Familia de circuitos integrados de microcontroladores de 32 bits
LPC (Low Pin Count) es una familia de circuitos integrados de microcontroladores de 32 bits de NXP Semiconductors (anteriormente Philips Semiconductors). [1] Los chips LPC se agrupan en series relacionadas que se basan en el mismo núcleo de procesador ARM de 32 bits , como Cortex-M4F , Cortex-M3 , Cortex-M0+ o Cortex-M0 . Internamente, cada microcontrolador consta del núcleo del procesador, memoria RAM estática , memoria flash , interfaz de depuración y varios periféricos. Las primeras series LPC se basaban en el núcleo 80C51 de 8 bits de Intel . [2] En febrero de 2011, NXP había enviado más de mil millones de chips basados en procesadores ARM . [3]
Todas las familias LPC recientes se basan en núcleos ARM, que NXP Semiconductors obtiene bajo licencia de ARM Holdings , y luego agrega sus propios periféricos antes de convertir el diseño en una matriz de silicio. NXP es el único proveedor que envía un núcleo ARM Cortex-M en un encapsulado en línea dual : LPC810 en DIP8 (ancho de 0,3 pulgadas) y LPC1114 en DIP28 (ancho de 0,6 pulgadas). Las siguientes tablas resumen las familias de microcontroladores LPC de NXP.
Historia
En 1982, Philips Semiconductors inventó el bus I²C y actualmente es el principal proveedor de soluciones I²C del mundo. [11]
En enero de 2005, Philips Semiconductors lanzó el PNX4008 ' Nexperia ™ Mobile Multimedia Processor', que incluye un procesador ARM9 e IP de gráficos PowerVR MBX de Imagination Technologies .
En febrero de 2005, Philips Semiconductors anuncia la serie LPC3000 ARM9 , basada en la plataforma Nexperia . [12]
En septiembre de 2006, Philips Semiconductors se escindió en un consorcio de inversores de capital privado y cambió su nombre a NXP . [1] Como parte de esta escisión, NXP adquirió las antiguas familias de microcontroladores LPC de Philips.
En septiembre de 2006, NXP anunció las series LPC2300 y LPC2400 ARM7 . [13]
En septiembre de 2007, NXP anunció la serie LPC2900. [14]
En marzo de 2008, NXP anunció la serie LPC3200 ARM9 . [16]
En octubre de 2008, NXP anunció la serie LPC1700. [17]
En febrero de 2009, NXP anunció la concesión de la licencia del núcleo ARM Cortex-M0 de ARM Holdings. [18]
En mayo de 2009, NXP anunció la serie LPC1300. [19]
En enero de 2010, NXP lanzó la cadena de herramientas LPCXpresso para procesadores ARM de NXP. [20]
En febrero de 2010, NXP anunció la concesión de la licencia del núcleo ARM Cortex-M4F de ARM Holdings. [21]
En abril de 2010, NXP anunció el LPC1102, el microcontrolador ARM más pequeño del mundo, con un tamaño de 2,17 mm x 2,32 mm. [22]
En septiembre de 2010, NXP anunció la serie LPC1800. [23]
En febrero de 2011, NXP anunció la serie LPC1200. [24]
En abril de 2011, NXP anunció la serie LPC11U00 con USB . [25]
En septiembre de 2011, NXP anunció la serie LPC11D00 con un controlador LCD . [26]
En diciembre de 2011, NXP anunció la serie LPC4300, el primer chip de doble núcleo con ARM Cortex-M4F y ARM Cortex-M0. [27]
En febrero de 2012, NXP anunció la serie LPC1100LV con voltaje de suministro dual para permitir la interconexión con periféricos de 1,8 V y 3,3 V. [28]
En marzo de 2012, NXP anunció la serie LPC1100XL para consumo extra bajo y la serie LPC11E00 con EEPROM . [29]
En marzo de 2012, NXP anunció la concesión de la licencia del núcleo ARM Cortex-M0+ de ARM Holdings. [30]
En marzo de 2012, NXP presentó un "programa de longevidad" para prometer la disponibilidad de chips IC de familias ARM seleccionadas durante 10 años o más. [31]
En marzo de 2012, NXP anunció la serie LPC11A00 con subsistema analógico flexible. [32]
En abril de 2012, NXP anunció la serie LPC11C00 con un controlador de bus CAN . [33]
En septiembre de 2012, NXP anunció la serie LPC4000 basada en ARM Cortex-M4F. [34]
En noviembre de 2012, NXP anunció la serie LPC800 basada en el núcleo ARM Cortex-M0+ y el primer ARM Cortex-M en un paquete DIP8. [35]
En abril de 2013, NXP anunció el adaptador de depuración LPC-Link 2 JTAG/SWD. Hay varias versiones de firmware disponibles para emular los adaptadores de depuración más populares. [36] [37]
En mayo de 2013, NXP anunció que adquirió Code Red Technologies , un proveedor de herramientas de desarrollo de software integrado, como LPCXpresso IDE y Red Suite. [38] [39]
En octubre de 2013, NXP anunció el microcontrolador LPC4370. [40]
En diciembre de 2013, NXP anunció los microcontroladores LPC11E37H y LPC11U37H. [41]
En enero de 2017, NXP anunció la serie de MCU LPC54000 junto con una actualización de la serie LPC800. [42]
Serie LPC4000
Placa de desarrollo basada en LPC 4330 del fabricante alemán Hitex
La serie LPC4300 tiene dos o tres núcleos ARM, un ARM Cortex-M4F y uno o dos ARM Cortex-M0 . Los chips LPC4350 son compatibles en cuanto a pines con los chips LPC1850. La placa de desarrollo LPC4330-Xplorer está disponible en NXP. El resumen de esta serie es: [27] [44] [45]
La interfaz de depuración es JTAG o SWD con SWO "Serial Trace", ocho puntos de interrupción y cuatro puntos de vigilancia. JTAG admite ambos núcleos, pero SWD solo admite el núcleo Cortex-M4F.
Tamaño de ROM de 64 KB, que contiene un cargador de arranque con arranque opcional desde USART0/USART3, USB0/USB1, SPI Flash, Quad SPI Flash, flash NOR externo de 8/16/32 bits. La ROM también contiene una API para programación en el sistema, programación en la aplicación, programación OTP, pila de dispositivos USB para HID/MSC/DFU.
Cada chip tiene un número de identificación de dispositivo único de 128 bits programado de fábrica.
Periféricos:
cuatro UART , dos I²C , un SPI , dos CAN , ninguno/uno/dos controladores de dispositivo/host USB 2.0 de alta velocidad (uno es compatible con OTG), ninguno o un controlador Ethernet, ninguno o un controlador LCD, interfaz para SDRAM y más.
Los osciladores constan de un cristal u oscilador externo opcional de 1 a 25 MHz, un cristal externo de 32,768 kHz para RTC, un oscilador interno de 12 MHz y tres PLL internos para CPU/USB/audio.
La serie LPC4000 se basa en el núcleo de procesador único ARM Cortex-M4F . Los chips LPC408x son compatibles en cuanto a pines con los chips LPC178x. El resumen de esta serie es: [34] [46]
Cada chip tiene un número de identificación de dispositivo único de 128 bits programado de fábrica.
Periféricos:
cuatro o cinco UART , tres I²C , un controlador de dispositivo USB 2.0 de alta velocidad o controlador Host/Dispositivo/OTG, ninguno o un controlador Ethernet, ninguno o un controlador LCD, y más.
Los osciladores constan de un cristal u oscilador externo opcional de 1 a 25 MHz, un cristal externo de 32,768 kHz para RTC, un oscilador interno de 12 MHz y dos PLL internos para CPU y USB.
LPC2000 es una serie basada en un núcleo ARM7TDMI -S de 1,8 voltios que funciona a una velocidad de hasta 80 MHz junto con una variedad de periféricos que incluyen interfaces seriales, ADC / DAC de 10 bits , temporizadores, comparación de captura, PWM , interfaz USB y opciones de bus externo. La memoria flash varía de 32 kB a 512 kB; la RAM varía de 4 kB a 96 kB. [ cita requerida ]
NXP tiene dos series relacionadas sin el nombre LPC, la serie LH7 se basa en los núcleos ARM7TDMI-S y ARM720T, [54] y la serie LH7A se basa en el núcleo ARM9TDMI. [55]
LPC2900
La serie LPC2900 se basa en el núcleo del procesador ARM968E-S . [14] [56]
LPC2400
La serie LPC2400 se basa en el núcleo del procesador ARM7TDMI-S . [13] [57]
LPC2300
La serie LPC2300 se basa en el núcleo del procesador ARM7TDMI-S . [13] [58] Los LPC2364/66/68 y LPC2378 son dispositivos USB 2.0 de velocidad completa con 2 interfaces CAN y MAC Ethernet 10/100 en paquetes LQFP 100 y LQFP144. Se admiten varios periféricos, incluido un ADC de 8 canales y 10 bits y un DAC de 10 bits. [ cita requerida ]
LPC2200
La serie LPC2200 se basa en el núcleo del procesador ARM7TDMI-S . [59]
LPC2100
La serie LPC2100 se basa en el núcleo del procesador ARM7TDMI-S . [60] Los LPC2141, LPC2142, LPC2144, LPC2146 y LPC2148 son dispositivos USB 2.0 de velocidad completa en paquetes LQFP 64. Se admiten varios periféricos, incluidos uno o dos ADC de 10 bits y un DAC de 10 bits opcional. [ cita requerida ]
Serie LPC1000
mbed con NXP LPC1768
La familia NXP LPC1000 consta de seis series de microcontroladores : LPC1800, LPC1700, LPC1500, LPC1300, LPC1200, LPC1100. Las series LPC1800, LPC1700, LPC1500, LPC1300 se basan en el núcleo del procesador ARM Cortex-M3 . [61] Las series LPC1200 y LPC1100 se basan en el núcleo del procesador ARM Cortex-M0 . [62]
LPC1800
La serie LPC1800 de NXP se basa en el núcleo ARM Cortex-M3. [23] [63] El LPC1850 es compatible en cuanto a pines con las piezas LPC4350. Los paquetes disponibles son TBGA 100, LQFP 144, BGA 180, LQFP208, BGA256. La placa de desarrollo LPC4330-Xplorer está disponible en NXP.
La serie LPC1700 de NXP se basa en el núcleo ARM Cortex-M3. [17] [64] El LPC178x es compatible en cuanto a pines con las partes LPC408x. Los paquetes disponibles son LQFP 80, LQFP100, TFBGA 100, LQFP144, TFBGA180, LQFP208, TFBGA208. La placa de desarrollo LPC1769-LPCXpresso está disponible en NXP. La placa mbed LPC1768 también está disponible. Con EmCrafts LPC-LNX-EVB está disponible una placa basada en LPC1788 con μClinux . [65]
LPC1500
La serie LPC1500 de NXP se basa en el núcleo ARM Cortex-M3. [66] Los paquetes disponibles son LQFP 48, LQFP64, LQFP100. La placa de desarrollo LPC1549-LPCXpresso está disponible en NXP junto con un kit de control de motor.
LPC1300
La serie LPC1300 de NXP se basa en el núcleo ARM Cortex-M3. [19] [67] Los paquetes disponibles son HVQFN 33, LQFP 48, LQFP64. Las placas de desarrollo LPC1343-LPCXpresso y LPC1347-LPCXpresso están disponibles en NXP.
LPC1200
La familia LPC1200 de NXP se basa en el núcleo ARM Cortex-M0. Consta de 2 series: LPC1200, LPC12D00. [24] [68] [69] Los paquetes disponibles son LQFP 48, LQFP64, LQFP100. La placa de desarrollo LPC1227-LPCXpresso está disponible en NXP.
LPC1100
La familia NXP LPC1100 se basa en el núcleo ARM Cortex-M0 y consta de 8 series: LPC1100 Miniature, LPC1100(X)L, LPC1100LV, LPC11A00, LPC11C00, LPC11D00, LPC11E00 y LPC11U00.
LPC1100 Miniatura
La serie LPC1100 se centra principalmente en un tamaño ultra pequeño. El paquete disponible es WLCSP 16 (2,17 mm x 2,32 mm). [22] [70] La placa de desarrollo LPC1104-LPCXpresso está disponible en NXP.
LPC1100(X)L
La serie LPC1100(X)L consta de tres subseries: LPC111x, LPC111xL y LPC111xXL. La LPC111xL y la LPC111xXL incluyen perfiles de potencia, un temporizador de vigilancia con ventana y un modo de drenaje abierto configurable. La LPC1110XL agrega una interrupción no enmascarable (NMI) y una función de borrado de flash de página de 256 bytes. Las placas de desarrollo LPC1114-LPCXpresso y LPC1115-LPCXpresso están disponibles en NXP. El resumen de estas series es: [29] [71]
Cada chip tiene un número de identificación de dispositivo único de 128 bits programado de fábrica.
Periféricos:
LPC111x tiene un UART , un I²C , uno o dos SPI , dos temporizadores de 16 bits, dos temporizadores de 32 bits, temporizador de vigilancia, de cinco a ocho ADC multiplexados de 10 bits, de 14 a 42 GPIO.
I²C admite velocidades de modo estándar (100 kHz)/modo rápido (400 kHz)/modo rápido Plus (1 MHz), modos maestro/esclavo/snooping y múltiples direcciones de esclavos.
LPC111xL consta de características LPC111x, además de un perfil de bajo consumo en modos activo y de suspensión, resistencias pull-up internas para levantar los pines al nivel VDD completo, modo de drenaje pseudo abierto programable para pines GPIO, actualizado a temporizador de vigilancia con ventana con capacidad de bloqueo de fuente de reloj.
LPC111xXL consta de características LPC1110L, más función de borrado de página flash, programación en aplicación (IAP), temporizadores/periféricos UART/SSP disponibles en más pines, una función de captura agregada a cada temporizador, función de captura y borrado en temporizadores de 16 bits y 32 bits para mediciones de ancho de pulso.
Los osciladores constan de un cristal u oscilador externo opcional de 1 a 25 MHz, un oscilador interno de 12 MHz, un oscilador de vigilancia interno programable de 9,3 kHz a 2,3 MHz y un PLL interno para CPU.
LPC111xL en SO 20, TSSOP 20, TSSOP28, DIP 28 (ancho de 0,6 pulgadas), HVQFN 24, HVQFN33, LQFP 48. NXP es el único proveedor que envía núcleos ARM Cortex-M en paquetes DIP.
La serie LPC1100LV está orientada principalmente a un rango de voltaje operativo bajo de 1,65 a 1,95 voltios de potencia. Su I²C está limitado a 400 kHz. Está disponible en dos opciones de fuente de alimentación: una fuente de alimentación única de 1,8 voltios ( encapsulados WLCSP 25 y HVQFN 24) o una fuente de alimentación dual de 1,8 voltios (núcleo) / 3,3 voltios (IO/analógica) con E/S tolerante a 5 voltios (encapsulado HVQFN33). Los encapsulados disponibles son WLCSP 25 (2,17 mm × 2,32 mm), HVQFN24 y HVQFN33. [28] [72]
LPC11A00
La serie LPC11A00 se centra principalmente en funciones analógicas, como: ADC de 10 bits, DAC de 10 bits, comparadores analógicos, referencia de tensión analógica, sensor de temperatura, memoria EEPROM . Los encapsulados disponibles son WLCSP 20 (2,5 mm x 2,5 mm), HVQFN 33 (5 mm x 5 mm), HVQFN 33 (7 mm x 7 mm), LQFP 48. [32] [73]
LPC11C00
La serie LPC11C00 se centra principalmente en las funciones del bus CAN , como: un controlador MCAN, y las piezas LPC11C22 y LPC11C24 incluyen un transceptor CAN de alta velocidad integrado. El paquete disponible es LQFP 48. [33] [74] La placa de desarrollo LPC11C24-LPCXpresso está disponible en NXP.
LPC11D00
La serie LPC11D00 se centra principalmente en las funciones de pantalla LCD , como: controlador LCD de 4 x 40 segmentos. El paquete disponible es LQFP 100. [26] [75]
LPC11E00
La serie LPC11E00 se centra principalmente en las funciones de memoria EEPROM y tarjetas inteligentes . [29] [76]
LPC11U00
La serie LPC11U00 se centra principalmente en las características USB , como: controlador de velocidad completa USB 2.0. Es el primer Cortex-M0 con controladores integrados en ROM. Esta serie es compatible con pines de la serie LPC134x. [25] [77] La placa de desarrollo LPC11U14-LPCXpresso está disponible en NXP. La placa mbed LPC11U24 también está disponible.
Serie LPC800
LPC800
La familia de microcontroladores LPC800 de NXP se basa en el núcleo del procesador ARM Cortex-M0+ . Entre sus características exclusivas se incluyen una matriz de conmutación de pines, un temporizador configurable por estado, un controlador de activación sin reloj, un GPIO de ciclo único y un encapsulado DIP8 . La placa de desarrollo LPC812-LPCXpresso está disponible en NXP. El resumen de esta serie es: [35] [79] [80]
Incluye un multiplicador de 32x32 bits de ciclo único, temporizador SysTick de 24 bits, reubicación de tabla vectorial, NVIC completo con 32 interrupciones y cuatro niveles de prioridades, GPIO de ciclo único.
No incluye una unidad de protección de memoria (MPU) ni un controlador de interrupción de activación (WIC). En su lugar, NXP agregó su propio controlador de activación sin reloj para reducir el consumo de energía.
La interfaz de depuración es SWD con cuatro puntos de interrupción, dos puntos de vigilancia y un búfer de seguimiento micro (MTB) de 1 KB . No se admite la depuración JTAG .
Tamaños de Flash de 4/8/16 KB de propósito general, estado de espera cero hasta 20 MHz, un estado de espera hasta 30 MHz.
Tamaño de ROM de 8 KB, que contiene un cargador de arranque con arranque opcional desde USART. La ROM también contiene una API para comunicación USART, comunicación I²C, programación flash, programación en el sistema y perfil de energía.
Cada chip tiene un número de identificación de dispositivo único de 128 bits programado de fábrica.
I²C admite velocidades de modo estándar (100 kHz)/modo rápido (400 kHz)/modo rápido Plus (1 MHz), modos maestro/esclavo/snooping y múltiples direcciones de esclavos.
Los osciladores constan de un cristal u oscilador externo opcional de 1 a 25 MHz, un oscilador interno de 12 MHz, un oscilador de vigilancia interno programable de 9,3 kHz a 2,3 MHz y un PLL interno para CPU.
Placa de desarrollo LPC1343 LPCXpresso. Depurador LPC-LINK SWD a la izquierda de J4 y destino LPC1343 a la derecha de J4
Las placas LPCXpresso son vendidas por NXP para proporcionar una forma rápida y sencilla para que los ingenieros evalúen sus chips de microcontroladores . [83] [84] Las placas LPCXpresso son desarrolladas conjuntamente por NXP, Code Red Technologies, [38] y Embedded Artists. [20]
Cada placa LPCXpresso tiene las siguientes características comunes:
LPC-LINK integrado para programación y depuración a través de un conector MiniUSB .
La placa se puede cortar en dos placas separadas: placa LPC-LINK y placa del microcontrolador de destino.
Entrada de alimentación de 5 V a través del cable USB o alimentación externa de 5 V. Si las placas están separadas, se requiere alimentación externa de 3,3 V para la placa del microcontrolador de destino.
Todos los microcontroladores LPC tienen un cargador de arranque ROM que permite cargar una imagen binaria en su memoria flash mediante uno o más periféricos (varía según la familia). Dado que todos los cargadores de arranque LPC admiten la carga desde el periférico UART y la mayoría de las placas conectan un UART a RS-232 o un adaptador USB a UART IC, es un método universal para programar los microcontroladores LPC. Algunos microcontroladores requieren que la placa de destino tenga una forma de habilitar o deshabilitar el arranque desde el cargador de arranque ROM (es decir, puente/interruptor/botón).
lpc21isp Una herramienta multiplataforma de código abierto para flashear microcontroladores LPC a través del UART.
Flash Magic, un programa comercial para Windows y macOS para realizar la programación en el sistema de la memoria flash LPC a través de su UART.
nxp_isp_loader, una herramienta de código abierto para flashear microcontroladores LPC a través del UART.
Herramientas de depuración (JTAG/SWD)
OpenOCD, un paquete de software de código abierto para acceso JTAG utilizando una amplia variedad de adaptadores de hardware.
LPC-Link 2, de NXP, un adaptador de depuración JTAG/SWD que tiene varias versiones de firmware disponibles para emular protocolos de adaptadores de depuración populares, como: J-Link de Segger, CMSIS-DAP de ARM, Redlink de Code Red Technologies. Todos los conectores tienen un paso de 1,27 mm (0,05 pulgadas). [36] [37]
Documentación
La cantidad de documentación de todos los chips ARM es abrumadora, especialmente para los recién llegados. La documentación de los microcontroladores de décadas pasadas podría incluirse fácilmente en un solo documento, pero a medida que los chips han evolucionado, la documentación también ha crecido. La documentación total es especialmente difícil de comprender para todos los chips ARM, ya que consta de documentos del fabricante del circuito integrado ( NXP Semiconductors ) y documentos del proveedor del núcleo de la CPU ( ARM Holdings ).
Un árbol de documentación típico de arriba hacia abajo es: sitio web del fabricante, diapositivas de marketing del fabricante, hoja de datos del fabricante para el chip físico exacto, manual de referencia detallado del fabricante que describe los periféricos comunes y los aspectos de una familia de chips físicos, guía de usuario genérica del núcleo ARM, manual de referencia técnica del núcleo ARM, manual de referencia de la arquitectura ARM que describe el conjunto de instrucciones.
Árbol de documentación de NXP (de arriba a abajo)
Sitio web de NXP.
Diapositivas de marketing de NXP.
Hoja de datos de NXP.
Manual de referencia de NXP.
Sitio web principal de ARM.
Guía de usuario genérica del núcleo ARM.
Manual de referencia técnica del núcleo ARM.
Manual de referencia de la arquitectura ARM.
NXP cuenta con documentos adicionales, como manuales de usuario de la placa de evaluación, notas de aplicación, guías de inicio, documentos de la biblioteca de software, erratas y más. Consulte la sección Enlaces externos para obtener enlaces a documentos oficiales de NXP y ARM.
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