本文關(guān)鍵詞：基于Cortex-M4內(nèi)核的AT91SAM4L32位處理器低功耗的研究

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【摘要】：在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中,如何控制系統(tǒng)的功耗一直是一個(gè)重要的議題。而作為電子產(chǎn)品的核心,微控制器/單片機(jī)的功耗控制也一直是芯片原廠設(shè)計(jì),以及軟件開發(fā)的重中之重。近年來ARM公司設(shè)計(jì)的32位的Cortex-M內(nèi)核被多家MCU原廠商采納。相比與傳統(tǒng)的8位16位單片機(jī),Cortex-M內(nèi)核有著處理器速度快、處理位數(shù)高、運(yùn)算能力強(qiáng)、自帶浮點(diǎn)運(yùn)算、指令結(jié)構(gòu)兼容性強(qiáng)、指令效率高、外設(shè)資源豐富的特點(diǎn)。并且在高性能的同時(shí),同樣保證了低功耗的應(yīng)用。Atmel作為傳統(tǒng)的低功耗單片機(jī)芯片廠,其自有的AVR內(nèi)核本身就是高效低功耗的8位單片機(jī)。目前Atmel已經(jīng)推出了基于Cortex-M的單片機(jī),并且把Atmel8位AVR的核心低功耗技術(shù)PicoPower應(yīng)用在Cortex-M內(nèi)核的系列中。同時(shí)更依據(jù)Cortex-M外設(shè)資源豐富,以及總線帶寬高的優(yōu)點(diǎn),針對性的設(shè)計(jì)出了基于外設(shè)事件管理、電壓掃描、頻率調(diào)整的夢游模式Sleepwalking技術(shù),使得其在同類產(chǎn)品中有著更好的低功耗設(shè)計(jì)。本論文主要通過分析不同品牌Cortex-M內(nèi)核；Atmel8位AVR和基于Cortex-M4內(nèi)核的SAM4L的效率對比；SAM4L與SIM3L1XX的功耗模式對比；分析PicoPower技術(shù)；SAM4L的五種工作模式分析實(shí)驗(yàn)；通過對SAM4L的夢游模式配合AST異步定時(shí)器以及六種外設(shè)模塊：電容觸摸、ADC、DAC、DMA、定時(shí)器、模擬比較器的實(shí)驗(yàn),試圖通過CMOS設(shè)備的基本功耗原理,來分析選擇單片機(jī)和解決系統(tǒng)低功耗的方案。試圖分析在利用到高速高效率的32位Coretex單片機(jī)的同時(shí),如何達(dá)到更低功耗的設(shè)計(jì)。同時(shí)希望為單片控制系統(tǒng)的低功耗應(yīng)用做個(gè)參考。
【關(guān)鍵詞】：Cortex-M 夢游模式 低功耗
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP332
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 課題研究意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 論文主要內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)13-14
• 第二章 Cortex-M簡介以及PicoPower技術(shù)14-29
• 2.1 Cortex-M產(chǎn)品14-17
• 2.2 Atmel PicoPower技術(shù)17-21
• 2.3 Sim3L1XX與SAM4L功耗對比21-26
• 2.4 測試用軟硬件環(huán)境26-27
• 2.5 小結(jié)27-29
• 第三章 AT91SAM4L CPU的功耗組成29-53
• 3.1 SAM4L處理器核心Cortex-M429-31
• 3.2 處理器模型31-33
• 3.3 SAM4L電源模塊33-39
• 3.4 SAM4L處理器核功耗控制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 備用模式BACKUP Mode42
• 3.4.5 模式總結(jié)42-44
• 3.5 夢游模式SleepWalking44-46
• 3.6 實(shí)驗(yàn)46-50
• 3.7 小結(jié)50-53
• 第四章 AT91SAM4L基于事件系統(tǒng)外圍電路的分析53-81
• 4.1 AST異步定時(shí)器53-55
• 4.2 測試用簡單狀態(tài)機(jī)應(yīng)用概述55-62
• 4.2.1 基本上電流程55-57
• 4.2.2 配置系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)鐘57
• 4.2.3 配置電源分級(jí)模式1和快速喚醒和進(jìn)入等待模式57-58
• 4.2.4 硬件和時(shí)序58-59
• 4.2.5 電容檢測外設(shè)測試程序流程圖59-60
• 4.2.6 電容檢測外設(shè)上電流程60-61
• 4.2.7 SleepWalking~(TM)實(shí)現(xiàn)61-62
• 4.3 CATB模塊62-65
• 4.4 A/D模塊65-68
• 4.5 DMA模塊68-72
• 4.6 DAC模塊72-74
• 4.7 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊74-77
• 4.8 模擬比較器模塊77-79
• 4.9 小結(jié)79-81
• 第五章 結(jié)論81-84
• 參考文獻(xiàn)84-86
• 致謝86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：823689