Микропроцессоры серии MCF5227x ориентированы на применение во встраиваемых системах с жидкокристаллическими дисплеями размером до 600×800 пикселов, имеющими сенсорный экран. Поэтому в их состав входит ЖКД-контроллер с 12-битным (в модели MCF52274) или 18-битным (в модели MCF52277) разрешением цветов. В этих моделях используются также синхронный последовательный интерфейс SSI и DSPI — модифицированный вариант последовательного интерфейса SPI, который работает по запросу внешних устройств в режиме прямого доступа к памяти. Интерфейс DSPI служит для быстрого обмена данными между микропроцессором и внешними устройствами, например видеопамятью. В микропроцессорах серии MCF523x используется дополнительный таймерный процессор eTPU (enhanced Time-Processing Unit), обеспечивающий прием и выдачу сигналов в реальном масштабе времени по 16 или 32 каналам. Его применение расширяет возможности управления различными устройствами системы. Микропроцессоры серии MCF524х предназначены для применения в различных аудиосистемах. Они содержат 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь, аудиодекодер, реализующий протокол IIS, и контроллер проигрывателя компакт-дисков. В их составе имеется также контроллер жесткого диска, обеспечивающий интерфейс по протоколу ATA или IDE. Модель MCF5272 имеет расширенные возможности коммуникационного обмена данными. Кроме Ethernet-контроллера FEC, в его составе имеется контроллер PLIC (Physical Level Interface Controller), реализующий на физическом уровне стандартные протоколы сетевого обмена с временным разделением каналов GDI/IDL и позволяющий обеспечить программную реализацию протокола HDLC. В составе моделей MCF5235, MCF5275, MCF5275L содержатся блоки криптографического преобразования данных ENC, реализующие алгоритмы MD5, SHA-1, и генератор случайных чисел. Температурный диапазон функционирования для данной группы микропроцессоров составляет –40…85°С. Высокопроизводительные микропроцессоры семейства ColdFire реализуются на базе ядер V3e, V4e, за исключением моделей MCF5307, MCF5407, которые являются родоначальниками соответствующих серий и используют более ранние версии процессорных ядер V3, V4.
Средства программирования и отладки
Микроконтроллеры и микропроцессоры семейства ColdFire содержат набор внутренних средств, которые обеспечивают достаточно широкие возможности тестирования и отладки. Большинство моделей содержит тестовый порт, который позволяет производить тестирование и отладку систем в соответствии со стандартом JTAG (IEEE 1149.1). Особенностью данного семейства является реализация режима отладки BDM (Back-Ground Debug Mode). В данном режиме процессор работает под управлением внешнего отладочного устройства (персонального компьютера), c помощью которого производятся необходимые процедуры контроля и модификации содержимого регистров и ячеек памяти, контроль внутреннего состояния процессора при выполнении текущей программы, выполнение программы с остановами в контрольных точках. Следует отметить, что компания Freescale Semiconductor и ряд других поставщиков предлагают для этого семейства большой набор средств программирования и отладки. Компания Freescale Semiconductor выпускает большой набор оценочных плат стоимостью 300—850 долл. и демонстрационных наборов стоимостью 100—350 долл. для значительного числа моделей семейства ColdFire. Аналогичные изделия выпускают компании AXIOM, Phytec, P&E Microcomputer Systems, SofTec и ряд других производителей. Комплекс интегрированных средств программирования-отладки, включающий компиляторы, симуляторы, отладчики, поставляется компаниями Freescale Semiconductor, Avocet Systems, Altium, Green Hills Software, IAR, Wind River Systems и др. Компания Freescale Semiconductor предлагает пользователям интегрированную среду разработки Code Warrior (CW), версия v7.0, которая обеспечивает возможности программирования для всех моделей семейства ColdFire с ядрами V2, V3, V4. При этом комплект CW Special с ограничениями по функциям и объему программного кода имеется в свободном доступе, стоимость рабочих комплектов составляет от 395 (базовый комплект CW Basic) до 1995 долл. (полный комплект CW Professional). В свободном доступе имеется также вариант операционной системы реального времени Freescale MQX для семейства ColdFire. Операционные системы реального времени (RTOS) для данного семейства предлагаются также компаниями ENEA, Green Hills Software, Wind River Systems и рядом других. В свободном доступе имеются средства программирования для семейства ColdFire, распространяемые по лицензии GNU. Необходимую информацию о предлагаемых аппаратных и программных средствах программирования/отладки можно найти на сайтах компаний-производителей.
Заключение
Как показывает проведенный обзор, микропроцессоры и микроконтроллеры семейства ColdFire имеют ряд существенных достоинств [4]: – расширенный набор команд и способов адресации, включая MAC-операции и операции над числами с плавающей точкой, удобный и эффективный для создания системных и пользовательских программ; – высокая производительность, которая достигает 76 MIPS для микроконтроллеров с флэш-памятью и 410 MIPS для встраиваемых микропроцессоров; – большой объем внутренней памяти — ОЗУ емкостью до 128 Кбайт, флэш-память емкостью до 512 Кбайт (для микроконтроллеров); возможности подключения быстродействующей внешней памяти SDRAM емкостью до 4 Гбайт (для микропроцессоров); – широкая номенклатура моделей, ориентированных на применение в электронной аппаратуре различного назначения; – наличие в составе семейства моделей с низким энергопотреблением, которые перспективны для использования в системах с ограниченными энергоресурсами; – большой набор внутренних периферийных устройств, включающий все основные виды интерфейсных блоков и шинных контроллеров, различные варианты таймерных модулей, 12-разрядные АЦП, контроллеры ЖК-дисплеев и ряд других специализированных контроллеров; – возможности криптографического кодирования данных с использованием ряда стандартных алгоритмов. При поставке промышленных партий (объем 10 тыс. шт.) стоимость микроконтроллеров MCF51xx (ядро V1) составляет 2—5 долл., микроконтроллеров MCF52xx (ядро V2e) — 4—18 долл. (для большинства моделей — менее 10 долл.). Стоимость встраиваемых микропроцессоров при поставке таких же партий составляет 5—25 долл. По совокупности перечисленных характеристик семейство ColdFire занимает одно из лидирующих мест среди 32-разрядных микропроцессоров и микроконтроллеров, ориентированных на использование во встраиваемых приложениях. В настоящее время различные модели этого семейства широко используются в системах промышленной автоматики, медицинской и офисной технике, периферийных устройствах компьютерных систем, контрольно-измерительном и телекоммуникационном оборудовании, торговых терминалах, сложной бытовой аппаратуре. Продолжается интенсивное развитие этого семейства, что расширяет перспективы его применения в новых разработках встраиваемых систем.
Литература
1. Шагурин И.И. Современные микроконтроллеры и микропроцессоры Motorola. — М.: Горячая линия — Телеком, 2004. 2. www.ip-extreme.com/corestore. 3. Соколов М. Новое поколение 8- и 32-разрядных микроконтроллеров с ультранизким знергопотреблением//Электронные компоненты, 2007, №№10—11. 4. www. freescale.com/coldfire
