基于Cortex-M4内核的AT91SAM4L32位处理器低功耗的研究

发布时间：2017-09-10 00:34

  本文关键词：基于Cortex-M4内核的AT91SAM4L32位处理器低功耗的研究

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【摘要】：在电子产品的设计和应用中,如何控制系统的功耗一直是一个重要的议题。而作为电子产品的核心,微控制器/单片机的功耗控制也一直是芯片原厂设计,以及软件开发的重中之重。近年来ARM公司设计的32位的Cortex-M内核被多家MCU原厂商采纳。相比与传统的8位16位单片机,Cortex-M内核有着处理器速度快、处理位数高、运算能力强、自带浮点运算、指令结构兼容性强、指令效率高、外设资源丰富的特点。并且在高性能的同时,同样保证了低功耗的应用。Atmel作为传统的低功耗单片机芯片厂,其自有的AVR内核本身就是高效低功耗的8位单片机。目前Atmel已经推出了基于Cortex-M的单片机,并且把Atmel8位AVR的核心低功耗技术PicoPower应用在Cortex-M内核的系列中。同时更依据Cortex-M外设资源丰富,以及总线带宽高的优点,针对性的设计出了基于外设事件管理、电压扫描、频率调整的梦游模式Sleepwalking技术,使得其在同类产品中有着更好的低功耗设计。本论文主要通过分析不同品牌Cortex-M内核；Atmel8位AVR和基于Cortex-M4内核的SAM4L的效率对比；SAM4L与SIM3L1XX的功耗模式对比；分析PicoPower技术；SAM4L的五种工作模式分析实验；通过对SAM4L的梦游模式配合AST异步定时器以及六种外设模块：电容触摸、ADC、DAC、DMA、定时器、模拟比较器的实验,试图通过CMOS设备的基本功耗原理,来分析选择单片机和解决系统低功耗的方案。试图分析在利用到高速高效率的32位Coretex单片机的同时,如何达到更低功耗的设计。同时希望为单片控制系统的低功耗应用做个参考。
【关键词】：Cortex-M 梦游模式 低功耗
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP332
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 课题研究意义11-12
• 1.3 国内外研究现状12-13
• 1.4 论文主要内容与组织结构13-14
• 第二章 Cortex-M简介以及PicoPower技术14-29
• 2.1 Cortex-M产品14-17
• 2.2 Atmel PicoPower技术17-21
• 2.3 Sim3L1XX与SAM4L功耗对比21-26
• 2.4 测试用软硬件环境26-27
• 2.5 小结27-29
• 第三章 AT91SAM4L CPU的功耗组成29-53
• 3.1 SAM4L处理器核心Cortex-M429-31
• 3.2 处理器模型31-33
• 3.3 SAM4L电源模块33-39
• 3.4 SAM4L处理器核功耗控制39-44
• 3.4.1 睡眠模式Sleep mode39-40
• 3.4.2 等待模式Wait Mode40-41
• 3.4.3 保持模式Retention Mode41-42
• 3.4.4 备用模式BACKUP Mode42
• 3.4.5 模式总结42-44
• 3.5 梦游模式SleepWalking44-46
• 3.6 实验46-50
• 3.7 小结50-53
• 第四章 AT91SAM4L基于事件系统外围电路的分析53-81
• 4.1 AST异步定时器53-55
• 4.2 测试用简单状态机应用概述55-62
• 4.2.1 基本上电流程55-57
• 4.2.2 配置系统应用时钟57
• 4.2.3 配置电源分级模式1和快速唤醒和进入等待模式57-58
• 4.2.4 硬件和时序58-59
• 4.2.5 电容检测外设测试程序流程图59-60
• 4.2.6 电容检测外设上电流程60-61
• 4.2.7 SleepWalking~(TM)实现61-62
• 4.3 CATB模块62-65
• 4.4 A/D模块65-68
• 4.5 DMA模块68-72
• 4.6 DAC模块72-74
• 4.7 定时器/计数器模块74-77
• 4.8 模拟比较器模块77-79
• 4.9 小结79-81
• 第五章 结论81-84
• 参考文献84-86
• 致谢86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：823689