NXP MCU界的小鋼炮——LPC5500

日期 : 2019-08-01
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WPI世平恩智浦NXPCONSUMERPowerQuad加速器LPC5500

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恩智浦日前發布了基於Cortex-M33的MCU——LPC5500系列,同時推出該系列的業界第一款基於40nm工藝的LPC55S6x。小編學習月余之後,對LPC5500系列的總結就是MCU界的 “小鋼炮”。

小鋼炮顧名思義代表了該事物技術新、性能強、安全性高,同時能很好兼顧日常“買菜”需求。在業界普遍使用55nm設計Cortex-M23和Cortex-M33微控制器的時候,NXP採用更先進的40nm工藝,來設計無論從成本還是動態性能(動態功耗32μA/MHz)的角度來看,都是業界領先的LPC5500。

表面上看100MHz的LPC5500應對一般日常“買菜”需求已經足夠,但是天才的NXP攻城獅們套路了玩的很溜的雙核架構(LPC系列MCU是多核MCU的先行者),PowerQuad協處理器的加持,讓MCU處理數字信號的性能提升了10倍以上。

一顆看似100MHz的MCU,也能完成主頻200MHz甚至600MHz以上的普通MCU才能完成的任務,用小身材大能量來形容LPC5500再合適不過。加上物理防克隆技術(PUF)實時加/解密PRINCE防止旁路攻擊的硬體加密引擎CASPER等逆天外設的BUF,讓原本承襲TrustZone衣缽的Cortex-M33內核、晶片及整個系統在防破解防攻擊方面更加的安全。

 

小廣告:如果這性能您都覺的還不夠,那麼可以考慮下NXP發布的i.MX RT600, 這顆“野獸”級的MCU基於28nm FD-SOI工藝,300MHz雙核Cortex-M33集成600MHz的HIFI4 DSP

接下來小編為您分析下這顆料的功能,先看下LPC5500功能框圖




內核

LPC5500的內核是雙核架構,由兩顆Cortex-M33組成。這裡特別注意的是這兩顆內核有大小之分,Core0內核是全功能的Cortex-M33,Core1則去除了TrustZone、MPU、SAUFPU、SIMD等內核增強的功能。Armv8-M架構允許客制化的協處理器,NXP利用這一特性加入了DSP加速器PowerQuad和加密引擎CASPER分別從運算和安全兩個角度顯著提升MCU本身的性能。

存儲器

存儲器方面則得益於40nm工藝,LPC5500集成了高達640KB的eFlash,以及320KB的SRAM,遠超目前市面已發布或者即將發布的同類產品。LPC5500內部還帶有128KB的ROM,該區域為應用提供了標準的USB驅動API和安全啟動代碼,簡化USB應用開發的同時,從啟動的那一刻開始就為應用系統的安全奠定了穩固的基礎,真正做到保駕護航。

接口

8組Flexcomm接口,可以讓用戶靈活的配置得到最多8路串行接口(UART、I2C和SPI任意組合,最多8個)或者4組全雙工模式的I2S接口。高速LSPI是一個獨立高速SPI接口,最高可運行在50MHz的頻率,流暢刷一個小螢幕的LCD不再是夢想。USB接口一如以往的領先業界,一個高速USB和一個全速USB接口,均集成PHY以及支持主機和從機模式。SDIO接口也在以前的LPC基礎上做出了重大改進,例如可以支持2個SD卡接口。

定時器

除去內核本身支持的SysTick,LPC5500配備了5路32位標準定時器、一路可以輕鬆產生PWM的狀態可配置定時器、一個RTC、一個窗口看門狗定時器以及低功耗定時器等。此外OS定時器是一個42位的定時器,可以支持長達4年的計數。

安全

安全是LPC5500特別關注的方向,除了Cortex-M33內核本身支持TrustZone技術,提供安全島保駕程序的安全運行,LPC5500還硬體集成了標準的AES-256、SHA-2和隨機數發生器來支持標準的加解密技術,同時利用SRAM PUF物理防克隆技術,加入物理層面的安全機制,提供PRINCE外設支持實時閃存內容的加密/解密。“加油站”後續將有專門文章討論這些獨特的安全機制。

模擬

ADC是這次LPC的MCU升級最大的地方,ADC升級到16位 1M採樣率。在此基礎上片上集成了溫度傳感器和模擬比較器。

 

首發應用演示

NXP的應用攻城獅們,在發布LPC5500的時候,提供了3套首發應用例程。

LPC55xx高性能PowerQuad DSP運算加速器的應用例程

使用CMSIS-DSP和PowerQuadDSP進行性能基準測試,成功地演示了PowerQuad信號處理的性能是Cortex-M33本身DSP的10倍以上。



LPC55xx實時PRINCE加解密演示例程

使用LPC的最新技術PRINCE,實時地加密、解密數據



LPC55xx機器學習功能,促進工業4.0終端節點應用的例程

使用CIFAR-10進行CMSIS-NN性能基準演示,證明Cortex-M33性能比Cortex-M4F提升15%以上。



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