嵌入式处理器模块的系统处理功能介绍

尽管MCU在逻辑和功能密度方面不断扩展，但今天设计的性能和功能要求往往难以提供单片解决方案。因此，嵌入式处理器在许多情况下实际上变成了集成处理器，RAM，闪存，甚至电源以及其他支持分立元件的模块。从典型PC中的处理器开始的设计趋势（处理器模块在Pentium II时代开始取代单芯片解决方案）现在已经在嵌入式空间中完全出现，作为所需的功能量，并且要求选择模块可以是有效和高效地按时实施设计的最佳行动方案。

本文探讨了可用的现成模块，这些模块封装了各个功能以及整个系统处理功能。

虽然许多简单的功能可以简化为基本的逻辑功能，但使用离散逻辑芯片进行设计可能不是最佳方法，尤其是在开发阶段，测试和观察通常意味着改变逻辑或调整逻辑一点点。因此，可编程解决方案是最快的答案，因为逻辑功能的改变可以在不抬起烙铁的情况下进行。

基于Microchip PIC16C56a，Parallax的BS1-IC Basic Stamp模块值得一看（图1）。载板上的简单SIP直插式插座将电源和信号耦合到一个小型可编程处理器模块。这是一个4 MHz微模块，使用PIC处理器运行非常小且有限的基本程序，在一个只有16字节RAM的程序中提供8个I/O引脚和最多80条指令。

图1：使用功能齐全且经过调试的SIP插件处理器模块，您可以专注于手头的应用程序，并缩短产品上市时间。

在某些情况下，模块化的原因是升级能力，当处理器模块进入标准的可扩展包时，这是一个非常容易的事情。 Parallax还提供基于Microchip PIC16C57c模块的20 MHz BS2-1C模块，采用24引脚DIN封装，具有16位I/O和串行（最多9，600波特）端口，最多500条指令程序。在这个封装中，可提供可扩展的BS2-IC和BS2sx-IC，后者采用Parallax 8位MCU，工作频率高达50 MHz，提供更高的性能和I/O，但仍限于相当简单的任务。

兔子季节

向上移动食物链的是Rabbit Semiconductor处理器模块，它集成了一些更高级别的外围设备和功能，如基于以太网的功能以及C可编程性。以兔子20-101-1306（核心模块RCM5750）为例。这个50 MHz处理器模块具有边缘连接指状物，便于插入和移除，1 MB闪存和128 KB RAM。它还允许使用API在C中进行编程，以访问板载外设，包括多达35个I/O线，6个串行端口（部分具有SPI和HDLC功能），RTC以及以太网端口。参考设计显示了用于网络连接的集成以太网端口，以及免版税的TCP/IP软件。

Rabbit Semiconductor的RCM5700和RCM6700系列器件是小型PCI Express外形的紧凑型模块。它们将Rabbit 5000和6000处理器与集成的10/100Base-T以太网功能和片上SRAM相结合。这些器件包括硬件DMA，与多达六个串行端口共用的I/O线，以及四级备用引脚功能，包括可变相位PWM，外部I/O总线，正交解码器和输入捕捉。

Zilog的EZ80L925048MODG模块（图2）提供类似的免版税TCP/IP堆栈和带以太网的OS处理器模块，可添加Web服务功能。这款可扩展模块是专为快速开发和部署需要控制和Internet/Intranet连接的嵌入式系统而设计的紧凑型高性能以太网模块，由Zilog的eZ80L92设备提供支持，该设备是Zilog eZ80 Acclaim系列的成员。 48 MHz处理器还具有IRDA端口，两个UART，一个SPI，一个IIC端口和RTC，1 MB闪存，以及512 KB的RAM用于编程和划痕。两个50针接头可以快速方便地插入和移除主板。可以在Digi-Key的网站上找到该公司ez80 Acclaim系列的产品培训模块。

图2：模块中嵌入了完全集成的以太网功能以及免版税的TCI/IP堆栈。这使得模块化解决方案可以提供比UART，SPI和IIC更高级别的通信。

同一类是来自NetBurner的MOD5272-1001R。该模块基于32位Freescale ColdFire 5272，运行频率为62.5 MHz，带有8 MB SDRAM和2 Mbytes闪存，具有10/100-Mbit/s以太网，两个UART和SD/MMC闪存卡支持（图3） ）。

图3：此模块中的ColdFire处理器为免版税堆栈添加了FTP和电子邮件服务器，以及实时操作系统除了Web服务器和以太网端口。还提供Wi-Fi版本。

使用C和C ++作为开发的网关，系统软件包括TCP/IP堆栈和实时操作系统支持，Web服务器，FTP服务器和电子邮件支持。还有更多的编程资源以及8 Mbytes的SDRAM和2 Mbytes的Flash。与Zilog模块一样，50针DIN接头允许轻松插入和移除，以及可扩展的升级能力。

更小的封装中更大的性能

任何连接到有线以太网端口的东西都需要一个RJ45连接器。如果RJ45连接器是电路板并且嵌入了处理器怎么办？这就是Digi-International用DC-ME-Y401-JT及其ARM®内核所做的事情（图4）。

图4：整个75 MHz ARM处理器模块位于RJ45型以太网插孔内。这提供了更高的密度，并且可以执行更难以逆向工程的功能，特别是如果您认为它仅仅是连接器。

基于Digi的NS9210处理器和ARM926EJ-S内核，2 Mbit波峰焊接，75 MHz模块连接器除了10/100以太网，UART，IIC和ITR外，还具有CAN接口。 SPI端口和AES 256位加密块。 4-Mbit版本DC-ME-Y402-JT也可用于更多程序空间。

其他几家制造商也采用了ARM核心模块，ARM支持的各种性能和功能包括双核部件和DSP配套产品。以Logic PD的SOMDM3730-20-2780AGCR Torpedo系统模块为例。它们采用薄型，高密度，板对板连接器，在较小的空间内提供相当高的处理能力（图5）。 Logic PD的Torpedo系统级模块（SOM）系列采用基于德州仪器DaVinci DM3730数字媒体处理器和Sitara AM3703处理器的紧凑外形。 DM3730 Torpedo SOM占用不到一平方英寸，但速度高达1 GHz。

图5：使用高密度连接器，模块化1 GHz ARM内核处理器还包含一个用于计算密集型任务的DSP协处理器。小尺寸和模块化允许多处理架构，是并行处理应用的理想选择。

这些是高端1 GHz ARM Cortex™-A8处理器模块，具有TMS320C64 DSP协处理器，可卸载计算密集型和DSP相关功能。这使ARM内核可以执行基于RTOS和通信的功能。

另一款带有DSP挂钩的双核模块来自Bluetechnix及其eCM-BF561核心模块（100-1214-1）。该内核针对并行处理应用进行了优化，主要针对两款基于ADI Blackfin的ADSP-BF561处理器，每个处理器的运行频率为600 MHz。这些处理器具有128 MB的RAM和32 MB的闪存，适用于要求苛刻的应用，如实时视频处理，面部识别和手势解码。