Fujitsu MB91460 series

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 11:35, 4 февраля 2019.
Fujitsu MB91460 series
SK-91F467-FLEXRAY.jpg
Продается Fujitsu Ltd.
Изобретен Fujitsu Ltd.
ISA: RISC
Число ядер: 1 ядро
L1-кэш 16 кБайт
GPU Нет
Приложения Периферийные устройства
Фирменный знак
  • семейство FR
Fujitsu MB91460 series представляет собой серию стандартных микроконтроллеров, содержащих ряд периферийных устройств ввода-вывода и функции управления шиной. MB91460 имеет 32-битное ядро RISC CPU (семейство FR) и подходит для встроенных приложений управления, требующих высокопроизводительной и высокоскоростной обработки CPU. Производные MB91460 также содержат до 16 кБайт кэш-памяти команд и другую внутреннюю память для повышения скорости выполнения ЦП.[Источник 1]

Технологии

Компании Fujitsu Microelectronics Europe (FME) и SMSC сообщили об интегрировании технологии Media Local Bus (MediaLB), разработанной SMSC, в состав нового 32-битного микроконтроллера Fujitsu из семейства MB91460 – MB91F467M. Данное семейство микроконтроллеров разработано для высококачественных автомобильных и промышленных применений, требующих высокобыстродействующую обработку и передачу данных. Последовательный шинный интерфейс MediaLB позволяет напрямую подключиться к семейству контроллеров интеллектуального сетевого интерфейса INIC через шину MOST (аббревиатура от Media Oriented Systems Transport).

Микроконтроллер MB91F467M ориентирован на автомобильные применения, в т.ч. внутрикузовные системы управления, приборные панели и/или развлекательные системы. В первую очередь, MB91F467M ориентирован на автомобильную аудиотехнику и функционирует как шлюз между шиной MOST, подключаясь к ней через встроенный интерфейс MediaLB, и десятком интерфейсов I2S. Помимо передачи данных, интерфейс MediaLB обеспечивает передачу сигнала синхронизации с очень малым фазовым шумом в одном из направлений между шиной MOST и указанными выше интерфейсами.

Функциональный блок MediaLB поддерживает два режима работы: 256fs и 512fs. Данный блок содержит буфер 2048 x 32 бит и характеризуется поддержкой 16 каналов. Старший менеджер отдела маркетинга автомобильной продукции компании FME Матиас Брауер прокомментировал: "С помощью MB91F467M мы хотим расширить поддержку автомобильных сетевых протоколов от LIN, CAN и FlexRay до MOST. В этом направлении мы продолжаем развитие серии микроконтроллеров MB91460, как единой платформы для использования в нескольких применениях. Интегрирование MediaLB в графические контроллеры Fujitsu является свежим примером, подтверждающим успешность нашего сотрудничества с SMSC".

MediaLB представляет собой технологию межмикросхемной связи, которая позволяет одному или большему числу приложений получить доступ к сети MOST посредством подключения их к контроллеру INIC. Технология MOST – «де-факто» промышленный стандарт для передачи мультимедийной информации внутри автомобилей. MediaLB также поддерживает будущие сети MOST, что облегчит процедуру миграции с существующих архитектур MOST к платформам следующего поколения.

"Мы готовы расширить наше сотрудничество с Fujitsu, чтобы помочь сделать более гибкими их автомобильные микроконтроллеры за счет интегрирования поддержки в них широко распространенного стандарта MediaLB", – заявил руководитель отдела стратегического маркетинга подразделения автомобильных развлекательных систем компании SMSC Маркус Шмитт.[Источник 2]

Особенности

На рисунке 1 представлена блочная диаграмма устройства:

Рисунок 1 – Блочная диаграмма[Источник 3]

Микроконтроллеры работают от напряжения от 3,3 до 5 В. Встроенный регулятор генерирует 1,8 В для внутренней работы. Стандартный диапазон температуры окружающей среды составляет от -40 до + 105 C. Для большинства микроконтроллеров MB91460 также возможна работа при температуре 125 C.

Микроконтроллеры MB91460 не содержат свинца (чистое SN-покрытие) и соответствуют требованиям AEC-Q100.

Функции

  • FR70 Fujitsu RISC ядро ​​с 5-ступенчатым конвейером, работающим на частоте до 100 МГц
  • Встроенная флэш-память до 2 МБ с секторами 64 КБ и 8 КБ
  • Архитектура предварительной выборки / кэша для получения максимальной производительности при работе с внутренней флэш-памятью
  • Доступ с нулевым циклом ожидания к встроенной памяти
  • Блок EDSU / MPU, который можно использовать для отладки на кристалле, например, с помощью ACCEMIC MDE или как блок защиты памяти
  • BootROM для поддержки инициализации MCU и безопасного перепрограммирования даже загрузочного сектора в полевых условиях
  • Часовой модулятор для значительного снижения EME
  • 5-канальный DMA с гибким программированием источников DMA
  • Проверенная C-Can (до 6 каналов) и E-Ray FlexRay IP
  • Высокоскоростной 10-битный АЦП
  • Несколько областей напряжения, которые позволяют оптимизировать раздельное питание, например 3,3 В для интерфейса внешней шины.
  • Функции безопасности (на пример аппаратный сторожевой режим и др.)[Источник 4]

FR-семейство

Данное семейство обладает следующими характеристиками:

  • 32-битный RISC, архитектура загрузки/хранения, 5-ступенчатые пайпы
  • Максимальная рабочая частота: тактовая частота ядра = 100 МГц (колебание источника = 4 МГц, умноженное на 25 (метод умножения тактовой частоты PLL))
  • Регистры общего назначения: 16 х 32 бита
  • 16-битная инструкция фиксированной длины (базовая инструкция)
  • 32-разрядное линейное адресное пространство: 4 Гбайт
  • Инструкции, подходящие для встроенного применения
    • Передача команды между воспоминаниями
    • Инструкция по обработке битов
    • Инструкции смены ствола
  • Инструкции, поддерживающие C-язык
  • Функция ввода / выхода команды
  • Multi-load / store команда содержимого регистра
  • Поддержка мультипликатора на уровне приложений / команд
    • 32-разрядное умножение со знаком: 5 циклов
    • 16-разрядное умножение со знаком: 3 цикла
  • Прерывание (PC / PS сохранены): 6 циклов (16 уровней приоритета)
  • Одновременное выполнение доступа к программам и доступа к данным.
  • Функция защиты памяти
  • Встроенная поддержка отладки
  • Команды, совместимые с семейством FR

Кэш инструкции

Кэш инструкции обладает следующим:

  • 2 способа установки ассоциативного I-кэша
    • До 4 кбайт интегрировано
    • 4 слова (16 байт) в наборе
    • Переменная емкость (4/2/1 кБ)
    • Функция блокировки, позволяющая программам быть резидентными
    • Доступен как ОЗУ команд, не требующее состояния ожидания, когда не используется в качестве кэша команд
  • I-кэш с прямым отображением
    • До 16 кбайт интегрировано
    • Переменная емкость (16/8/4/2/1 кБ)
    • Функция блокировки, позволяющая программам быть резидентными[Источник 5]

Контроллер прерываний

Контроллер прерываний особенный тем, что:

  • Всего 17 внешних линий прерывания (1 немаскируемый контакт прерывания, 8 обычных контактов прерывания, 8 общих контактов прерывания (с периферийными входами для пробуждения из состояния STOP, например, CAN RX)
  • Прерывания от внутренней периферии (128 векторов прерываний)
  • Уровни приоритета, программируемые для нормальных линий прерывания, исключая немаскируемую (16 уровней)
  • Возможность использования обычных прерываний и немаскируемых выводов прерываний для пробуждения из состояния STOP

Внутренние данные ОЗУ могут занимать до 64 кБ и обладают нулевым состоянием ожидания доступа для чтения / записи.

Внутренние инструкции / данные ОЗУ могут занимать до 64 кБ встроенных и, также, обладает нулевым состоянием ожидания для доступа для чтения / записи инструкций и одним состоянием ожидания для доступа для чтения / записи данных.

Встроенная инструкция / память данных может занимать до 4 МБ (Flash или маска ПЗУ). Также обладает программируемым состоянием ожидания для доступа на чтение / запись и обеспечивает безопасность Flash / ROM.

Интерфейс внешней шины

Интерфейс внешней шины имеет:

  • 8 областей выбора микросхем с индивидуальным размером области, выбором ширины шины данных (8, 16, 32-битной) и ожиданием
  • Шина адреса шириной до 32 бит
  • Программируемая функция автоматического ожидания или внешний вход ожидания (RDY)
  • Основные шинные циклы: 2 цикла
  • Функция предварительной выборки
  • Функция доступа burst

DMA контроллер

DMA контроллер обладает многими особенностями:

  • Поддерживаются четыре режима передачи: одиночный / блочный, пакетный, непрерывный и пролетный
  • 5 каналов (4 канала для передачи с внешнего на внешний)
  • 3 типа источников передачи (внешние контакты / внутренние периферийные устройства / и программное обеспечение)
  • до 128 выбираемых внутренних источников передачи
  • Режим адресации: указание до 32-битных адресов (увеличение / уменьшение / фиксированное)
  • Режим передачи (передача по требованию / пакетная передача / пошаговая передача / блокировка передачи)
  • Поддерживается прямая передача (между внешним вводом-выводом и памятью)
  • Размер передаваемых данных выбирается из 8, 16 и 32 бит[Источник 6]

Периферийная функция

Периферийная функция обладает следующим:

  • Порт общего назначения.
    • N-канальный открытый порт сверху: 8 (для I2C)
  • АЦП: 32 канала (1 единица)
    • последовательно-параллельный тип
    • Разрешение: 10 бит
    • Минимальное время конвертации: 3 нс
    • Режим одиночного преобразования
    • Режим непрерывного преобразования
    • Режим остановки преобразования
    • Активация с помощью программного обеспечения или внешнего запуска
    • Перезагрузка таймера 7 и аналого-цифрового преобразователя взаимодействуют
  • ЦАП: 2 канала
    • тип R-2R
    • Разрешение: 10 бит
    • Коэффициент конверсии: 0,45 мкс (при нагрузке 20 пФ)
    • Коэффициент конверсии: 2 мкс (при нагрузке 100 пФ)
  • Компаратор тревоги: 2 канала
    • Контролирует внешнее напряжение и генерирует прерывание в случае напряжения ниже или выше, чем определенные пороги
    • Статус читается, прерывания могут быть замаскированы отдельно
  • Внешний вход прерывания: 16 каналов
    • Может быть запрограммирован, чтобы быть чувствительным к краям или чувствительным к уровню
    • Маска прерывания и запрос ожидающих битов на канал
    • 6 каналов в сочетании с CAN RX для пробуждения
  • Немаскируемое прерывание (NMI): 1 канал – наивысший приоритет среди всех пользовательских прерываний
  • Модуль поиска битов (с использованием REALOS) – функция для поиска первой позиции бита «1», «0», «Изменено» из MSB (старший значащий бит) в пределах 1 слова
  • Счетчик вверх / вниз: 16 бит х 2 канала (8 бит х 4 канала)
    • Режим таймера, режим счета вверх / вниз, режим разности фаз (x2, x4)
    • Включает прескалер часов
  • Таймер перезагрузки: 16 бит x 8 каналов
    • 16-битный счетчик перезагрузки
    • Включает предварительный пересчет часов
  • CAN: 6 каналов
    • Поддержка протокола CAN версии 2.0, часть A и B
    • Скорость передачи до 1 Мбит / с
    • до 128 объектов сообщений
    • Каждый объект сообщения имеет свою собственную маску идентификатора.
    • Программируемый режим FIFO (объединение объектов сообщений)
    • Маскируемое прерывание
    • Отключен режим автоматической повторной передачи для приложений CAN, запускаемых по времени
    • Программируемый режим обратной петли для самопроверки
  • I2C (быстрый режим 400 кбит / с): 4 канала
    • Мастер-слэйв передача
    • Арбитражная функция
    • Функция синхронизации часов
    • Функция обнаружения адреса подчиненного устройства и общего адреса вызова
    • Функция определения направления передачи
    • Запуск генерации повторного состояния и функция обнаружения
    • Функция обнаружения ошибки шины
    • Совместим со стандартом I2C и спецификацией быстрого режима (работа до 400 кГц, 10-битная адресация). Включает функцию делителя тактовых импульсов.
    • Линии SCL и SDA включают дополнительный фильтр шума. Фильтр шума позволяет подавлять пики в диапазоне от 1 до 1,5 циклов тактового сигнала ресурса (CLKP)
  • ЖК-контроллер
    • 4 общие / 40 сегмент
    • Дисплей: до 160 ячеек (для рабочего цикла 1/4)
    • Рабочий цикл: выбирается из вариантов: 1/2, 1/3 и 1/4
    • Смещение: исправлено на 1/3
    • Период кадра: выбирается из четырех вариантов. (для часов, периферийных часов или дополнительных часов)
    • Драйвер: встроенные (для внутренних разделенных резисторов) или внешние разделенные резисторы могут быть подключены к контактам V0-V3
    • Память данных: встроенная 16-байтовая память данных для отображения
    • Состояние STOP: включить ЖК-дисплей в состоянии Sub-STOP
    • Пустой дисплей: по выбору
    • Pin: SEG0-39 использование COM0-4 pin может переключаться между общими и специализированными целями.
    • Внешние разделенные резисторы также могут использоваться для отключения тока, когда ЖК-дисплей отключен.
  • Часы реального времени
    • Модуль RTC может быть синхронизирован либо из кристалла 32 кГц, кварца 4 МГц, либо из генератора RC.
    • Средство для исправления отклонения колебаний (калибровка вспомогательных часов)
    • Чтение / запись доступных секунд / минут / час регистров
    • Может прерывать сигнал каждые полсекунды / секунды / минуты / часы / сутки
    • Внутренний тактовый делитель и прескалер обеспечивают точную тактовую частоту 1 с на основе тактового входа 4 МГц или 32 кГц
    • Значение предскалера для 4 МГц - 0F423FH
    • Значение предскалера для 32 кГц - 001FFFH[Источник 7]

Источники

  1. FR60 // fujitsu [2019]. Дата изменения: 04.02.2008. URL: https://www.fujitsu.com/downloads/MICRO/fma/mcu/hm91460-v1.21.pdf (дата обращения: 22.01.2019).
  2. Данное семейство микроконтроллеров разработано для высококачественных автомобильных и промышленных применений, требующих высокобыстродействующую обработку и передачу данных // Рынок Микроэлектронники [1998–2019]. Дата изменения: 04.05.2008. URL: http://catalog.gaw.ru/index.php?page=document&id=6214 (дата обращения: 04.02.2019).
  3. FUJITSU MB91460 SERIES FR60 User Manual – Download // manuals directory [2012–2019]. Дата изменения: 01.01.2019. URL: http://www.manualsdir.com/manuals/104085/fujitsu-mb91460-series-fr60.html?download (дата обращения: 22.01.2019).
  4. MB91460 – 32-bit MCU series for automotive and industrial applications // Fujitsu [2019]. Дата изменения: 01.01.2019. URL: https://www.i-components.fi/pdf/a8-MB91F469GBPB-GS-N2K6E1.pdf (дата обращения: 04.02.2019).
  5. Руководство по эксплуатации Fujitsu MB91460 SERIES FR60 // manualbase [2019]. Дата изменения: 01.04.2014. URL: http://www.manualsbase.com/ru/manual/76051/computer_hardware/fujitsu/mb91460_series_fr60/ (дата обращения: 22.01.2019).
  6. Fujitsu MB91460 SERIES Manuals // manualslib [2019]. Дата изменения: 01.01.2019. URL: https://www.manualslib.com/products/Fujitsu-Mb91460-Series-1835136.html (дата обращения: 22.01.2019).
  7. MB91460 Series Users Manual // FUJITSU [2019]. Дата изменения: 04.02.2008. URL: http://www.fujitsu.com/downloads/MICRO/fma/mcu/MN91460-HM705-00001-3v0-E.pdf (дата обращения: 12.01.2019).