSH POP

12 Тактов

6 Тактов

ISR 1

Interrupt handling...

PUSH POP PUSH PUSH POP

Cortex-M4 NVIC



Обработка контекстной информации выполняется автоматически. Без необходимости дополнительных команд.

Вход в прерывание

Автоматическое сохранение регистров R0–R3, R12, LR, PSR, и PC в стек (8 32-битных слов)

Одновременно, команды ISR подготавливаются на шине команд. ISR готово к выполнению уже до того как закончится загрузка контекста в стек

Флаг прерывания сбрасывается автоматически для одиночных прерываний

Выход из прерывания

Состояние процессора автоматически восстанавливается из стека

Одновременно, прерванная команда подготавливается на шине команд и готова к выполнению уже до того как заканчивается выгрузка данных из стека

NVIC: обработка прерывания

Exception types...

Типы особых прерываний

Номер вектора

Тип исключения

Приоритет Адрес вектора

Описание

0 - 0x00 Верхний адрес стека

1 Reset -3 0x04 Сброс

2 NMI -2 0x08 Не маскируемое прерывание

3 Hard Fault -1 0x0C Ошибка обработки исключения

4 Memory Management Fault

Программир. 0x10 Нарушение MPU

5 Bus Fault Программир. 0x14 Ошибка шины (предварительная выборка или отмена данных)

6 Usage Fault Программир. 0x18 Исключение для программных ошибок

7-10 Reserved - 0x1C - 0x28

11 SVCall Программир. 0x2C Инструкция SVC

12 Debug Monitor Программир. 0x30 Исключение для отладки

13 Reserved - 0x34

14 PendSV Программир. 0x38

15 SysTick Программир. 0x3C Системный таймер

16 и выше Прерывания Программир. 0x40 Внешние прерывания(Периферия)

Vector Table...

Таблица векторов

После сброса таблица векторов располагается с нулевого адреса

Каждая строка содержит адрес функции, вызываемой при прерывании

Значение по адресу 0x00 используется как начальный адрес главного указателя стека

Таблица векторов может быть перенесена, для этого используется регистр VTABLE

Таблицу векторов прерываний можно посмотреть в файле tm4c1294ncpdt_startup_c

cs.c

GPTM...

General Purpose Timer Module

16 или 32-битный таймер однократного срабатывания (one-shot)

16 или 32-битный периодический таймер (periodic)

16-битный таймер общего назначения с 8-битным предделителем

32-битные часы реального времени (RTC), используют внешний внешний такт 32,768Hz

16-битный счетчик/таймер захвата с 8-битным предделителем

16-битный режим ШИМ с 8-битным предделителем и программируемой инверсией ШИМ-сигнала

Для тактирования может быть использован как SYSCLK, так и ALTCLK. Источником ALTCLK может быть PIOSC, RTC или низкочастотный внутренний генератор

Счет вверх/вниз

Возможность каскадирования и синхронизации

Возможность запуска ADC по различным событиям

Возможность останова во время паузы при отладке

Использование DMA

Содержит восемь 16/32-bit GPTM блоков со следующими

характеристиками:


USB-модуль

USB: основы Различные типы разъемов 4 контакта – питание, земля, 2 линии данных (5й контакт ID для USB2.0) Конструктивно сначала подключается питание, затем данные Стандарты: • USB 1.1

• Определение Host(master) и Device(slave) • Скорость до 12 МБит/сек

• USB 2.0 • Скорость до 480 МБит/сек • Добавление OTG

• USB 3.0 • Скорость до 4.8 ГБит/сек • Новый тип разъема • Отдельные линии передачи и приема

USB: основы USB Device… большинство устройств, работает в режиме slave

USB Host… обычно PC, но может быть встраиваемое устройство

USB OTG… On-The-Go

• Динамичное переключение между ролями Host и Device

• Два соединенных OTG-устройства «договариваются» о ролях между собой

Host при подключении получает следующие данные от каждого Device:

Дескриптор устройства (Данные производителя и ProductID для установки драйверов)

Дескриптор настройки (энергопотребление и интерфейс)

Дескрипторы конечной точки (тип передачи данных, скорость и т.д.)

Enumeration – процесс, позволяющий использовать функцию Plug&Play

• Поддержка USB 2.0 full speed (12 Mbps) и low speed (1.5 Mbps)

• Поддержка функционала On-the-go (OTG), Host и Device устройств

• Встроенный интерфейс физического уровня PHY

• Типы передачи: Control, Interrupt, Bulk и Isochronous

• Device Firmware Update (DFU) device in ROM

Сообщество Tiva

• Texas Instruments является участником форума производителей USB

• Разрешено использование официального логотипа USB

• Бесплатное предоставление Vendor/Product ID http://www.ti.com/lit/pdf/spml001

•FREE

•Vendor ID/

•Product ID

•Sharing program

•VID •Request

•for embedded •USB products

USB: TM4C129XNCZAD

http://www.ti.com/lit/pdf/spml001

USB: Блок-схема модуля

• Встроенный USB-контроллер и PHY-модуль

• 1 выделенный буфер (Endpoint) зафиксированный на прием, и 1 – на передачу

• До 7 входных буферов, до 7 выходных

• 4 кБайта выделенной памяти для буферов, не являющейся частью SRAM

• Встроенный USB DMA модуль (до 8 каналов на прием и до 8 на передачу)

• Режим HighSpeed (480 Mbps) возможен с использованием внешнего PHY и встроенного интерфейса ULPI

• ULPI = UTMI+ Low Pin Interface

• UTMI+ = USB Transceiver Macrocell Interface c поддержкой типов OTG и Host во всем диапазоне скоростей передачи

• Параллельный интерфейс между USB контроллером и PHY

• cигналы UTMI+ доступны через регистры

• 12 сигналов: clock, 8 бит двунаправленных данных, 3 сигнала управления

• поддержка ULPI стандарта Single Data Rate (8-битные данные)

USB: HighSpeed режим с ULPI

TUSB1210

TUSB1211

• Link Power Management

• Режим энергосбережения sleep, включающийся после подключения устройства и до состояния suspend

• Удаленное пробуждение

• Допускается более частое отключение устройства, для энергосбережения

• Оптимально для мобильных устройств

• Совместимость с устройствами Host и Device, не имеющих поддержки режимов энергосбережения

• API-Функции доступны в библиотеке TIvaWare

USB: Link Power Management

Sleep Suspend

Запуск Явный, с помощью специальной LPM-команды Неявный, после 3х миллисекунд неактивности на шине

Задержки Вход: ~10 uS Выход: ~70 uS до 1 ms (зависит от хоста)

Вход: ~3 ms Выход: >30 ms (зависит от ОС)

Потребление Зависит от приложения и реализации Ограничения: ≤500uA или ≤2.5mA

Библиотека TivaWare™ USBLib

Полностью бесплатные драйвера, стек и примеры приложений для микроконтроллеров Tiva

Built on the driverLib API

• Функции управления для устройств типа Host и Device

• Содержит реализацию стандартных классов USB

Уровневая структура абстракций API

Содержит драйвера для

устройств классов: Audio

Bulk

CDC

Composite

DFU

HID

HID Mouse

HID Keyboard

HID Gamepad

Mass Storage

Abstraction Levels...

Содержит функции host :

Controller driver

Class driver

Device Interface

Содержит стек OTG-устройств

USB: TivaWareTM USBLib - уровни абстракции API

Приложение 1

Передает упрощенные данные в API более

высокого уровня

(Custom HID mouse)


Передает ключевую информацию в API

драйвера

API драйвера обрабатывает все низкоуровневые

функции для выбранного класса

устройства.

(Custom HID Device)


Использует существующий API для

работы Host/Device

Использует DriverLib для функций, не входящих в API.

(Custom classes)


Реализует собственный USB-

протокол, использую Driverlib.

(Third party USB stack)

Host / Device class API

Host / Device class driver APIs API

USB Host Controller API/USB Device API

USB DriverLib API

Объем доступных для настроек параметров

Уро

вен

ь аб

стр

акц

ии

Высокий

Низкий Высокий

USB: TivaWareTM – примеры проектов

• usb_dev_bulk

• usb_dev_keyboard – имитация клавиатуры

• usb_dev_msc

• usb_host_hub

• usb_host_msc – чтение файловой системы c USB-диска (FAT)

• usb_otg_mouse – обработка подключенной мышки

• usb_stick_demo

• usb_stick_update

Ход работы


ЛР3: USB


АЦП

АЦП: Блок-схема • Источники тактирования:

- PLL

- MOSC

- PIOSC

• Частота тактирования системы должна быть выше, чем частота тактирования модуля АЦП

• Оба модуля АЦП тактируются одним сигналом и работают с одинаковой скоростью

АЦП: основные особенности TM4C содержит два модуля АЦП 12бит 1MSPS (ADC0 и ADC1)

Каждый модуль работает независимо и может:

• преобразовывать любой из аналоговых входов

• формировать прерывания и сигналы запуска

24 аналоговых входа

Дифференциальный и синфазный режимы

Встроенный датчик температуры

Аппаратное усреднение от 2х до 64х сэмплов

8 цифровых компараторов на каждый модуль

2 аналоговых компаратора

4 настраиваемых секвенсора на каждый модуль

Настраиваемый фазовый сдвиг между преобразованиями от 22.5° до 337.5°

Опора: внутренняя VDDA/GNDA, либо внешняя VREF+/VREF- (212 BGA)

АЦП: секвенсоры Оцифровка и сбор данных выполняется с использованием программируемых секвенсоров

Секвенсор позволяет АЦП обрабатывать сигналы с разных входов без необходимости перенастройки

У каждого модуля АЦП есть 4 секвенсора

Все секвенсоры одинаковы, за исключением количества сохраняемых сэмплов и глубины FIFO-буфера

Для настройки секвенсора необходима следующая информация:

• источник (вход) для каждого сэмпла

• режим (диф. или синф.)

• формирование прерывания по окончании преобразования каждого сэмпла

• индикатор последнего семпла в последовательности

Каждый секвенсор может передавать данные независимо через выделенный канал uDMA


LCD-модуль

Содержание модуля

• Обзор структурной схемы и аппаратных особенностей

• Описание структуры шины и карты памяти

• Обзор блоков памяти

• Обзор периферии

Обзор LCD-контроллера • Предоставляет настраиваемый параллельный интерфейс,

поддерживающий: • LCD TFT(ThinFilmTransistor) панели

• LCD панели с пассивной матрицей

• OLED панели

• Символьные LCD панели

• LCD панели со встроенными контроллерами или без них

• Разргужает CPU от графических операций • Функция постоянного обновления LCD через отдельный, высокоприоритетный модуль DMA

• Функция преобразования цветового формата (IndexedColors в RGB) без задействования CPU

Структурная схема LCD-контроллера

Буфер SRAM

CPU LCD

Контроллер LCD

Цифровые сигналы адаптированные под конкретный LCD

Сырые данные изображения


Буфер SRAM

CPU

Модуль LCD DMA

LCD Контроллер

LCD




Буфер SRAM

CPU

Модуль LCD DMA


LCD



Внешняя память

Режимы работы LCD-контроллера Буфер SRAM

CPU

LCD DMA LCD


Специальные режимы для:

Различные форматы хранения изображения в памяти

- Команды, данные символов или RGB-данные

- Оттенки серого, RGB, Indexed Color

- Количество бит на пиксель

Различные наборы сигналов для внешнего LCD

- HSYNC, VSYNC, PixelClock, AC Bias

- Количество линий для RGB данных

- Линии последовательной передачи данных для символьных дисплеев

Режимы работы LCD-контроллера Буфер SRAM

CPU

LCD DMA LCD


Два основных режима работы:

Растровый режим

- Основной для TFT или STN дисплеев (бесконтроллерных)

- Задействуется DMA модуль

- LCD-контроллер считывает данные непосредственно из памяти

- Спец. сигналы для безконтроллерных дисплеев (HSYNC, VSYNC и др.)

Режим LCD Interface Display Driver (LIDD)

- Основной для символьных дисплеев и дисплеев с контроллерами

Растровый режим работы Буфер SRAM

LCD DMA LCD


Цветовая таблица

Данные изображения

(RGB, Grayscale,…) от 1bpp до 24 bpp

CPU

Буфер кадра (SRAM)

LCD DMA

RAM Цветовой таблицы

FIFO-буфер изображения

К контроллеру растра

1. LCD DMA копирует данные цветовой таблицы во внутреннюю RAM-память LCD-модуля

2. LCD DMA отправляет данные изображения в главный FIFO-буфер LCD-контроллера

3. LCD DMA и контроллер растра непрерывно получают данные изображения из буфера кадра и обновляют дисплей.

Растровый режим работы: поддержка ping-pong режима

Буфер SRAM

LCD DMA LCD


CPU Цветовая таблица



Буфер кадра 1

LCD DMA



К контроллеру растра

Цветовая таблица



Буфер кадра 2

CPU

Растровый режим работы Буфер SRAM

LCD DMA LCD


CPU



От 1 до 24 линий данных RGB/Grayscale

Сигналы управления: • HSYNC • VSYNC •Pixel Clock •AC Bias


растра

Растровый режим работы: резюме

Реализует непрерывное обновление данных на бесконтроллерных дисплеях

Испольльзует настраиваемый буфер изображения в SRAM (или внешней памяти)

• RGB-формат

• Indexed-формат

• Настраиваемое количество байт на пиксель

Использование только DMA, режим Ping-Pong, изменение изображений «на лету»

Настраиваемые выходные сигналы и временные интервалы

Глубина цвета до 24-бит

LIDD режим

Буфер SRAM

CPU LIDD

контроллер LCD

Данные изображения или команды управления

для дисплея

Данные изображения или команды управления,

адаптированные под протокол дисплея.

LIDD режим

Буфер SRAM

CPU

LIDD контроллер

LCD

Данные изображения или команды управления

для дисплея

Данные изображения или команды управления,

адаптированные под протокол дисплея. Модуль

LCD DMA

LIDD режим

CS0 Address

CPU LIDD


CS0 Data

CS1 Address

CS1 Data


Регистры интерфейса LIDD Выходные сигналы LIDD

к/от

CPU

Буфер SRAM

Read Strobe/Enable

Write Strobe

Address Latch EN

CS0/E0

CS1/E1

MCLK

Direction

Up to 16 bits

Address/Data IO

LIDD режим

CS0 Address

CPU LIDD


CS0 Data

CS1 Address

CS1 Data


Регистры интерфейса LIDD Синхронный Режим MPU 8080

к/от

CPU

Буфер SRAM

Read Strobe/Enable

Write Strobe

Address Latch EN

CS0/E0

CS1/E1

MCLK

Direction

Up to 16 bits

Address/Data IO

LIDD режим

CS0 Address

CPU LIDD


CS0 Data

CS1 Address

CS1 Data


Регистры интерфейса LIDD Асинхронный Режим MPU 8080

к/от

CPU

Буфер SRAM

Read Strobe/Enable

Write Strobe

Address Latch EN

CS0/E0

CS1/E1

MCLK

Direction

Up to 16 bits

Address/Data IO

LIDD режим

CS0 Address

CPU LIDD


CS0 Data

CS1 Address

CS1 Data


Регистры интерфейса LIDD Режим Hitachi

к/от

CPU

Буфер SRAM

Read Strobe/Enable

Write Strobe

Address Latch EN

CS0/E0

CS1/E1

MCLK

Direction

Up to 16 bits

Address/Data IO

LIDD режим

CS0 Address

CPU LIDD


CS0 Data

CS1 Address

CS1 Data


Регистры интерфейса LIDD Синхронный режим MPU 6800

к/от

CPU

Буфер SRAM

Read Strobe/Enable

Write Strobe

Address Latch EN

CS0/E0

CS1/E1

MCLK

Direction

Up to 16 bits

Address/Data IO

LIDD режим

CS0 Address

CPU LIDD


CS0 Data

CS1 Address

CS1 Data


Регистры интерфейса LIDD Асинхронный режим MPU 6800

к/от

CPU

Буфер SRAM

Read Strobe/Enable

Write Strobe

Address Latch EN

CS0/E0

CS1/E1

MCLK

Direction

Up to 16 bits

Address/Data IO

Сигналы режима LIDD

Настраиваемые параметры:

• Полярность сигналов

• Время установки, задержки и длительности импульсов Read и Write

• Задержка между командами записи

• Каждый сигнал CS может быть настроен индивидуально

Буфер SRAM

LCD DMA LCD


CPU

Программная поддержка Буфер SRAM

LCD DMA


LCD CPU

Библиотека драйверов периферии TivaWare предоставляет удобный интерфейс:

• Единая структура содержит параметры настройки таймингов и полярности сигналов для Вашего дисплея

• API для настройки и запуска LCD DMA в любом режиме

• API для прямого доступа к LIDD контроллеру

• Графические инструменты для обработки изображений в растровом режиме

• driverlib/lcd.c, driverlib/lcd.h

Программная поддержка Буфер SRAM

LCD DMA


LCD CPU

Взаимодействие графической библиотеки с LCD-контроллером

• Для растрового режима

• Вывод графических примитивов осуществляется записью в буфер кадра

• Остальная обработка данных выполняется DMA

• Для режима LIDD

• Использование LIDD API для вывода графических примитивов

Взаимодействие приложения с LCD

Приложение

Общая библиотека

Драйвер конкретного дисплея

API нижнего уровня

LCD APIs

Файл драйвера

для встроенного дисплея

(MPU 8080)

GraphicsLib

synth moon_lander hello_widget

Приложение

Общая библиотека

Драйвер конкретного дисплея

API нижнего уровня

LCD APIs


для встроенного дисплея

(MPU 8080)

GraphicsLib

synth moon_lander hello_widget


для внешнего дисплея

(I2C)

I2C APIs

Взаимодействие приложения с LCD

Ход работы


ЛР2: LCD

Алтернативная конверсия цветов

Маска для получения правильного количества битов для цвета

Биты 23:16 Биты 15:8 Биты 7:0

Биты 23:19 Биты 19:16 Биты 15:10 Биты 9:8 Биты 7:3 Биты 2:0

Биты 15:11 Биты 10:5 Биты 4:0

Перенос каждой из цветовых секций на новое место в результате изменяет цветопередачу исходного изображения.

Алтернативная конверсия цветов

Исходная цветовая схема Измененная цветовая схема

Строгая древовидная структура элементов является крайне важной для корректного вывода элементов на дисплей и обработки нажатий пользователя.

В качестве примера рассмотрим пример с двумя контейнерами.

Один контейнер содержит 2 радиокнопки, второй – кнопку нажатия.

Реализация меню

Родительский указатель (pParent): указатель на виджет на верхнем уровне

Соседний указатель (pNext): указатель на виджет на этом же уровне

Дочерний указатель (pChild): указатель на виджет на нижнем уровне

Структура дерева виджетов

Вывод дерева виджетов Дерево виджетов выводится сверху вниз (родительский виджет рисуется первее дочерних, поэтому родительские расположены под дочерними). Процесс обновления изображения инициThe Widget Tree is painted starting at WIDGET_ROOT downwards (parents are painted before children - therefore parents can be thought of as being below their children on the screen). For the example above, the following repainting process will be executed by the Widget Manager if the application executes (re)painting by calling WidgetPaint(WIDGET_ROOT):

Passing User Input

In contrast of how the Widget Manager (re)paints the widgets downwards in the widget tree structure hierarchy, the User Input is passed upwards in the tree structure (children gets the input first before the parents). The user input message passed to the widgets in the tree structure contains the following information:

Message type (WIDGET_MSG_PTR_DOWN, WIDGET_MSG_PTR_MOVE, or WIDGET_MSG_PTR_UP):

When a pointer down message (WIDGET_MSG_PTR_DOWN) is received, the Widget Manager passes it to all widgets, children first.

Each widget checks to see if the pointer is within its area and, if so, claims the message by returning “true” from the message procedure.

All further pointer move messages (WIDGET_MSG_PTR_MOVE) are sent to this widget until pointer up (WIDGET_MSG_PTR_UP) is received or the widget is removed.

X and Y coordinates of the input.

For the example with the two containers above, the following user input processing will be executed by the Widget Manager if the application receives a user input:


ШИМ

Широтно-Импульсная модуляция

• ШИМ – цифровой метод реализации аналоговых сигналов. • Длительность импульса ~ амплитуда аналогового сигнала. • Типовые применения:

• импульсные источники питания • управление двигателем • управление светом motor control, servo positioning and lighting control.

Features ...

ШИМ-модуль TM4C129x

TM4C129xсодержит один модуль ШИМ, который включает в себя

Четыре ШИМ-генератора

Блок управления, который определяет полярность сигналов и подключение их к выводам

Каждый ШИМ-генератор выдает:

Два независимых выходных сигнала одинаковой частоты или…

Комплементарную пару сигналов с формированием мертвой зоны (для защиты H-мостов)

У каждого ШИМ-генератора есть:

Четыре аппаратных входа ошибки для защиты двигателя и отключения с малой задержкой

Один 16-битный счетчик:

• Режим счета Вниз или Вверх/вниз

• Выходная частота управляется значением в 16-битном счетчике

• Синхронное обновление содержимого

• Изменение выходного сигнала при нуле и при

значении загрузки

Generator Features …

Блок-схема модуля ШИМ

PWM generator block diagram …

Особенности ШИМ-генератора

Дополнительно, у каждого ШИМ-генератора есть:

Два компаратора

• Синхронное обновление

• Изменение сигнала при сов

Формирователь ШИМ-сигнала

• Выходной ШИМ сигнал формируется на основании выходных сигналов

базового счетчика и компараторов

• Формирует два независимых сигнала

Формирователь мертвой зоны

• Формирует два ШИМ-сигнала с настраиваемой задержкой между фронтами

• Может не использоваться

Может запускать преобразование АЦП

Control Block Features …

Блок-схема генератора ШИМ

QEI …

Блок управления ШИМ

PWM module block diagram …

Блок управления ШИМ позволяет настроить:

Разрешение подачи на выход сигнала ШИМ

Инверсия ШИМ-сигнала (управление полярностью)

Обработка ошибки для каждого ШИМ-сигнала

Синхронизация таймеров различных ШИМ-генераторов

Синхронизация обновления таймеров/компараторов

Статус прерываний ШИМ-генераторв

Расширенная отработка аварии с несколькими сигналами ошибки, настраиваемой полярностью и фильтрацией

ШИМ-генераторы могут работать независимо или синхронно

Модуль квадратурного энкодера(QEI)

Block diagram …

Интегратор положения, следящий за положением энкодера

Настраиваемый фильтр шумов на входах

Измерение скорости с помощью встроенного таймера

32-битные регистры положения, скорости и таймера

Частота входных сигналов модуля QEI может достигать

1/4 частоты процессора

Формирование прерываний:

• По импульсу Index

• Обнуление таймера скорости

• Смена направления вращения

• Ошибка подключения энкодера

A B

Интерфейс квадратурного энкодера обрабатывает сигналы от датчиков вращения энкодерного типа для определения положения и направления вращения.

Также, может быть использован для расчета скорости вращения.

TM4C129х содержит один модуль QEI со следующими особенностями:

Блок-схема модуля QEI

Сигнал Index (IDX) используется для сброса счетчика позиции,

для использования с длинными конвейерами


Ethernet-модуль

TIVA C’129x Ethernet MAC и встроенный PHY • Лидирующий в отрасли модуль MAC IP дополненный модулем PHY последнего поколения разработки Texas Instruments

• Выделенный модуль DMA и буферы FIFO для разгрузки CPU

• Выделенный аппаратный блок IEEE-1588, обеспечивающий высокую точность временных параметров приемо-передачи для промышленных приложений

Ключевые особенности MAC-модуля Интерфейсы RMII и MII MAC

• Соответствие IEEE 802.3 o совместимость с 10BASE-T/100BASE-TX IEEE-802.3 o сокрость 10/100 Mbps o Дуплекс и полудуплекс (CSMA/CD) o Управление потоком и back pressure o Расширенный режим auto-negotiation o IEEE 802.1Q VLAN tag detection

• Соответствие IEEE 1588-2008 o Временные метки пакетов отправки и получения o Precision Time Protocol (PTP) o Удобный вывод pulse per second o Поддержка грубых и точных методов коррекции

• Различные методы адресации o До 4х 48-битных фильтров адреса получателя o До 3х 48-битных фильтров адреса отправителя o Программируемый 64-битный Hash-фильтр для многоадресной фильтрации o Поддержка смешанного режима

• Активная поддержка интерфесов MII & RMII

• Разгрузка процессора o Программируемая вставка (TX) и стирание (RX) преамбулы и данных старта фрейма o Программируемое формирование (TX) и удаление (RX) CRC-суммы o Вычисление контрольной суммы хидеров IPv4 и TCP

• Возможность настройки o Управление LED o Ведение сетевой статистики счетчиками RMON/MIB o Поддержка MagicPacket и wakeup-кадров • Встроенный DMA-модуль o Дескрипторы двойного буфера вкольцевом режиме или режиме списка o Фиксированный или кольцевой приоритет обработки TX/RX o Размер блока передачи дескрипторов до 8 Кбайт o Программируемые прерывания для гибкости реализации системы

Ключевые особенности PHY-модуля Ethernet-интерфейс PHY

• Безошибочноый обмен данными на расстояниях более 100 м • Встроенная функция диагностики кабеля с соответствующим ПО • Программируемые быстрые режимы «LinkDown» • Auto-MDIX для 10/100 Mbps • Режим определения сигнала для управления энергопотреблением линии • Serial Management Interface • IEEE 802.3u (10/100)

o MII – Media Independent Interface o Auto-Negotiation and Parallel Detection o ENDEC, 10Base-T передатчики и фильтры o PCS, 100Base-TX Transceivers

• ANSI X3.263 compliant TP-PMD physical sub • Включает в себя адаптивную эквализацию и baseline wander compensation

• Настраиваемая активность LED • Link OK, Режим 10/100 Mbs, Активность TX/RX, обнаружение коллизии и т.п.

• Автоматический тест пакетов 10/100 Mbs BIST (Built in Self Test)

Блок-схема модуля Ethernet

FIFO буферы TX и RX имеют размер по 2kB и отделены от основной памяти

Ethernet модуль выступает в роли мастера на шине DMA

Тактирование ...

Тактирование модуля

320 or 480MHz PLL

EMAC тактируется сигналом SYSCLK

PHY может тактироваться: • MOSC с кристаллом 25MHz

• PLL с использованием делителя

• PM4 с генератора 50Mhz. ÷ 20 для 10Mbps и ÷ 2 for 100Mbps operation

Отдельный кварц для тактирования PHY 25MHz не требуется

SYSCLK

Port design ...

Дизайн порта Ethetnet

U10 – Изолирующий трансформатор Ethernet

U13 – диодная ESD-защита

U14 – разъем RJ45 PTP ...

Необходимость синхронизации в сетях реального времени

• В системах реального времени требуется жесткая координация событий

• В узлах распределенной сети требуется синхронизация

• Необходимы постоянные корректировки для поддержания синхронизации сети

• Варианты использования сетей реального времени: • высокоскоростная автоматизация на производстве • сохранение временных меток в системах измерения

• Протокол точного времени IEEE 1588 – решение для синхронизации сети

Ключевые особенности Tiva C’129x

Application layer

Transport layer

Network/Internet layer

Data link layer

Physical layer Сетевой и Ethernet уровни

DHCP, DNS, FTP, HTTP, ...

Ethernet physical layer, …

TCP, …

IP (IPv4, IPv6), …

Ethernet, 802.11 (WLAN), …

t2

t1

Основы синхронизации точка-точка

Время Master 10:00 AM

Ethernet-пакет 10:00 АМ

Время Slave 11:00 AM

Время отправки 10:00 AM

Метка времени 10:00 AM

M S

Время приема 11:00 AM Метка времени 11:30 AM

Разница M-S = время приема Slave – время отправки Master = 11:30 – 10:00 = 90 минут

Сдвиг = 1 час

Отправка сообщения с задержкой 30 минут

t3

t4

Время Master 10:30 AM

Ethernet-пакет 11:30 АМ

Время Slave 11:30 AM

Время приема 11:00 AM


M S

Время приема 11:30 AM


Разница S-M = время приема Master – время отправки Slave = 11:00 – 11:30 = - 30 минут

Сдвиг = 1 час

Отправка сообщения с задержкой 30 минут

Повышение точности в Tiva C ‘129x

Аппаратная поддержка IEEE1588

1588 PTP

Программный IEEE1588

Стандартный Ethernet

PTP NTP

TCP/IP Аппаратный 1588 T/S PHY 1588 T/S в MAC

100mS 1mS 1uS 500nS 50nS

• Стандарт IEEE 1588 позволяет выбирать необходимый уровень точности комбинируя различные аппаратные и программные средства

• PHY с предопределенной задержкой или PHY с временной меткой

•Главное различие между решениями на базе 1588 в достижимой точности синхронизации • Серия TIVA C ‘129х предоставляет оба варианта: с низким уровнем джиттера и малой задержкой либо с временной меткой на уровне PHY

TIVA C Series ‘129x Stellaris LM3S Ethernet

Примечание: модель ‘129x показала лучшие параметры синхронизации в линейке

Дополнительные аппаратные преимущества

• Встроенный DMA контроллер • Прямой оптимизированный интерфейс между MAC и SRAM • Эффективный перенос данных без участия CPU

• Фильтрация и управление кадрами

• Фильтрация адреса источника и приемника • Фильтрация VLAN Tag Perfect и Tag Hash • Функция замены CRC позволяет модулю MAC заменить содержимое поля FCS на уровне кадра • Возможность вставлять, заменять или удалять любой из указанных параметров без участия CPU

• Контроллер TX/RX

• Аппаратное объединение\разбитие кадров • Выделенные буферы FIFO для трафика Ethernet открытые для доступа DMA • Автообнаружение коллизий и повторная отправка • Обработка ошибок приема и статус приема

• Модуль проверки контрольной суммы

• Аппаратный блок вычисления контрольных сумм для TCP, UDP, ICMP протоколов без вмешательства CPU и программных процедур

Примечание: модель ‘129x показала лучшие параметры синхронизации в линейке

Диагностика кабеля и BIST

• TDR (Time Domain Reflectometry) • Активное определение: размыкания, замыкания, повреждения кабеля, несоответствия сопротивления, плохих разъемов, некорректной распиновки, длины кабеля. Всего, что отражает сигнал. • Обработка до 5 отраженных сигналов в 1 кабеле • Определение КЗ, открытого конца, неправильного подключения • Точность +\- 1 метр

• ALCD (Active Link Cable Diagnostic) • Пассивное определение • Рассчет длины кабеля при подключении • Точность +\- 5 метров

• BIST (Built in Self Test) • Встроенный формирователь пакетов (PRBS) • Встроенная проверка пакетов (Error counter) • Настраиваемая длина пакетов и задержка между ними • Настраиваемый режим работы (одиночная посылка, непрерывная работа) • Продвинутые loopback-режимы для самодиагностики (MII, Digital, Analog, reverse)

Варианты реализации Ethernet на TIVA C ’129x

• Самая низкая цена • Встроенные функции диагностики

MAC PHY

Interface

25 MHz MOSC

Полностью интегрированный PHY

Встроенный PHY + Внешний MII

MAC

PHY Interface

25 MHz MOSC или EN0 CLK

MII Interface

• Модели TM4C129XN содержат встроенный PHY и внешний MII • Одновременно может работать только один модуль (ping/pong)

Внешний MII PHY

MAC

25 MHz MOSC

MII Interface

• Одна шина MII для использования с внешним модулем MII PHY

Внешний RMII PHY

MAC

50 MHz EN0REFCLK

RMII Interface

RMII Interface

• Две шины RMII • Поддержка двух внешних модулей RMII PHY • Одновременно может работать только один модуль (ping/pong)

*RMII – reduced MII

TCP/IP стеки в примерах с открытым кодом uip – Micro IP

• Поддержка протоколов Transmission Control Protocol (TCP)

User Datagram Protocol (UDP)

Internet Protocol (IP)

Internet Control Message Protocol (ICMP)

Address Resolution Protocol (ARP)

• Требования к памяти Размер типового кода составляет

несколько килобайт

Необходимый для работы объем RAM – несколько сотен байт.

Memory conserved by limiting to one outstanding transmit packet

lwip – Light-weight IP (используется в примере)

• Поддержка протоколов Internet Protocol (IP), включая отправку

пакетов через несколько сетевых интерфейсов

Internet Control Message Protocol (ICMP), для обслуживания сети и отладки

User Datagram Protocol (UDP), включая расширения UDP-lite

Transmission Control Protocol (TCP) with congestion control, RTT estimations, and fast recovery/transmit

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)

Point-to-Point Protocol (PPP)

Address Resolution Protocol (ARP) for Ethernet

Specialized raw API for enhanced performance

Optional Berkeley-like socket API

• Требования памяти Размер типового кода – от 25 до 40 килобайт

Необходимый объем RAM-памяти - от 15 до нескольких десятков килобайт Лицензирование стеков uip и lwip

Нет ограничений на использование в реальных устройствах

Передача исходного кода или бинарных файлов стека должна удовлетворять правилам передачи копирайта

Также доступен стек в TI-RTOS

Доступны стеки третьих партнеров (более дорогие / более функциональные / более требовательны к ресурсам)

Cloud Service

Provider

Enabling rapid prototyping w/

LaunchPads + BoosterPacks

& get your creations

connected to the

cloud with Exosite

Tiva C IoT Out-of-Box Experience Partner

Tiva C

TM4C129

(MCU +

Ethernet)

LaunchPad RF

Booster

Pack

Tiva C

TM4C129 or

TM4C123

LaunchPad Wi-Fi

Booster

Pack

IoT Gateways Your portal to the

cloud

Ethernet

Widgets

Alerts

Scripts

SMS

Mobile

TI Branded Seamless out of box

Cloud experience:

• Low-cost hardware

• Link into Exosite Cloud within

minutes

• iOS/Android app for interfacing with

your cloud-connected platform

RF

Booster

Pack

RF

Booster

Pack

RF

Booster

Pack

Wi-Fi

Lab ...

Supported in

TivaWare 2.1+

Ход работы


ЛР4: Ethernet


Модуль Hibernate

Подмодуль Tamper: для чего?

Модуль Tamper - инструмент для определения факта изменения или повреждения устройства. Факт

проникновения устанавливается по изменению лог. состояния на 4х выводах GPIO.

По факту проникновения может быть выполнено:

• стирание части или всей памяти модуля гибернации

• формирование Tamper сигнала в модуль SysCtrl

• запись временной метки (для дальнейшего расследования)

Варианты проникновений:

• открытие корпуса изделия;

• удаление пломбы;

• разрыв проводника на плате.

Подмодуль Tamper

Факт проникновения устанавливается в случае:

отсутствие сигнала XOSC

несоответствие любого из 4х GPIO ожидаемому уровню

Использование двух фильтров позволяет пропускать события длительностью < 100 ms и

реагировать только на более длинное событие

Последующие после проникновения действия должны быть описаны в обработчике

немаскируемого прерывания модуля


Спасибо за внимание !

Documents

ФесTIваль инноваций - Компэл · CRC, Calibration, ADC Self Test, … Модуль обработки сигналов ошибки On-Chip Clock Monitoring CPU