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MPC5554/5553微处理器揭秘MPC5554/5553 Revealed [单片机与嵌入式系统 ┈→ 单片机]
 
定价:49元
作者:[美]Richard SojaMunir Bannoura著
书号:978-7-5124-0248-5
配盘:光盘
丛书名:
出版日期:201011
开本:787×1092 1/16开
字数:525千字
点击次数:8585 次
内容简介
    本书介绍MPC5554和MPC5553两个微处理器,详细讲解了其片内集成外设模块及其在汽车电子和工业控制领域的部分应用。为了帮助读者更快更容易地编写代码,随书光盘内含Freescale公司提供的RAppID代码初始化工具;一个演示版的eTPU仿真程序,用来展示eTPU特定功能的编写调试流程。

    本书介绍的内容对具有不同经验水平的硬件设计者和软件工程师都是适用的,对那些刚刚开始自己职业之路的青年学生也是有帮助的。

前言
    本书的目的是为了让系统设计者、大学教师和学生对一个基于Power架构的新处理器系列中的两个器件有一个基本的了解。本书向读者介绍MPC5554和MPC5553两个微处理器,详细讲解其片内集成外设模块及其在汽车电子和工业控制领域的部分应用。

    为满足汽车电子的需求,很多工程师花费了很多年时间来设计这些器件。正因为如此,MPC5554和MPC5553所具有的特性也使得其可以广泛应用到工业和消费领域。

    本书讲解的内容对具有不同经验水平的硬件设计者和软件工程师都是适用的,对那些刚刚开始自己职业之路的青年学生也是有帮助的。

    为了帮助读者更快更容易地编写代码,随书光盘内含Freescale公司提供的RAppID代码初始化工具;一个演示版的eTPU仿真程序,用来展示eTPU特定功能的编写调试流程。

    本书各章节的内容安排为:

    第1章: MPC5500系列简介。介绍MPC5554/5553,概括这两个器件的主要特性和指标。

    第2章: Power架构的e200z6处理器。是以e200z6内核为例介绍Power处理器架构的编程模型。包括寻址模式、用户态和系统态的编程模型、PowerPC指令等。这一章的内容有助于读者编写和理解简单的汇编程序。

    第3章: SIMD、分数和DSP。介绍单指令多数据SIMD指令、分数和DSP指令,讲解SPE处理引擎的单指令多数据的处理结构及其用于提高程序运行速度的方法。本章提供一些使用内在函数编程的范例。

    第4章: 浮点数。详细讲述e200z6处理器的浮点数表示,讨论浮点数运算过程中的截断和舍入,并提供使用内在函数的程序范例。浮点数异常和中断的内容也有所涉及。

    第5章: 内存管理单元(MMU)。介绍内存管理单元的基本概念和应用细节,包括地址映射和保护,MMU异常、内存重叠等,并给出了配置MMU的示例代码。

    第6章: 系统缓存。介绍缓存的概念和结构,讨论片内高速缓存是如何提高系统性能。通过一些例子讲述缓存的操作和维护,包括一个使用缓存来作为系统的扩展RAM存储区的示例。

    第7章: 异常与中断。介绍系统处理异常和中断的过程,包括中断向量表的实现方法、关键和非关键中断、时基定时中断、递减计数器和看门狗等基本的中断源。

    第8章: 中断控制器。介绍其结构以及如何处理上百个中断请求,通过实际的示例程序,对比中断控制器的软件向量和硬件向量两种中断处理方法。

    第9章: 系统配置。让设计人员了解系统复位后的每个初始化步骤,介绍启动引导辅助程序BAM和其运行模式,详细列举系统不同的启动模式、审查模式、复位、锁相环和I/O引脚初始化等内容。

    第10章: 外部总线接口。介绍外部总线接口的信号定义和时序,以及在单控制器和多控制器应用中如何使用。涉及存储器类型、时序要求、总线配置等细节。还给出了对于猝发和非猝发存储器的配置程序示例。

    第11章: 增强型存储器直接访问控制器。详细描述了eDMA引擎的结构,对DMA描述控制块的每个控制字段和属性都进行了解释,讨论了DMA和片内外设的信号对应关系,DMA通道分组和优先级,并且提供一些实际的程序示例。

    第12章: 串行/解串外围设备接口(DSPI)。介绍串行/解串外围设备接口的结构,及其3种不同的工作模式,详细讨论器传输收发的控制和属性。

    第13章: 增强型串行通信接口(eSC1)。在很多微控制器传统的串行端口上进行额外的改进,为SCI的收发提供了两个独立的DMA通道,并且提供对LIN总线的支持。本章涉及LIN总线协议的部分内容。

    第14章: 局域网控制总线(FlexCAN)。介绍控制局域网CAN总线的协议和帧格式,内容包括FlexCAN的结构、消息缓存机制、消息过滤器等细节。

    第15章: 增强型队列式模数转换器(eQADC)。eQADC结构、支持eDMA实现连续转换命令队列是本章的重要内容,同时还介绍定时或外部触发的转换模式,以及对变化结果的校正模式。

    第16章: 增强型I/O模块和定时器系统。讨论定时系统及其标准规格通道的结构,并针对应用需求提供程序示例。针对eMIOS的13个不同的功能,分别描述其控制流程和初始化步骤。

    第17章: 增强型定时处理单元eTPU。针对MPC500系列提供的TPU单元,着重指出eTPU所增加和改进的功能。对eTPU引擎的主要特性和处理通道结构,基于共享计数总线的多时基设置,主机接口和初始化等是本章的主要内容。本章提供基于转角功能的发动机控制的应用示例代码。

    第18章: 片内存储器和接口。重点描述片内FLASH和SRAM存储器的结构,以及片内的总线结构。详细给出擦除和编写FLASH存储器的步骤,如何处理用于保存审查密码的影子FLASH块,以及如何初始化SRAM以正确使用ECC校验功能。

    第19章: 快速以太网控制器(FEC)。这是MPC5553处理器内置的处理10 Mb/s和100 Mb/s的以太网控制器,支持7线制10 Mb/s协议和符合IEEE 802.3规范的10/100 Mb/s兼容协议。FEC包含一个继承的RISC控制器,数据暂存FIFO和用于向系统存储区传输数据的DMA管理单元。FEC支持VLAN标签和属性,可设置最大传输长度。系统总线最小为50 MHz时,FEC可以达到200 Mb/s全双工的速率。

    第20章: 调试、片上仿真端口和Nexus软件。介绍芯片的在线调试功能,包括JTAG/OnCE端口的功能和Nexus标准的详细内容,如断点、程序和变量跟踪等。这部分内容还简单介绍第三方提供的MPC5500的开发工具。

    第21章: 供电。介绍系统的电源需求和片上稳压控制电路,对器件的上电和掉电顺序进行了详细讲解,指出系统设计时在电源分配上应注意的问题。

    附录提供了更多的关于处理器器件、引脚属性、指令等详细信息,以及关于随书光盘的使用方法说明。

目录
第1章MPC5500系列简介1

第2章Power架构的e200z6处理器7

2.1 Power架构的e200z6处理器介绍7

2.2编程模型8

2.3用户模式下的寄存器9

2.4用户模式下的特殊寄存器10

2.5管理员模式下的寄存器11

2.6指令集13

2.7存储器同步指令17

2.8控制指令18

2.9比较指令18

2.10跳转指令19

2.11Isel指令20

第3章SIMD、分数和DSP21

3.1信号处理引擎SPE的指令21

3.2SIMD21

3.3分数运算28

3.4数字信号处理器 DSP30

第4章 浮点数34

4.1介绍34

4.2 MPC5554/5553的浮点数单元36

4.3 MPC5554/5553的浮点数异常39

4.4浮点处理示例代码42

第5章 内存管理单元(MMU)47

5.1内存管理单元简介47

5.2 MPC5554/5553 MMU的实现48

5.3 MMU属性49

5.4配置MMU54

5.5 MMU异常处理55

5.6 MAS寄存器56

5.7外部调试对MMU的影响57

第6章 系统缓存58

6.1缓存介绍58

6.2缓存结构59

6.3使用缓存作为系统RAM61

第7章 异常与中断65

7.1异常与中断的介绍65

7.2中断处理65

7.3固定时间间隔中断(FIT)70

7.4看门狗72

第8章 中断控制器75

8.1简介75

8.2中断控制器工作模式76

第9章 系统配置82

9.1 MPC5554/5553硬件和软件初始化简介82

9.2引导程序运行模式84

9.3 PLL运行模式90

9.4审查模式及其对BAM的影响91

9.5应用代码初始化93

第10章 外部总线接口101

10.1简介101

10.2总线接口信号说明102

10.3用EBI接异步存储器109

10.4对多主机的支持111

第11章 增强型存储器直接访问控制器114

11.1增强型存储器直接访问(eDMA)控制器简介114

11.2 eDMA架构114

11.3通道架构115

11.4组和通道优先级122

11.5通道抢占(preemption)122

11.6出错信号123

11.7 eDMA通道分配124

11.8 eDMA配置顺序125

11.9应用实例126

第12章 串行/解串外围设备接口(DSPI)132

12.1串行设备接口132

12.2 DSPI的架构与配置133

12.3串行外设接口(SPI)配置134

12.4串行解串接口(DSI)配置143

12.5组合串行接口(CSI)配置146

12.6使用DSPI传输与接收数据的编程方法146

12.7利用DSPI支持DMA传输的特性创建队列146

12.8 DSPI与eDMA的连接147

12.9 DSPI初始化例子147

第13章 增强型串行通信接口(eSCI)149

13.1增强型串行通信接口介绍149

13.2 eSCI构架149

13.3发送操作150

13.4接收操作151

13.5单线操作153

13.6多点传输模式153

13.7中断154

13.8 eSCI接收与发送配置155

13.9 LIN介绍156

第14章 局域网控制总线(FlexCAN)163

14.1局域网控制总线介绍163

14.2 CAN信息协议163

14.3 FlexCAN构架167

14.4信息缓存结构167

14.5 FlexCAN时钟源169

14.6信息过滤171

14.7 CAN模式171

14.8 FlexCAN发送程序172

14.9 FlexCAN接收程序173

第15章 增强型队列式模数转换器(eQADC)176

15.1模数转换器介绍176

15.2 eQADC架构176

15.3利用eQADC支持DMA的特性创建转换队列178

15.4 eQADC与eDMA的连接与优先级179

15.5 eQADC预备、触发、暂停与停止180

15.6命令模式以及eQADC队列的结构183

15.7 ADC内部寄存器的读写185

15.8 eQADC的电气特性186

15.9使用外部多路复用器扩展ADC通道数量187

15.10集成ADC校正——ADC转换结果的标准化187

第16章 增强型I/O模块和定时器系统190

16.1定时器系统介绍190

16.2 eMIOS架构190

16.3标准规格的通道架构191

16.4标准规格通道模式194

16.5 eMIOS全局配置201

16.6标准规格通道配置202

第17章 增强型定时处理单元(eTPU)207

17.1 eTPU简介207

17.2 eTPU架构207

17.3 标准功能集208

17.4用户自定义功能209

17.5通道结构210

17.6主机接口212

17.7时基TCR1和TCR2计数时钟214

17.8 I/O通道的控制和状态216

17.9角度模式219

17.10共享定时/转角计数总线STAC总线220

17.11 eTPU初始化流程221

17.12 eTPU练习222

第18章 片内存储器和接口226

18.1简介226

18.2内部存储器229


18.3 FLASH存储器230

18.4静态RAM存储器238

第19章 快速以太网控制器(FEC)239

19.1快速以太网控制器简介239

19.2快速以太网控制器的结构241

19.3快速以太网控制器功能242

19.4快速以太网控制器初始化例程247

第20章 调试、片上仿真端口和Nexus软件253

第21章 供电264

21.1供电需求264

21.2电源复位264

21.3电压调节控制器265

21.4供电顺序266

21.5供电分段描述267

21.6电源功耗268

21.7电源设计需要考虑的内容268

附录A 引脚分配图269

附录B 引脚功能和定义271

附录C e200z6处理器指令集286

附录D SPE指令292

附录E 参考资料清单305

附录F 示例软件使用说明306


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