来源：单片机及嵌入式系统应用 作者：北京航空航天大学 柏俊杰 赵琦 飞利浦半导体部 王朋朋

    摘要 介绍以philips lpc3180微控制器为核心的嵌入式软硬件平台设计；对系统设计的硬件部分和软件部分进行详细的分析，并针对lpc3180芯片特性着重讨论了其软件系统构建以及系统启动流程。实验结果表明，lpc3180嵌入式系统平台结合片内硬件浮点运算单元，具有高性能的浮点运算处理能力，可满足复杂的嵌入式应用场合的要求。

    关键词 lpc3180 arm9 软硬件平台

    嵌入式应用系统设计包括硬件平台和软件平台两部分。前者是以嵌入式微控制器/微处理器为核心的硬件系统；后者则是围绕嵌入式操作系统构建的软件系统。两者在设计上是密不可分的，并且需要在设计之间进行权衡优化，根据实际应用进行外扩和裁剪。

    基于arm926ejs内核的lpc3180内部集成了丰富的外设资源，为嵌入式系统构建提供了很大的设计空间。本文结合笔者开发lpc3180嵌入式平台的实际经验，将具体介绍该系统的实现、结构组成和实验结果。

    1 lpc3180芯片特性介绍

    lpc3180是philips公司新推出的一款arm9微控制器。它采用90nm工艺技术，片内集成arm9ejs处理器内核，具有高计算性能、低功耗的特性，这使得在很多对功耗敏感的嵌入式应用场合中仍能使用高性能的arm9微控制器。lpc3180内核正常工作电压为1.2v，在低功耗模式下可降至0.9 v；同时，lpc3180作为一款新型的32位微控制器，其新特性还包括：

    ◆ 片内集成向量浮点(vfp)协处理器。lpc3180的浮点运算单元有3条独立的流水线，支持并行单精度或双精度浮点加/减、乘/除以及乘累积运算，完全兼容ieee754标准，适用于高速浮点运算场合。

    ◆ 片内集成usb otg控制模块，同时支持与便携usb主设备或usb外设相连，可用于与pda、读卡器和打印机等设备直接相连，而无需pc机介入。

    ◆ lpc3180采用多层的ahb总线系统，为各个主模块提供独立的总线，包括cpu的指令总线和数据总线、2套dma控制器数据总线以及1套usb控制器数据总线。

    lpc3180的内部架构如图1所示。

    图1 lpc3180内部架构

    lpc3180的其他特性包括： 内部集成mlc/slcnand控制器、sdr/ddr sdram控制器、sd卡接口，uart、spi、i2c外围通信模块，以及高速/毫秒定时器、rtc、看门狗定时器、10位adc等其他功能模块。

    2 硬件平台设计

    以lpc3180为核心的硬件平台设计框架如图2所示。

    图2 lpc3180硬件平台设计框图

    （1） 存储器系统

    nand flash存储器。通过lpc3180内部集成的mlc/slc nand控制器直接外接多级或单级nand flash器件。本系统选用st nand256r3a，其32 mb存储空间可满足存放系统引导程序、嵌入式操作系统内核和文件系统的大小要求。

    sdram存储器。系统选用2片16位micron sdram，并联构建32位sdram存储器系统。32 mb sdram空间，可满足嵌入式操作系统以及上层应用程序的运行要求。

    sd卡插槽。系统通过lpc3180内部集成的sd卡接口，提供sd卡插槽，可用于sd存储卡外扩，作为外部存储空间。

    （2） 外围通信接口

    uart接口。lpc3180内部集成了标准uart模块和高速uart模块，符合550工业标准。系统外扩了uart1/7、uart2和uart5，用于实现基