cc2530內部存儲結構圖
CPU 和內存
CC253x芯片系列中使用的8051 CPU內核是一個單周期的8051兼容內核。它有三種不同的內存訪問總線(SFR,DATA 和CODE/XDATA),單周期訪問SFR,DATA 和主SRAM。它還包括一個調試接口和一個18 輸入擴展中斷單元。
中斷控制器總共提供了18 個中斷源,分為六個中斷組,每個與四個中斷優先級之一相關。當設備從活動模式回到空閑模式,任一中斷服務請求就被激發。一些中斷還可以從睡眠模式(供電模式1-3)喚醒設備。
內存仲裁器位于系統中心,因為它通過SFR 總線把CPU 和DMA 控制器和物理存儲器以及所有外設連接起來。內存仲裁器有四個內存訪問點,每次訪問可以映射到三個物理存儲器之一:一個8-KB SRAM、閃存存儲器和XREG/SFR 寄存器。它負責執行仲裁,并確定同時訪問同一個物理存儲器之間的順序。
8-KB SRAM映射到DATA存儲空間和部分XDATA存儲空間。8-KB SRAM是一個超低功耗的SRAM,即使數字部分掉電(供電模式2 和3)也能保留其內容。這是對于低功耗應用來說很重要的一個功能。
32/64/128/256 KB閃存塊為設備提供了內電路可編程的非易失性程序存儲器,映射到XDATA 存儲空間。除了保存程序代碼和常量以外,非易失性存儲器允許應用程序保存必須保留的數據,這樣設備重啟之后可以使用這些數據。使用這個功能,例如可以利用已經保存的網絡具體數據,就不需要經過完全啟動、網絡尋找和加入過程。
時鐘和電源管理
數字內核和外設由一個1.8-V 低差穩壓器供電。它提供了電源管理功能,可以實現使用不同供電模式的長電池壽命的低功耗運行。有五種不同的復位源來復位設備。
外設
CC2530 包括許多不同的外設,允許應用程序設計者開發先進的應用。
調試接口執行一個專有的兩線串行接口,用于內電路調試。通過這個調試接口,可以執行整個閃存存儲器的擦除、控制使能哪個振蕩器、停止和開始執行用戶程序、執行8051 內核提供的指令、設置代碼斷點,以及內核中全部指令的單步調試。使用這些技術,可以很好地執行內電路的調試和外部閃存的編程。
設備含有閃存存儲器以存儲程序代碼。閃存存儲器可通過用戶軟件和調試接口編程。閃存控制器處理寫入和擦除嵌入式閃存存儲器。閃存控制器允許頁面擦除和4 字節編程。
I/O控制器負責所有通用I/O引腳。CPU可以配置外設模塊是否控制某個引腳或它們是否受軟件控制,如果是的話,每個引腳配置為一個輸入還是輸出,是否連接襯墊里的一個上拉或下拉電阻。CPU 中斷可以分別在每個引腳上使能。每個連接到I/O 引腳的外設可以在兩個不同的I/O 引腳位置之間選擇,以確保在不同應用程序中的靈活性。
系統可以使用一個多功能的五通道DMA控制器,使用XDATA存儲空間訪問存儲器,因此能夠訪問所有物理存儲器。每個通道(觸發器、優先級、傳輸模式、尋址模式、源和目標指針和傳輸計數)用DMA 描述符在存儲器任何地方配置。許多硬件外設(AES 內核、閃存控制器、USART、定時器、ADC 接口)通過使用DMA 控制器在SFR 或XREG 地址和閃存/SRAM 之間進行數據傳輸,獲得高效率操作。定時器1 是一個16 位定時器,具有定時器/PWM 功能。它有一個可編程的分頻器,一個16 位周期值,和五個各自可編程的計數器/捕獲通道,每個都有一個16 位比較值。每個計數器/捕獲通道可以用作一個PWM輸出或捕獲輸入信號邊沿的時序。它還可以配置在IR產生模式,計算定時器3 周期,輸出是ANDed,定時器3 的輸出是用最小的CPU 互動產生調制的消費型IR 信號。
MAC定時器(定時器2)是專門為支持IEEE 802.15.4 MAC或軟件中其他時槽的協議設計。定時器有一個可配置的定時器周期和一個8 位溢出計數器,可以用于保持跟蹤已經經過的周期數。一個16 位捕獲寄存器也用于記錄收到/發送一個幀開始界定符的精確時間,或傳輸結束的精確時間,還有一個16 位輸出比較寄存器可以在具體時間產生不同的選通命令(開始RX,開始TX,等等)到無線模塊。定時器3 和定時器4 是8 位定時器,具有定時器/計數器/PWM 功能。它們有一個可編程的分頻器,一個8 位的周期值,一個可編程的計數器通道,具有一個8 位的比較值。每個計數器通道可以用作一個PWM 輸出。
睡眠定時器是一個超低功耗的定時器,計算32-kHz 晶振或32-kHz RC 振蕩器的周期。睡眠定時器在除了供電模式3 的所有工作模式下不斷運行。這一定時器的典型應用是作為實時計數器,或作為一個喚醒定時器跳出供電模式1 或2。
ADC支持7到12位的分辨率,分別在30 kHz或4 kHz的帶寬。DC和音頻轉換可以使用高達八個輸入通道(端口0)。輸入可以選擇作為單端或差分。參考電壓可以是內部電壓、AVDD 或是一個單端或差分外部信號。ADC 還有一個溫度傳感輸入通道。ADC 可以自動執行定期抽樣或轉換通道序列的程序。
隨機數發生器使用一個16 位LFSR 來產生偽隨機數,這可以被CPU 讀取或由選通命令處理器直接使用。例如隨機數可以用作產生隨機密鑰,用于安全。
AES加密/解密內核允許用戶使用帶有128位密鑰的AES算法加密和解密數據。這一內核能夠支持IEEE 802.15.4 MAC 安全、ZigBee 網絡層和應用層要求的AES 操作。
一個內置的看門狗允許CC2530 在固件掛起的情況下復位自身。當看門狗定時器由軟件使能,它必須定期清除;否則,當它超時就復位它就復位設備。或者它可以配置用作一個通用32-kHz 定時器。
USART 0和USART 1每個被配置為一個SPI主/從或一個UART。它們為RX和TX提供了雙緩沖,以及硬件流控制,因此非常適合于高吞吐量的全雙工應用。每個都有自己的高精度波特率發生器,因此可以使普通定時器空閑出來用作其他用途。
無線設備
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cc2530內部存儲結構
CC2530 具有一個IEEE 802.15.4 兼容無線收發器。RF 內核控制模擬無線模塊。另外,它提供了MCU 和無線設備之間的一個接口,這使得可以發出命令,讀取狀態,自動操作和確定無線設備事件的順序。無線設備還包括一個數據包過濾和地址識別模塊。
CC2530里的四種存儲空間(結構上劃分的存儲空間,并不是實際的存儲器,是一種理論上的概念)
1. CODE 程序存儲器 用處存放程序代碼和一些常量有16根地址總線,所以CODE的尋址范圍是 0000H~FFFFH 共64KB
2. DATA 數據存儲器 用于存放程序運行過程中的數據有8根地址總線,所以DATA的尋址空間為 00H~FFH 共256 byte.低128位可以直接尋址,高128位只能間接尋址。
3. XDATA 外部數據存儲器(只能間接尋址,訪問速度比較慢) DMA是再XDATA上尋址的,這一點很重要有16根地址總線,所以 XDATA 的尋址空間為 0000H ~ FFFFH 共64K
4. SFR 特殊功能寄存器 就是那些T1CTL, EA, P0 等配置寄存器存儲的地方 共128K。因為CC2530的配置寄存器比較多,所以一些多余的寄存器就放到了XREG 里面。XREG的大小為1K XREG的訪問速度比 SFR慢。
cc2530內部存儲結構圖
以上4中存儲空間只是4種不同尋址方式的概念,并不代表物理上具體的存儲設備。例如 FLASH 或者 EEPROM都可以作為物理的存儲媒介映射 到CODE上,DRAM或者SRAM都可以作為存儲媒介映射到DATA中。CODE和DATA是存儲空間的概念,FLASH、SRAM、EEPROM等是具體的物理存 儲設備,這兩個概念不要混淆。
這好比,電腦需要RAM和ROM,這個ROM可以是西部數據的硬盤,也可以使三星的硬盤,也可以是不同材料的固態硬盤。一個是存儲空間,另一個是具體的物理存儲設備。
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( 發表人:龔婷 )