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双核高速USB——LPCXpresso 4337评测

2016-06-30
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作者：cedar
来源：21ic

[导读]
对此，恩智浦推出了基于ARM Cortex-M4和 ARM Cortex-M0+非对称双核架构的LPC4337系列微控制器，旨在提供一个低功耗高性能的双核解决方案，用于超低功耗传感器侦听到数据整合、传感器融合或其他传感器数据处理。

现代通用计算机领域，四核乃至八核心CPU也已不再是什么新奇的事物，不过在微控制器(MCU)领域，双核却是个十分新颖的东西。很多工程师朋友在开发MCU应用系统的时候，若是系统功能复杂、一颗MCU芯片无法满足要求，往往会采用多颗MCU协同工作，把一些“打杂”的工作交给低端的MCU完成，高端的MCU则可以放开“手脚”，完成系统主要的任务。不过这样一来，系统研发的复杂性，成本以及可靠性都会受到不同程度的影响，多微控制器方案带来系统的功耗问题也不容小视。对此，恩智浦推出了基于ARM Cortex-M4和 ARM Cortex-M0+非对称双核架构的LPC4337系列微控制器，旨在提供一个低功耗高性能的双核解决方案，用于超低功耗传感器侦听到数据整合、传感器融合或其他传感器数据处理。

在无线传感芯片领域，业界已经采用了标准双核SOC，比如CC2640/ NRF52832

笔者有幸拿到了搭载LPC4337双核微控制器的LPCXpresso4337开发套件。该套件采用的包装与STM32 Nucleo系列板卡的外包装材料相同，均为透明塑料外壳。这样的包装虽然降低了成本，但在视觉表现上却一点也不逊色于其他包装，透明材料的使用更加凸显出板卡的精致，使得板卡的芯片资源“一丝不挂”地呈现在大家的眼前。

打开包装，取出LPCXpresso4337板卡，板卡整体采用墨蓝色阻焊和乳白色丝印，让人眼前一亮，pcb焊盘的沉金工艺，更是显得高端大气。虽然LPCXpresso4337板卡的设计思路与STM32 Nucleo板卡大致相似，都是板载仿真器加核心板的结构，但相比于Nucleo板卡，LPCXpresso4337明显大了很多，元器件的布局也紧凑了不少。

LPCXpresso4337板载资源：

1) LPCLINK2下载仿真器

2) 外部SWD接口

3) 功耗监测系统

4) USB虚拟串口，虚拟SPI，虚拟IIC功能

5) 用户3色LED

6) 唤醒按键，IAP下载按键

7) 1.8v、3.3v电源

8) Arduino UNO接口

9) Pmod 接口

10) FTDI UART接口

仔细观察会发现，NXP在这块板卡上的设计花费了不少心思，整体的做工，电路的设计，芯片的使用非常考究。

LPCXpresso4337板卡一共有两个micro usb接口，使用普通安卓手机充电数据线便可以和计算机相连接。位于上方的接口是专门给LPC4337供电的接口，给除LINK2仿真器外的部件供电，在不需使用板载调试器时可以连接此接口。心细的话，会发现这个micro usb接口右边还有一个P3接口、是一个两线的排针，分别是5V和GND，此举也是结合了工程师的需求，留出外部电源的接口。下方的USB接口则是LPCLINK2仿真器的接口。说道这里，不得不重点了解一下LPCLINK2仿真器，NXP在这款仿真器的设计上，可谓是不惜成本，主控芯片的选择便显现出霸气，LPC4322双核MCU让LINK2充满了“暴力”!

工程师可通过烧录固件，根据自身习惯选择LINK2作为J-Link、CMSIS-DAP或者LPCXpresso Redlink使用。其中LPCXpresso Redlink需要与LPCXpresso开发环境配合使用，可满足同时调试双核芯片的需求。此外LINK2与ST-LINK一样，提供了虚拟串口的功能，计算机只要安装好相应的驱动，便可以直接使用虚拟串口来调试了。与ST-LINK不同的时，LINK2额外提供了LPCSIO bridge功能，可以用于目标芯片IIC与SPI的调试。配合板载的功耗测量电路，还可以对目标芯片进行能耗的测量，功能十分强大!

说到功耗测量部分，NXP也为工程师朋友考虑了很多，单单测量的方法、这块板卡就提供了多达3种的选择。

除了采用电压表测量P2两端电压，测出8.2欧姆分压电阻两端电压，或者用电流表接入JP4测负载回路的电流两种方法之外，还提供了软件测量的方法：采用高精度电流检测放大器MAX9634加12bit精密模数转换器ADC122S021的方案，配合LINK2来完成。此方案的设计思路也是非常值得工程师朋友的借鉴。

正所谓细节决定成败，在很多不起眼的细节，板子在设计时都为我们考虑到了，例如，在功率测量上，由于板卡本身自带了一颗三色LED，与LPC4337有着物理上的连接，由于这颗LED的存在，可能会对LPC4337功耗的测量产生一定的影响，板子在设计的时候也额外给这颗LED的阳极做了点处理，加上了一个跳线，以便在做功耗测量分析的时候，可以把LED断开。

由于LPC4337支持单电源1.62v~3.6v供电，为了保护MCU接口安全，在板子的设计上可以看到大量的双电源转换收发器。

该板卡在LINK2的设计上花费了不少心血，在细节方面NXP的设计人员也是不敢怠慢。由于LINK2的micro usb接口在使用的时候经常需要插拔，极易受到由用户或空气放电造成的ESD影响，所以在硬件的设计上也采用了静电保护二极管PRTR5V0U2X的方案来缓解这一问题。

相对于硬件电路设计的精思熟虑，在丝印的设计上，这块板子也是非常精致

LPCXpresso4337板卡搭载的LPC4337J512BD64是一款基于ARM Cortex-M4F及ARM Cortex-M0+的双核微控制器，专门设计用于解决感测应用中，关于空间和功率的限制的问题，从简单的超低功耗传感器侦听到数据整合、传感器融合或其他传感器数据处理以及外部通信。工程师可根据项目需求，在Cortex-M4F和Cortex-M0+大小核心的之间选择、配合，以实现系统的设计功能。前者可以更快速地完成数学密集型算法，如传感器融合，同时省电，而后者可以实现高能效，适用于传感器数据收集、整合和外部通信。

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