简介
1 简介
XMC4500系列属于工业微控制器XMC4000家族，该系列以ARM Cortex-M4核心处理器为基础。优化的XMC4000系列器件用于电机控制、功率变换、工业连接和检测及控制应用。 如今高效节能的嵌入式控制应用变得更加复杂，需要微处理器具有DSP（数字信号处理）特性和FPU（浮点运算单元）能力的更高性能的CPU内核，以及对集成外设的性能进行优化的解决方案。XMC4500微控制器系列利用了英飞凌公司在微控制器设计领域数十年的经验，同时辅以可以缩短产品生产时间，提高生产效率的环境，提出了一种优化的设计方案，足以应对如今嵌入式控制应用对性能的挑战。
1.1 概述
XMC4500系列器件结合了ARM Cortex-M4内核的扩展功能和性能以及功能强大的片上外设子系统和片上存储单元。以下是XMC4500系列器件的主要特点： CPU子系统
•CPU内核
液压集成块
−高性能的32位ARM Cortex-M4 CPU
−16位和32位Thumb2指令集
−DSP/MAC指令
−用于支持操作系统的系统定时器（SysTick）
•浮点单元
•储存器保护单元
•嵌套向量中断控制器
导电碳油墨•两个多达12通道的通用DMA
•用于内部与外部的服务请求可编程处理的事件请求单元（ERU）
•用于多比特错误检测的灵活的CRC引擎（FCE）
片上存储器
•16KB片上启动ROM
•64KB片上高速程序存储器
•32KB片上高速通信
•带有4KB指令缓存的1024KB片上闪存
简介通信外设
•以太网MAC模块，能够容纳10/100 MB/s的传输速率
•通用串行总线，USB2.0主机，全速OTG，带有集成PHY
•控制器局域网接口（MultiCAN），具有三节，64个消息对象，数据速率最高可达1 MB/s 的 Full-CAN/Basic-CAN
•6个通用串行接口通道（USIC），可用作通用异步收发传输器（UART），双线与四线串行外设接口（SPI），IIC, IIS 与 LIN接口
•用于人机交互的LED灯和触摸感应控制器（LEDTS）
•用于储存数据的SD和多媒体卡接口（SDMMC）
•外部总线接口单元（EBU）启用与外部储存设备以及片外外设通信，如SRAM，SDRAM，NOR，NAND和突发模式闪存。
模拟前端外设
•四个12位分辨率的模数转换器（VADC），可组成8个通道，且每个通道具有一个用于过压检测的输入超限比较器
•四通道Delta Sigma解调器，用于模数（A/D）信号转换的数字信号输入部分
•双通道12位分辨率的数模转换器（DAC）
工业控制外设
•用作通用定时器的四个捕获/比较单元4（CCU4）
•用于功率变换及电机控制的两个捕获/比较单元8（CCU8）
•用于霍尔元件，正交编码器和电机定位的2个位置接口（POSIF）
•用于安全敏感应用程序的窗口看门狗定时器（WDT)
•模温度传感器（DTS）
•支持报警的实时时钟模块
•用于系统配置与控制的系统控制单元（SCU）
输入/输出线
•可编程的端口驱动控制模块（PORTS）
•独立寻址位
•三状态输入模式
•推挽或漏极开路输出模式
•支持通过JTAG接口进行边界扫描测试
片上调试
•全面支持调试功能：8个断点，CoreSight，跟踪
•多种接口：ARM-JTAG，SWD，单线跟踪
简介封装
•PG-LQFP-144
•PG-LQFP-100
•PG-LFBGA-144
注意：如果需要更多详细特定衍生的可用封装信息，请查询数据表。
如果需要对于组件支持和通用封装的可用分配选项的更多信息，请登陆
www.infineon/packages
1.1.1 方框图
下面的图表展示了功能模块和它们在XMC4500系统中的基本连接关系。
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不锈钢旗杆制作
图1-1 XMC4500系统
简介1.2 CPU子系统
XMC4500系统内核由CPU（包括FPU与MPU）和储存接口模块组成，后者用于程序和数据储存（包括PMU）。
账户管理中央处理器（CPU）
Cortex-M4处理器是建立在高性能的处理器核心上，同时具有三级流水线式哈佛结构，这使其成为需要嵌入式应用时的理想选择。处理器通过一种高效的指令集，以及对于能量效率控制应用的优化设计，达到了优异的功率效率。为了满足日益复杂的嵌入式控制需求，它也包括了符合IEEE754的单精度浮点的运算，一系列单周期/SIMD乘法，乘法与乘加计算能力，饱和算法和专用的硬件除法功能。
为了使成本敏感的设备的设计更方便，Cortex-M4处理器使用了紧耦合系统部分，减少了处理器面积，并且显著的提升了中断处理和系统调试的能力。
为了确保有很高的代码密度，并减少程序对储存的需求，处理器还实现了基于Thumb-2技术的Thumb®指令系统的一个版本。该指令集提供了现代32位体系结构应有的优异性能，并且具有比8位和16位微处理器更高的代码密度。 浮点单元（FPU）
浮点单元（FPU）提供了对于单精度32位浮点值的符合IEEE754标准的计算。
骨刺灵储存保护单元（MPU）
储存保护单元（MPU）定义了不同储存区的储存属性，使得系统的可靠性得到提升。它提供了细粒度存储控制，启用应用程序在逐个任务中使用多个特权级别，分离并保护代码，数据和堆栈。支持多达8个不同区域，以及一个可选的预定义背景区。这些特点变的越来越关键，以支持许多嵌入式应用的安全要求。
可编程多优先级中断系统（NVIC）
XMC4500使用了有112个中断节点和64个优先级的ARM NVIC。大部分中断源与专用的中断节点相连。此外，XMC4500允许路由服务请求直接传至专用单元，如DMA，定时器，ADC。在有些情况下，多源中断节点合并起来以能够更高效的使用系统资源。这些节点可以通过不同中断源请求激活，
并且通过中断子节点控制寄存器控制。
简介直接存储器存取（GPDMA）
GPDMA是一种高配置的DMA控制器，它允许外设与存储器之间进行高速数据传输。处理器在最小干预的情况下能够实现复杂的数据传输，同时保持CPU资源不受约束的完成其他操作。并能够提供多个模块、分散/聚集和链表传输。
灵活的CRC引擎（FCE）
FCE提供了一种并联实现的循环冗余校验码（CRC）算法。它使用了IEEE 802.3 CRC32，CCITT CRC16和SAE J1850 CRC8 多项式。FCE的主要目标是用作为软件应用的硬件加速引擎或者是操作系统所使用CRC签名。
1.3 片上存储器
片上存储器提供了零等待状态代码和数据的存取。同时存储器也可以由不同的系统主控进行存取。
片上可使用不同种类的专用存储器。在大多数典型应用情况下，建议使用存储器来提高性能和系统稳定性。不过用户能以任何其他方式灵活的使用存储器，以便满足应用程序的特定需求。
为了满足需要更多的外设的应用需求，外部总线单元（EBU）还提供了不同类型外部存储器可选连接的实现手段。
启动ROM（BROM）
智能酸奶机启动ROM包括了启动代码和异常向量表。系统基本初始化的序列码，也被称为固件，在复位释放后立即执行。
闪存
闪存用于非易失性代码或常量数据储存。在生产线末端和应用中通过内置擦除和程序命令，单电源闪存模块是可以进行编程的。闪存同时提供了读和写保护机制。硬件错误校正确保了在其寿命内，以及恶劣的工业环境和温度下，数据具有连贯性。
在代码执行中，与无缓存的执行相比，集成缓存所能提供的平均性能加权因子为3。
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