1.4 NXP公司Cortex-M3系列微处理器

NXP（恩智浦半导体）是2006年末从飞利浦公司独立出来的半导体公司，其业务已拥有五十年的悠久历史，主要提供各种半导体产品与软件，为移动通信、消费类电子、安全应用、非接触式付费与连线，以及车内娱乐与网络等产品带来更优质的感知体验。

目前，恩智浦是ARM在微处理器市场唯一一个基于Cortex-M0、M3和M4处理器的合作伙伴，同时也是唯一一个对基于32位ARM处理器有发展蓝图的主要微控制器生产商。恩智浦基于Cortex-M0、M3和M4处理器系列的微控制器产品组合有很多独有的特点，外围设备和存储器可有不同的选择。

基于高效能的Cortex-M0处理器的LPC1100系列产品是业内最低功耗及5mm2微小封装技术的代表。同时，恩智浦还提供基于业内最高主频Cortex-M3的微控制器。恩智浦还为Cortex-M4处理器提供了独创的非对称双核数字信号控制器LPC4000。

恩智浦公司推出的基于Cortex-M3处理器，内核为r2版本（r2p0）的产品包括LPC1300、LPC1700、LPC1800三个系列。

1.4.1 LPC1300系列

LPC1300系列处理器内部结构如图1-5所示。LPC1300系列是NXP公司基于第二代ARM Cortex-M3内核的微控制器系列之一，其系统性能大大提高，增强了调试特性，令所支持模块的集成级别更高，其最大亮点在于具有极高的代码集成度和极低的功耗。

LPC1300系列ARM微控制器的操作频率高达70MHz，具有3级流水线（Pipeline）功能，并采用支持独立本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线的哈佛架构，使得代码执行速度高达1.25MIPS/MHz，还包括一个内部预取单元，支持预测分支操作。

LPC1300系列的外设组件：最高配置有32 KB的Flash存储器、8KB的数据存储器SRAM、全速USB设备（仅对于LPC1342/43）、1个快速模式I2C接口、1个UART、4个通用定时器和42个通用I/O引脚，提供LQFP48和HVQFN33两种封装，与LPC1100系列Cortex-M0微控制器引脚兼容，设计人员可以直接将其移植至功耗更低的LPC1100系列处理器。NXP公司最近新推出了具有12位ADC的LPC13x5/6/7系列处理器。LPC1300系列部分处理器选型表见表1-5。

1.4.2 LPC1700系列

LPC1700系列ARM是恩智浦公司推出的基于第二代ARM Cortex-M3内核的微控制器，是为嵌入式系统应用而设计的高性能、低功耗的32位微处理器，其操作频率高达120MHz，采用3级流水线和哈佛结构，带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的低性能的第三条总线，使得代码执行速度高达1.25MIPS/MHz，并包含1个支持随机跳转的内部预取指单元。LPC1700系列ARM增加了一个专用的Flash存储器加速模块，使得在Flash中运行代码能够达到较理想的性能，适用于仪器仪表、工业通信、电机控制、灯光控制、报警系统等领域。LPC1700系列处理器内部结构如图1-6所示。

其具有如下特性:

· 第二代Cortex-M3内核，运行速度高达120MHz；

· 采用纯Thumb-2指令集，代码存储密度高；

· 内置嵌套向量中断控制器（NVIC），极大程度地降低了中断延迟；

· 具有存储器保护单元（MPU）；

· 全新的中断唤醒控制器（WIC）；

· 96KB片内SRAM；

· 具有在系统编程（ISP）和在应用编程（IAP）功能的512KB片上Flash程序存储器；

· 最大4KB的片上EEPROM；

· 第二个专用的PLL可用于USB接口，增加了主PLL设置的灵活性；

· 1个8通道12位的模数转换器（ADC）速度达到400kHz，支持DMA传输。1个10位数模转换器（DAC），支持DMA传输；

· LCD控制器同时支持STN和TFT显示屏，可选的显示分辨率（最大支持1024*768点阵），最多支持24位真彩色模式；

· SD卡接口；

· 外扩存储控制器（EMC）支持SRAM、ROM、Flash和SDRAM器件；

· 集成硬件CRC计算及校验模块；

· 电动机控制PWM输出和正交编码器接口；

· 低功耗实时时钟（RTC）；

· AHB多层矩阵上具有8通道的通用DMA控制器（GPDMA），结合SSP、I2S、UART、AD/DA转换、定时器匹配信号和GPIO使用，并可用于存储器到存储器的传输；

· 4个低功率模式：睡眠、深度睡眠、掉电、深度掉电，可通过外部中断、RTC中断、USB活动中断、以太网唤醒中断、CAN总线活动中断、NMI等中断唤醒；

· 多层AHB矩阵内部连接，为每个AHB主机提供独立的总线；

· 采用LQFP80、LQFP100、LQFP144、LQFP208、TFBGA208和TFBGA180封装。

LPC1700系列ARM Cortex-M3还集成了大量的通信接口：

· 1个以太网MAC；

· 1个USB2.0全速接口；

· 5个UART接口；

· 2路CAN；

· 3个SSP接口；

· 1个SPI接口；

· 3个I2C接口；

· 2路I2S输入、输出。

LPC1700微处理器包括LPC175x、LPC176x、LPC177x和LPC178x 4个系列。LPC175x/6x系列没有外部存储器扩展接口（EMC），因此不能通过外部数据地址总线扩展外部存储器。LPC175x系列只有LQFP80封装为80引脚，最多可以提供52个通用I/O口；LPC176x引脚与100pin的LPC236x系列ARM7处理器引脚兼容。

LPC177x/8x系列ARM Cortex-M3增加了硬件CRC计算及校验模块、LCD控制器（只针对LPC178x）、外部存储器扩展接口（EMC）、专用的SD卡接口、最多达165个GPIO引脚。LPC177x与LPC23xx引脚完全兼容，LPC178x与LPC24xx引脚完全兼容。LPC1700系列处理器选型表见表1-6。

1.4.3 LPC1800系列

LPC1800系列处理器内部结构如图1-7所示。LPC1800系列ARM是基于第二代Cortex-M3内核的微控制器，可用于嵌入式应用，为系统提供更强大的性能，例如低功耗、增强的调试特性和对高级功能模块的集成。LPC1800系列带有超大容量SRAM、高速USB接口，双单元1MB Flash存储器架构使其在应用编程中具有更高的可靠性。工作速度最高可达150MHz，采用3级流水线和哈佛结构，带有独立的本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线，并包含一个内部预取指单元，支持随机跳转的分支操作。

LPC1800采用恩智浦的超低漏电流90nm工艺技术设计，使其在最低频率到150MHz范围内最大程度地发挥Flash或RAM的性能，SRAM多单元最高可达200KB，每个单元都有独立总线访问，具有更高吞吐量，可分别进行关断控制进入低功耗工作模式。该特性使其在电源转换、照明、电机控制、音频等各种应用领域能够提供最大的连接和带宽选择。LPC1800系列处理器选型表见表1-7。