專利名稱：基于ARM Cortex M0的數字時差轉化MCU芯片的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種通用MCU芯片的改進，屬于時間測量領域，具體地說是一種基于ARM Cortex MO的數字時差轉化MCU芯片。
背景技術：
精密的時間測量在工業(yè)領域的諸多場合有重要的應用，例如激光測距、超聲波速度測量、電力傳輸、航空航天等，隨著電子技術的發(fā)展，利用專用集成電路實現精密時間測量的方式已經出現，專用集成電路依靠時差轉換技術實現測量。目前市場上所使用的通用 MCU芯片，主要是32位中央處理器采用ARM7核的MCU芯片，其結構包括ARM7核32位中央處理器、程序存儲器、數據存儲器、時鐘發(fā)生器、電源管理電路、異步串行通信接口一、異步串行通信接口二、SPI通信接口、模擬比較器、段式液晶驅動電路、實時時鐘電路、看門狗定時器、硬件除法器、32位定時/計數器、16位定時/計數器一、16位定時/計數器二和通用輸入輸出端口，其中，除ARM7核32位中央處理器、程序存儲器、數據存儲器以外的各電路均與中間總線相互連接，這種32位中央處理器采用ARM7核的通用MCU芯片，其性能雖然大有提高，但其功耗仍難以滿足低功耗領域的需求；同時，由于缺少數字時差轉換單元，所以不具備精密時間測量。目前德國ACAM公司推出的GP1、GP2系列時差轉換芯片，雖然在相關領域得到了廣泛應用，但由于靠進口，所以提高了使用成本。經檢索，目前市場上尚無一款集成數字時差轉換功能的MCU芯片。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種能與微控制器MCU集成為一體、降低板級系統(tǒng)的面積和成本、減少分離器件、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、可替代進口的基于ARM Cortex MO的數字時差轉化MCU芯片。為達到以上目的，本實用新型所采用的技術方案是該基于ARM Cortex MO的數字時差轉化MCU芯片，由程序存儲器、數據存儲器、時鐘發(fā)生器、電源管理電路、異步串行通信接口一、異步串行通信接口二、SPI通信接口、模擬比較器、段式液晶驅動電路、實時時鐘電路、看門狗定時器、硬件除法器、32位定時/計數器、16位定時/計數器一、16位定時/計數器二和通用輸入輸出端口構成，其中，鐘發(fā)生器、電源管理電路、異步串行通信接口一、異步串行通信接口二、SPI通信接口、模擬比較器、段式液晶驅動電路、實時時鐘電路、看門狗定時器、硬件除法器、32位定時/計數器、16位定時/計數器一、16位定時/計數器二和通用輸入輸出端口，均與中間總線相互連接，其特征在于所述的中間總線連接AHB-APB總線橋，AHB-APB總線橋與AHB總線相互連接，AHB總線同時與ARM Cortex MO核32位中央處理器程、程序存儲器、數據存儲器相互連接；中間總線與數字時差轉換單元相互連接。本實用新型還通過如下措施實施所述的ARM Cortex MO核32位中央處理器為現有技術，采用英國ARM公司設計的低功耗高性能CORTEX MO IP核，支持正常運行、休眠和深度休眠三種工作模式；所述的ARM Cortex MO核32位中央處理器與AHB總線相互連接。
3[0006]所述的數字時差轉換單元，由模擬比較器、時間數字轉換器、溫度測量電路、運算電路、控制電路、APB接口電路、脈沖發(fā)生器構成，其中控制電路同時與模擬比較器、時間數字轉換器、溫度測量電路、運算電路、脈沖發(fā)生器相連接；模擬比較器和溫度測量電路與時間數字轉換器相連接；時間數字轉換器與運算電路相連接；運算電路與APB接口電路相連接；APB接口電路與控制電路相連接。所述的程序存儲器和數據存儲器均為現有技術，故不多述。所述AHB總線12支持ARM公司AHB_LITE總線標準。所述AHB-APB總線橋10負責完成AHB總線到APB總線的協議轉換，符合ARM公司 AHB_LITE總線協議和APB總線標準。本實用新型的有益效果在于該基于ARM Cortex MO的數字時差轉化MCU芯片與目前通用MCU芯片相比，由于采用CORTEX MO核取代了 ARM7核，所以集成度更高，使應用系統(tǒng)更加簡化；由于采用ARM公司32位CORTEX MO內核的性能提高，所以功耗和成本都能夠降低；由于增加了數字時差轉換單元，所以具有時間精密測量功能。

圖1、為本實用新型的電路原理框圖。圖2、為本實用新型的數字時差轉換單元的電路原理框圖。
具體實施方式
參照圖1、2制作本實用新型。該該基于ARM Cortex MO的數字時差轉化MCU芯片，由程序存儲器9、數據存儲器11、時鐘發(fā)生器1、電源管理電路2、異步串行通信接口一3、 異步串行通信接口二 4、SPI通信接口 5、模擬比較器6、段式液晶驅動電路7、實時時鐘電路 13、看門狗定時器14、硬件除法器15、32位定時/計數器16、16位定時/計數器一 17、16位定時/計數器二 18和通用輸入輸出端口 19構成，其中，鐘發(fā)生器1、電源管理電路2、異步串行通信接口一 3、異步串行通信接口二 4、SPI通信接口 5、模擬比較器6、段式液晶驅動電路7、實時時鐘電路13、看門狗定時器14、硬件除法器15、32位定時/計數器16、16位定時/計數器一 17、16位定時/計數器二 18和通用輸入輸出端口 19，均與中間總線20相互連接，其特征在于所述的中間總線20連接AHB-APB總線橋10，AHB-APB總線橋10與AHB 總線12相互連接，AHB總線12同時與ARM CortexMO核32位中央處理器程8、程序存儲器 9、數據存儲器11相互連接；中間總線20與數字時差轉換單元21相互連接，從而實現時間精密測量功能。作為本實用新型的進一步改進，所述的ARM Cortex MO核32位中央處理器8為現有技術，采用英國ARM公司設計的低功耗高性能CORTEX MO IP核，支持正常運行、休眠和深度休眠三種工作模式；所述的ARM Cortex MO核32位中央處理器8與AHB總線12相互連接， 電源管理電路2除用來管理通用MCU芯片各部分的電源外，電源管理電路2在ARM Cortex MO核32位中央處理器8的控制下關斷或打開其他部分的工作電源；所述的ARM Cortex MO 核32位定時/計數器16支持計數、定時、捕獲和比較功能。所述的數字時差轉換單元21，由模擬比較器21a、時間數字轉換器21b、溫度測量電路21c、運算電路21d、控制電路21e、APB接口電路21f、脈沖發(fā)生器21g構成，其中控制電路21e同時與模擬比較器21a、時間數字轉換器21b、溫度測量電路21c、運算電路21d、脈沖發(fā)生器21g相連接；模擬比較器21a和溫度測量電路21c與時間數字轉換器21b相連接； 時間數字轉換器21b與運算電路21d相連接；運算電路21d與APB接口電路21f相連接； APB接口電路2If與控制電路2Ie相連接。所述的程序存儲器9為現有技術，用于存放ARM Cortex MO核32位中央處理器8 運行所需要的程序代碼，該存儲器由片上FLASH構成，可進行反復擦寫。所述的數據存儲器11為現有技術，用于在運行過程中存放數據，該存儲器由片上 SRAM構成，掉電后內容不能保存。所述AHB總線12支持ARM公司AHB_LITE總線標準。所述AHB-APB總線橋10負責完成AHB總線到APB總線的協議轉換，符合ARM公司 AHB_LITE總線協議和APB總線標準。
權利要求1.一種基于ARM Cortex MO的數字時差轉化MCU芯片，由程序存儲器(9)、數據存儲器(11)、時鐘發(fā)生器(1)、電源管理電路O)、異步串行通信接口一(3)、異步串行通信接口二 (4)、SPI通信接口(5)、模擬比較器(6)、段式液晶驅動電路(7)、實時時鐘電路(13)、看門狗定時器(14)、硬件除法器(15)、32位定時/計數器(16)、16位定時/計數器一(17)、 16位定時/計數器二(18)和通用輸入輸出端口(19)構成，其中，鐘發(fā)生器(1)、電源管理電路O)、異步串行通信接口一(3)、異步串行通信接口二(4)、SPI通信接口(5)、模擬比較器(6)、段式液晶驅動電路(7)、實時時鐘電路(13)、看門狗定時器(14)、硬件除法器(15)、 32位定時/計數器(16)、16位定時/計數器一(17)、16位定時/計數器二(18)和通用輸入輸出端口(19)，均與中間總線00)相互連接，其特征在于所述的中間總線00)連接 AHB-APB總線橋(10) ,AHB-APB總線橋(10)與AHB總線(12)相互連接，AHB總線(12)同時與ARM CortexMO核32位中央處理器程(8)、程序存儲器(9)、數據存儲器(11)相互連接； 中間總線00)與數字時差轉換單元相互連接。
2.根據權利要求1所述的基于ARMCortex MO的數字時差轉化MCU芯片，其特征在于所述的數字時差轉換單元01)，由模擬比較器Ola)、時間數字轉換器Olb)、溫度測量電路01c)、運算電路Old)、控制電路Qle)、APB接口電路Qlf)、脈沖發(fā)生器(21g)構成，其中控制電路Ole)同時與模擬比較器Ola)、時間數字轉換器Olb)、溫度測量電路Olc)、運算電路Old)、脈沖發(fā)生器(21g)相連接；模擬比較器(21a)和溫度測量電路 (21c)與時間數字轉換器(21b)相連接；時間數字轉換器(21b)與運算電路(21d)相連接； 運算電路(21d)與APB接口電路(21f)相連接；APB接口電路(21f)與控制電路Qle)相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基于ARM Cortex M0的數字時差轉化MCU芯片，包括程序存儲器、數據存儲器、時鐘發(fā)生器、電源管理電路、異步串行通信接口、通信接口、模擬比較器、段式液晶驅動電路、硬件除法器、32位定時/計數器、16位定時/計數器和通用輸入輸出端口構成，其特征在于所述的中間總線連接AHB-APB總線橋，AHB-APB總線橋與AHB總線相互連接，AHB總線同時與ARM Cortex M0核32位中央處理器程、程序存儲器、數據存儲器相互連接；中間總線與數字時差轉換單元相互連接。該基于ARM Cortex M0的數字時差轉化MCU芯片，所以集成度更高、功耗和成本低、具有時間精密測量功能。
文檔編號G05B19/04GK201984307SQ201120041978
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權日2011年2月21日
發(fā)明者劉同強, 單來成, 姜廣霞, 宋金鳳, 尚緒樹, 李啟龍, 李運田, 桑濤, 邱德華 申請人:山東力創(chuàng)科技有限公司