基于Cortex-M4内核的Kinetis微控制器的应用研究

发布时间：2020-04-28 00:23

【摘要】：Kinetis系列微控制器是飞思卡尔公司于2010年下半年推出的基于ARM Cortex-M4内核的微控制器,是业内首款Cortex-M4内核芯片。Cortex-M4内核是ARM公司2009年下半年发布的最新的嵌入式内核。Cortex-M4面向数字信号控制市场,具有高效并且易于使用的控制和信号处理能力。 Kinetis系列微控制器内部集成UART、SLCD、TSI、USB、以太网和CAN等模块,具有高精度的16位ADC和12位DAC。Kinetis微控制器的市场应用主要面向工业控制,应用领域包括电机控制、通讯、安防和加密等。由于飞思卡尔公司在2010年11月才提供Kinetis微控制器的样片,所以现在Kinetis的学习资料和实例程序都很少。受飞思卡尔公司委托,苏州大学飞思卡尔嵌入式研发中心承担该芯片的先期研究应用任务。 本课题选择Kinetis系列的K60N512芯片为实例,设计制作了一套Kinetis开发套件,包括K60N512核心板,Kinetis系列扩展板和Kinetis芯片调试器OSJTAG。在嵌入式构件思想指导下,本文实现了K60N512的常用模块的驱动,并对模块驱动进行了充分的验证。本文移植了实时操作系统FreeRTOS,详细分析了FreeRTOS的移植过程并对移植进行了测试,为实时操作系统在Kinetis芯片中的应用提供范例和参考。为了加快K60N512以太网编程,本文移植了开源的嵌入式TCP/IP协议栈LwIP,详细阐述LwIP移植和测试过程。 为了研究Kineits的网络应用,同时也为了验证本课题实现的软硬件平台,本文设计实现了基于嵌入式Web的短信猫。短信猫实现短信发送和接收,使用FreeRTOS调度任务,使用LwIP实现网络通讯,同时移植Web服务器用于人机界面。本文实现的K60N512核心板、Kinetis系列扩展板、Kinetis调试器OSJTAG和模块驱动程序已经计划在2011年8月苏州大学飞思卡尔大学计划培训中推广。
【图文】：

图1-1 Cortex-M3内核框图rtex-M3 的速度比 ARM7 快三分之一，功耗低四分之三，并且面积，利于将更多功能整合在更小的芯片尺寸中。Cortex-M3 Thumb-2 指令的 32 位哈佛微体系结构和系统外设，包括 Nestet Controller 和 Arbiter 总线。该技术方案在测试和实例应用中能：在 180nm 工艺下，芯片性能达 1.2DMIPS／MHz，时钟z。 工 控 领 域 ， 用 户 要 求 具 有 更 快 的 中 断 速 度 ， Cortex-Maining 中断技术，完全基于硬件进行中断处理，最多可减少 ，在实际应用中可减少 70%中断。目前已经面市的 Cortex-M3体的 STM32，流明诺瑞（已经被 TI 收购）的 LM3S，恩智浦的梅尔的 SAM3U 等。rtex-M4 内核

数字信号处理功能基于一系列 ARM Cortex-M 系列内核括：高性能 32 位内核，可达 1.25DMIPS/MHz；Thumb代码密度和一个嵌套向量中断控制器，能完成出色的中提供了一个可选的内存保护单元（MPU），提供低成本的的休眠状态，以增加灵活性[11]。嵌入式开发者可以快速终端产品，具备最多的功能以及最低的功耗和尺寸。C 1-2。目前已经面市的 Cortex-M4 芯片有飞思卡尔的 Kin300。思路题着眼于 Kinetis 系列芯片在国内的推广与应用，，设计了Kinetis 扩展板、Kinetis 调试器 OSJTAG 和各个模块的软件操作系统 FreeRTOS 到 Kinetis 芯片上，为 Kinetis 的学习和研图1-2 Cortex-M4内核框图
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1

【引证文献】

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1 苏勇;嵌入式实时操作系统MQX应用框架研究[D];苏州大学;2013年

本文编号：2642828