基于MCU外部存储器接口的系统设计.doc
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1、基于MCU外部存储器接口的系统设计MCU是许多嵌入式子系统设计中的关键元素,但实现必要的系统功能通常需要额外的功能。也许基于MCU的设计中最受限制的元素之一是片上存储器。越来越多的应用程序需要比MCU可用的系统内存更多的系统内存。特别是,先进的人机界面(HMI)设计可能需要大量的只读图像和音频信息,这些信息不容易存储在MCU片上闪存中。此外,越来越多的应用发现片上RAM过度限制了需要大量数据缓冲和存储的高级通信通道。本文将快速回顾现代MCU上可用的一些外部存储器接口。这将有助于设计人员更有效地实现需要额外外部存储的基于MCU的系统 - 无论是NVM闪存还是易失性SRAM/DRAM。SDRAM的
2、外部存储器接口也许最多扩展存储能力所需的明显外部存储器接口适用于大型工作SRAM。通常,MCU具有相对少量的片上SRAM,并且通常应用将需要比片上可用的更多的工作存储器。例如,高级用户界面可能需要大量缓冲存储器来处理图形用户界面(GUI)和创建视频或音频提示。通常,在存储或传输这些数据文件时使用压缩技术以降低本地存储要求或系统带宽要求。这意味着可能需要大量的工作存储来解压缩这些文件。通常,通信应用或数字信号处理应用中需要大量工作存储器作为缓冲存储器。许多MCU为外部存储器接口控制器提供了用于控制外部SDRAM器件的特殊电路。强调支持SDRAM接口的关键硬件元件的示例MCU是恩智浦LPC1787
3、 MCU。外部存储器控制器外设,如图1所示,具有几个可编程延迟元件,用于调整关键SDRAM信号中使用的关键接口信号的时序。例如,可以调整两个潜在SDRAM时钟(CLKOUT1和CLKOUT2)的延迟值,以根据存储器的要求定位转换。此外,另一个可编程延迟调整从存储器读取的数据被采样的时间。这种时序调整及其范围和精度对于简化存储器接口,电路板布局和相关的信号时序检查至关重要。图1 :恩智浦LPC1787 MCU外部存储器控制器。 (恩智浦提供)恩智浦LPC1787外部存储器接口还包括几个其他重要的硬件功能,使外部SDRAM接口更高效。例如,框图顶部显示的数据缓冲区可用作读缓冲区,写缓冲区或组合使用
4、。作为写入缓冲区,它们允许对事务进行分组,以最大限度地减少外部写入操作的数量,从而提高系统带宽并降低功耗。作为读缓冲器,它们充当本地数据副本,因此对相同位置的进一步访问可以使用片上缓冲器版本。这减少了外部读取操作的数量,从而提高了系统带宽并降低了功耗。请注意,NXP内存控制器还支持RAM,ROM和Flash的静态存储器接口。这是大多数现代MCU存储器 - 控制器外设中使用的典型方法,因为大多数硬件在两个应用程序之间都很常见,并且应用程序通常不需要同时使用这两种类型的存储器。配置外部存储器外部存储器通常用于多种用途 - 应用程序不会将其视为存储的单块“块”。用于配置片外存储器块以简化存储器访问的
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