MD8710 — универсальная платформа для мобильных медицинских приложений

Общее описание MD8710

Микросхема MD8710 представляет собой высокоинтегрированную систему на кристалле (SoC) для сбора и обработки данных в медицинских и промышленных приложениях.

В состав MD8710 входит мощный процессор с ядром реального времени ARM Cortex-R4 (рис. 1) в качестве главного управляющего блока, а также подсистема электропитания PMU, блок обработки прерываний, контроллер DMA, сторожевой таймер и блок проверки целостности системы.

Рис. 1. Ядро Cortex-R4

Аналоговая подсистема MD8710 способна создавать стимулирующие сигналы и анализировать ответ на них и, благодаря объединению стимуляции и измерений, подходит для комплексной импедансной спектроскопии. Высокоимпедансные входы поддерживают обычные для медицины методы измерения, включая фотодатчики.

Наличие в MD8710 высокопроизводительной аналоговой подсистемы позволяет рекомендовать ее для использования в системах сбора и обработки аналоговых сигналов. Микросхема имеет два независимых 16-разрядных АЦП, фильтры Найквиста и два конфигурируемых ОУ в каждом канале АЦП, а также два независимых 16-разрядных ЦАП с интегрированными фильтрами Найквиста и выходными буферами. Четыре входа вспомогательного АЦП позволяют наблюдать за дополнительными аналоговыми сигналами, например за параметрами окружающей среды (освещенность, температура, атмосферное давление, нагрев и т. п.).

Беспроводное и проводное соединение для обмена данными и управления обеспечивается встроенным полнофункциональным Bluetooth-модулем и USB 2.0 OTG интерфейсом. В качестве дополнительных интерфейсов можно использовать I²C, SPI, UART и SWI.

Встроенный блок управления электропитанием (PMU) позволяет получать все необходимые напряжения от одного внешнего источника питания. Блок PMU можно использовать для экономии энергии и реализации сценариев выхода из спящего режима, а также для зарядки аккумуляторов и контроля их состояния.

Дополнительно MD8710 имеет контроллер дисплея с базовыми функциями аппаратного ускорения, который поддерживает матричные ЖКИ- и OLED-дисплеи.

Усилитель, работающий в классе D, служит оконечной ступенью аудиоподсистемы.

Модули ШИМ можно использовать, например, для управления фоновой подсветкой ЖКИ или для обслуживания других функций цифро-аналогового преобразования.

Все перечисленные особенности позволяют создать на базе MD8710 широкий спектр приложений бытового и профессионального уровня, часть из которых приведена таблице 1.

Примечание. Значком «*» отмечены стандартные применения MD8710, а значком «+» — обусловленные уникальной комбинацией ее периферийных модулей и функциональных возможностей.

На рис. 2 приведена типовая блок-схема включения MD8710, обеспечивающая использование всех ее модулей.

Рис. 2. Типовая схема включения MD8710

Ключевые особенности MD8710

Подсистема процессора

Центральный процессор имеет ядро ARM Cortex-R4 с 256 кбайт ПЗУ, 128 кбайт ОЗУ и 128 кбайт разделяемой памяти, сдвоенный 16-канальный контроллер DMA, контроллер прерываний, способный обрабатывать до 256 источников прерываний, и JTAG-интерфейс для программирования и отладки.

Блок диагностики

В этот блок входят: модуль волнового синтеза, 2-канальный 16-разрядный ЦАП, программируемый источник тока, два основных 16-разрядных АЦП, один вспомогательный АЦП с 4 входами, усилитель с программируемым коэффициентом усиления, операционный усилитель с 4 входами, выход ИОН и датчик температуры.

Модуль Bluetooth

В состав модуля входит интегрированный РЧ-приемопередатчик, поддерживающий стандарт BT V2.1. Максимальная скорость обмена данными составляет 3 Мбод. Модуль поддерживает простое безопасное соединение, имеет функцию мультилинка и аппаратную поддержку режима ULP (Dual Mode).

Блок управления питанием (PMU)

Блок PMU состоит из повышающего и понижающего DC/DC-преобразователей, системы контроля напряжения питания, интеллектуального зарядного устройства для Li-Ion аккумуляторов и реализует функцию сброса при подаче напряжения питания (POR).

Контроллер дисплея

Этот контроллер поддерживает цветные и монохроматические матричные дисплеи (например, ЖКИ, OLED). Для обмена данными используются: последовательный интерфейс MIPI DBI-C и параллельный интерфейс MIPI DBI-B (8/9 разрядов), RGB-интерфейс MIPI DBI-C (16/18 разрядов). Максимальное поддерживаемое разрешение — 1024×1024 пикселей. В модуле реализованы базовые функции аппаратного 2D-ускорителя.

Цифровые интерфейсы обмена данными

Для обмена данными в цифровом виде имеются: интерфейс USB 2.0 Fullspeed с функциональностью OTG, 3-канальный UART, один канал SPI с 3 линиями выборки микросхемы (CS) и режимами «ведущий» и «ведомый», интерфейс I²C, поддерживающий стандартный и скоростной режим, а также интерфейс SWI, поддерживающий устройства идентификации IFX (например, IFX-ORIGA).

Вспомогательная периферия

Дополнительно имеется выход аудиоусилителя, работающего в режиме Class D, четыре выходных канала с ШИМ, часы реального времени (RTC), три блока таймеров общего назначения и 47 каналов GPIO.

Преимущества использования микросхемы MD8710, основанные на описанных ключевых особенностях, приведены в таблице 2.

Описание MD8710

На рис. 3 представлена блок-схема MD8710. Обозначения, использованные на блок-схеме, приведены в таблице 3.

Рис. 3. Блок-схема MD8710

Подсистемы аналоговой обработки сигнала (AFE)

Микросхема MD8710 имеет 2 независимых канала 16-разрядных АЦП и 2 независимых выходных канала 16-разрядных ЦАП, они предназначены для высокопроизводительных приложений сбора, обработки и генерации аналоговых сигналов (рис. 4). На ЦАП каждого канала можно циклически пересылать данные из таблицы волн с 1024 16-разрядными записями. Для передачи данных между каналами ввода/вывода АЦП/ЦАП и основной системой используются буферы FIFO. Два конфигурируемых ОУ в каждом канале АЦП обеспечивают возможность предварительной обработки аналогового сигнала, например, могут работать в качестве транс-импедансных усилителей при измерении силы тока. Для расширения интеграции системы MD8710 имеет 12-разрядный вспомогательный АЦП с 4 мультиплексируемыми внешними входами, а также датчик температуры, выход средней точки напряжения питания и выход ИОН с напряжением 2,5 В.

Рис. 4. Аналоговая часть и цифровые фильтры AFE

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

Блок АЦП состоит из двух идентичных, независимо программируемых каналов сигма-дельта АЦП с быстродействием 500 kSPS при разрешении 12 разрядов (0–100 кГц) и 1 kSPS при разрешении 16 разрядов (0–500 Гц), с программируемым прореживающим фильтром и дифференциальной нелинейностью ±1 LSB.

Входной усилитель АЦП содержит интегрированный помехоподавляющий фильтр с полосой пропускания >100 кГц по уровню –3 дБ и программируемым коэффициентом передачи 1, 2, 5, 10. Максимальное входное напряжение в дифференциальном режиме — ±2,5 В (пиковое значение), в несимметричном — ±1,25 В (0–2,5 В).

Каждый канал АЦП MD8710 снабжен двумя ОУ, которые можно использовать как инвертирующий, неинвертирующий и трансимпедансный усилитель. Коэффициент усиления с разомкнутой петлей ОС >80 дБ при полосе пропускания >1 МГц. Входная емкость ОУ не превышает 10 пФ, ток утечки по входу — не более 150 пА. Диапазон входного и выходного напряжения — от 0,15 до V_ddp–0,15 В. Максимальный выходной ток составляет 1 мА, максимальная емкость нагрузки — 200 пФ.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)

Блок ЦАП состоит из двух идентичных, независимо программируемых каналов сигма-дельта ЦАП с быстродействием 500 kSPS при 12-разрядном разрешении (0–100 кГц) и 1 kSPS при 16-разрядном разрешении (0–500 Гц), с интегральной нелинейностью ±1 LSB. Для каждого канала имеется волновая таблица с 1 К отсчетов, восстанавливающий фильтр с полосой пропускания 100 кГц (–3 дБ) и программируемый интерполяционный фильтр.

Максимальное выходное напряжение в дифференциальном режиме — ±2,5 В, в однополярном — ±1,25 В, в общем режиме — 1,5 В. Программируемое ослабление выходного сигнала — 1, 2, 5, 10. Выходной драйвер может обеспечить ток 1 мА (максимум 10 мА) при емкости нагрузки 50 пФ.

Токовый выход ЦАП может обеспечить выходной ток до ±20 мА (биполярный, относительно GND и V_DDIO) при полосе пропускания 1 кГц (–3 дБ). Минимальный импеданс нагрузки в режиме малого сигнала составляет 12,5 кОм.

Дополнительные аналоговые функции

Вспомогательный дельта-сигма АЦП с 4 мультиплексируемыми входами предназначен для измерения дополнительных аналоговых величин и имеет производительность 1 kSPS при 12-разрядном разрешении с диапазоном входного сигнала ±1,25 В в дифференциальном режиме и 0–2,5 В — в однополярном режиме. Входной ток утечки не превышает 10 нА, входная емкость — не более 10 пФ. Источник опорного напряжения с напряжением 2,5 В ±3% имеет отдельный выход с током нагрузки до 10 мА тока нагрузки. Встроенный датчик температуры позволяет измерять температуру в диапазоне –20… +110 °C.

Примеры использования AFE

На рис. 5 и 6 показаны примеры систем на базе MD8710.

Рис. 5. Концептуальная конфигурация для импедансной спектроскопии

Рис. 6. Концептуальная конфигурация для пульсоксиметрии

Процессорная подсистема MD8710

Процессор

MD8710 имеет мощный 32-разрядный микропроцессор с ядром ARM Cortex-R4F. Его характеристики: тактовая частота — до 100 МГц, производительность — до 150 MIPS, 16- и 32-разрядные инструкции Thumb, малое время обработки прерываний, немаскируемое прерывание, обработка множества данных за одну инструкцию (SIMD) для DSP-инструкций, блок целочисленной арифметики со встроенной логикой ICE-RT (рис. 7).

Рис. 7. Блок-схема и системная интеграция CPU

Для связи ядра процессора с памятью используется интерфейс тесно связанной памяти (памяти с непосредственной связью, TCM), со специализированной шиной, подобной шине, используемой для работы с кэш-памятью. Скорость доступа к TCM сравнима со скоростью доступа к кэш-памяти. Различие между кэш-памятью и TCM проявляется в высокопроизводительных приложениях реального времени и при обработке прерываний (IRQ): для расчета времени доступа к кэш-памяти всегда необходимо рассматривать наиболее неблагоприятный сценарий обращения, в то время как обращение к коду/данным, расположенным в TCM, жестко определено (детерминировано). Память TCM не кэшируется, поэтому является идеальным вариантом памяти для приложений реального времени с особо жесткими требованиями к временным характеристикам. Базовый регистр доступа к TCM является физическим, а не виртуальным регистром, следовательно, адреса TCM можно картировать в нужный диапазон виртуальных адресов с помощью модуля управления памятью (MMU).

Память первого уровня (L1) гарвардского типа снабжена интерфейсом TCM с поддержкой функций контроля четности и коррекции ошибок и дополнительными функциями контроля четности и ECC для всех блоков ОЗУ и содержит 128 кбайт тесно связанного ОЗУ и 256 кбайт тесно связанного ПЗУ.

Память второго уровня (L2) имеет 32-разрядный ведущий интерфейс AHB и 32-разрядный ведомый интерфейс AHB к области TCM ОЗУ.

Кроме того, процессор имеет порт JTAG-отладчика, интерфейс трассировки к CoreSight ETM-R4 с 4 кбайт встроенной памяти, блок измерения производительности (PMU), интерфейс шины AHB и векторизованный контроллер прерываний (VIC).

Модуль контроллера прерываний (ICU)

Модуль ICU может обрабатывать до 256 источников прерываний, имеет 2 выхода (FIQ, IRQ), программируемых отдельно для каждого прерывания, 15 уровней приоритета и регистр стека прерываний, поддерживающий обработку вложенных прерываний.

Контроллер DMA (DMAC)

Модуль DMAC предназначен для разгрузки CPU от операций обмена между клиентами на шине и состоит из шести каналов DMA, каждый из которых поддерживает двунаправленный обмен данными и запросы на одиночный и пакетный прямой доступ к памяти и имеет 16 линий запросов от периферии. Поддерживается обмен данными память–память, память–периферия, периферия–память и периферия–периферия.

Поддержка режима рассеяния/сборки DMA (необходимого в случае, если область, к которой осуществляется прямой доступ, не представляет собой непрерывное адресное пространство) реализована посредством связанных списков.

Шина AHB имеет ведомый и два ведущих программируемых DMA-интерфейса.

При обмене данными возможен инкрементирующий или неинкрементирующий режим адресации для источника и приемника данных и программируемый размер пакетов.

Многоуровневая высокоскоростная шина AHB

Пять основных и две вспомогательные шины AHB (рис. 8) объединены в высокопроизводительную систему с трехуровневой архитектурой AMBA. Матрица системной шины AHB (MLAHB) состоит из пяти шин: шины отладочной подсистемы (AHB-DBG); шины ядра Cortex-R4 (AHB-CPU); шины контроллера дисплея (AHB-DISP) и двух шин контроллера DMA (AHB-DMA1 и AHB-DMA2). С помощью моста AHB2AHB матрица системной шины AHB соединена с вторичной шиной AHB для периферии, основанной на AHB (AHB_PER), а с помощью моста AHB2APB — с вторичной шиной для периферии, основанной на APB (APB_PER). Каждая система шин имеет независимый тактовый генератор и собственную систему сброса.

Рис. 8. Архитектура шины AHB MD8710

Интегрированная подсистема Bluetooth

Подсистема Bluetooth (рис. 9), совместимая с режимом Dual Mode, поддерживает классический стандарт Bluetooth 1.2, 2.0 и 2.1 (готовится поддержка ULP/Dual mode), функции HCI Stack, RFCOMM, HID, SPP и обеспечивает скорость обмена данными 1, 2 и 3 Мбит/с.

Рис. 9. Блок-схема подсистемы Bluetooth

Стек HCI соответствует BT1.2, 2.0 и 2.1 +EDR, Ultra-Low Power BT (Wibree) и поддерживает AFH (Adaptive Frequency Hopping) и ACL (Asynchronous Connectionless Link). При двух параллельных соединениях сохраняется видимость для третьего Bluetooth-устройства. По умолчанию команды Park/Hold и широковещание не поддерживаются.

Выходная мощность передатчика (Tx) составляет +6 дБм, максимальная чувствительность приемника (Rx) — –88 дБм (BDR с 0,1% BER) и –90 дБм (EDR с 0,1% BER).

Основные функции модуля записаны во встроенное ПЗУ. Вспомогательное ОЗУ позволяет обновлять ПО без остановки работы приложения. После завершения приема данных в ОЗУ процессор проверяет их целостность и в случае подтверждения правильности приема записывает их в ПЗУ. После переинициализации модуль готов к работе по новым алгоритмам.

На рис. 10 показан пример подключения внешних компонентов к модулю Bluetooth.

Рис. 10. Схема включения модуля Bluetooth

Модуль USB

Модуль USB соответствует стандарту USB 2.0 и дополнению USB-OTG Rev. 1.3, поддерживает режимы Device, Host (full speed, 12 Мбит/с) и HID (Human Interface Device) и имеет 8 Host-каналов, 4 конечные точки для режима Device, а также ОЗУ для буфера FIFO 2048×32. В режиме Host или OTG A-Device требуется дополнительный источник питания с напряжением 5 В. Линию V_BUS можно использовать для зарядки аккумуляторов. В режиме OTG реализовано определение V_BUS и ID и поддержка протоколов Host Negotiation и Session Request.

На рис. 11 показан пример использования USB-модуля MD8710.

Рис. 11. Модуль MD8710 как устройство USB OTG A-Device

Система управления электропитанием (PMU)

Модуль PMU (рис. 12) создает основные напряжения для работы MD8710, используя широкий набор источников питания с минимальным количеством внешних компонентов. Он активирует последовательность включения и выключения питания и управляет ею в зависимости от внешних условий.

Рис. 12. Блок-схема PMU

Для питания микросхемы можно использовать любые внешние источники постоянного тока с напряжением 4,5–20 В, Alkaline/NiMH батареи с напряжением 2–3,2 В или Li-Ion аккумуляторы с напряжением 3,1–4,2 В. Для Li-Ion аккумуляторов имеется встроенное зарядное устройство с защитой от бросков напряжения, ограничением тока заряда, схемой контроля заряда батареи и функцией поддерживающего заряда постоянным током.

В таблице 4 приведены параметры возможных источников питания для MD8710.

Основные напряжения для питания микросхемы вырабатываются двумя DC/DC-преобразователями с выходным током до 500 мА: понижающий DC/DC-преобразователь на 1,5 В (с подстройкой 1–1,5 В) служит для питания цифрового ядра; повышающий/понижающий DC/DC-преобразователь на 3,3 В (с подстройкой 2,8–3,5 В) — для линий I/O и аналоговой периферии. Стабилизаторы имеют режимы PWM и PFM для запуска и энергосбережения. Для питания внешних аналоговых схем, чувствительных к качеству питающего напряжения, имеется LDO-стабилизатор на 1,5 В. Второй LDO-стабилизатор на 1,5 В с ультранизким энергопотреблением служит для питания RTC.

Система имеет специальную схему с программируемыми порогами для контроля напряжений питания аналоговых и цифровых подсистем и два дополнительных входа для контроля внешних напряжений, выбираемых пользователем.

Система PMU обеспечивает низкое энергопотребление в режиме ожидания и очень маленький потребляемый ток (<20 мкА) в спящем режиме (активны RTC и Wakeup).

Генератор тактовых частот

Блок генератора тактовых частот (рис. 13) формирует тактовые частоты для всех модулей MD8710 и предоставляет возможность выбрать конфигурацию для тактирования CPU и периферийных блоков, чтобы оптимизировать потребляемую мощность в различных вариантах работы.

Рис. 13. Генератор тактовых частот

Блок генератора тактовых частот состоит из двух высокочастотных блоков тактирования CPU и системной шины, двух высокочастотных блоков тактирования DC/DC-преобразователей и 13 среднечастотных блоков тактирования отдельных периферийных модулей.

Базовая частота может быть равна 26, 240 или 480 МГц, в зависимости от требований приложения. Частота 240 МГц необходима только в том случае, если используется USB-интерфейс или выходной ток одного из DC/DC-преобразователей больше 100 мА.

В каждом блоке тактирования имеется мультиплексор для выбора источника тактовой частоты и программируемый делитель. Последовательность частот тактирования можно выбрать индивидуально для CPU и основной периферии, в зависимости от требований приложения. Тактовые частоты можно изменять в процессе работы, поскольку при смене частоты драйвер формирует бесшовную последовательность импульсов.

Для уменьшения потребляемой мощности тактирование неиспользуемых периферийных модулей можно отключать. Еще большего снижения энергопотребления, например в ждущем режиме, можно достичь, используя в качестве источника тактовой частоты для CPU и периферии 32-кГц генератор RTC.

Контроллер графического дисплея

Для обмена данными с дисплеем контроллер имеет высокоскоростной 8/9-разрядный параллельный двунаправленный интерфейс с поддержкой MIPI DBI 2.0 и программируемыми временными интервалами и синхронный последовательный интерфейс (SSI), обеспечивающий полностью дуплексные операции и имеющий гибкий формат данных (биты, порядок сдвига, полярность синхроимпульсов, временные параметры). Скорость обмена задается до 26 Мбод с помощью специального генератора.

Контроллер (рис. 14) позволяет полностью или частично обновлять экран дисплея, имеет функции клиппирования и альфа-коррекции и графический ускоритель для рисования линий, закраски блоков и подсветки отдельных битов с расширением цвета (например, для шрифтов) и поддерживает стандартные и сглаженные растровые шрифты (color expansion). В зависимости от объема памяти и конфигурации разрешение дисплея может быть до 1024×1024 пикселей.

Рис. 14. Блок-схема контроллера графического дисплея

 

Периферийные модули

Часы реального времени (RTC)

Модуль RTC состоит из двух перезагружаемых таймеров — T14 (16 разрядов) и CNT (38 разрядов) — с функциями будильника. Он имеет малую потребляемую мощность и снабжен системой обнаружения сбоев. Оба таймера можно объединить в 54-разрядный таймер.

Модуль RTC способен работать в синхронном или асинхронном (изолированном) режиме, не перерывая выполнения операций в режиме Suspend. Функция тайм-аута для линии прерывания уменьшает энергопотребление в режиме питания от резервного источника.

Аудиовыход (AOUT)

Аудиоподсистема поддерживает аудиопотоки с дискретизацией 8 kSPS и совместима с DMA. Оконечной ступенью аудиоподсистемы служит усилитель с выходной мощностью 300 мВт, работающий в классе D.

Универсальный асинхронный последовательный интерфейс (UART)

Модуль UART с полностью программируемыми характеристиками последовательного интерфейса, программируемым генератором скорости обмена и поддержкой DMA обеспечивает программное переключение входа/выхода UART или IrDA SIR (с ENDEC). Для уменьшения количества прерываний CPU имеет FIFO-буферы на передачу (32×8) и прием (32×12), а также программное отключение FIFO для 1-байтовых посылок.

Модуль поддерживает стандартные дополнительные биты асинхронного обмена данными (start, stop и parity), модемные функции управления (CTS, DCD, DSR, RTS, DTR и RI) и аппаратную функцию flow control.

Модуль UART имеет независимое маскирование прерываний от FIFO-передатчика, FIFO-приемника, по тайм-ауту при приеме, по состоянию модема и при возникновении ошибок.

Синхронный последовательный порт SSP

Модуль SSP с поддержкой DMA и режимом внутренней самодиагностики позволяет работать в режиме master или slave. В его состав входят: программируемый генератор скорости обмена с предварительным делителем частоты; отдельные FIFO-буферы на прием и передачу шириной 16 бит и глубиной 8 уровней. Выбор типа интерфейса (SPI, Microwire или TI synchronous serial) осуществляется программным путем. Размер кадра данных программируется: от 4 до 16 бит.

Модуль SSP имеет независимое маскирование прерываний от FIFO-передатчика, FIFO-приемника и прерываний по переполнению буфера приемника.

Интерфейс I²C

Модуль I²C поддерживает режимы master, multimaster и slave и совместим со специ-фикацией I²C version 2.1, январь 2000. Поддерживается также обмен данными в стандартном (0–100 кбод), быстром (0–400 кбод) и высокоскоростном (0–3,4 Мбод) режимах.

Модуль разгружает CPU от выполнения низкоуровневых операций, таких как (де)сериализация данных на шине, генерация стартовых и стоповых условий, прослушивание линий шины в slave-режиме, определение адреса микросхемы в slave-режиме, арбитраж шины в режиме multimaster.

Линии ввода/вывода общего назначения (GPIO)

Микросхема MD8710 имеет 47 индивидуально программируемых линий ввода/вывода общего назначения (31 линия используется совместно с другими периферийными блоками). По умолчанию после сброса все линии сконфигурированы как цифровые входы. Программируемую генерацию прерываний можно конфигурировать как по перепадам, так и по статическим уровням, на любом количестве выводов. Кроме того, есть возможность маскирования битов в направлении чтения или записи, через адресные линии.

Блок таймера общего назначения (GPTU)

Таймеры общего назначения T0 и T1

Таймеры T0 и T1 представляют собой 32-разрядные таймеры/счетчики со счетом на возрастание, с максимальной входной частотой fkernel_clk/2 и двумя входными линиями для настройки счета. Таймеры имеют специализированные 32-разрядные перезагружаемые регистры с автоматической перезагрузкой по переполнению, которые можно разделить на независимые 8-, 16- или 24-разрядные таймеры с индивидуально перезагружаемыми регистрами. Сигналы переполнения можно использовать для генерации сервисных запросов, выходных сигналов для линий микроконтроллера и событий, запускающих таймер T2.

Таймер общего назначения T2

Таймер T2 представляет собой 32-разрядный таймер/счетчик с двумя 32-разрядными регистрами перезагрузки/захвата, со счетом на возрастание и на убывание, с максимальной частотой входного сигнала fkernel_clk/2. Он может работать в таких режимах, как таймер, счетчик или квадратурный счетчик. Таймер T2 имеет внешний запуск/останов, режим ждущего мультивибратора и очистку счетчика таймера по внешнему событию. Управление направлением счета осуществляется программно или по внешнему событию. Таймер T2 можно разделить на два независимых 16-разрядных блока. Сигналы переполнения таймера T2 можно использовать для запуска таймеров T0/T1 и управления выходными линиями.

Перезагрузка счетчика таймера может осуществляться по переполнению, по внешнему событию: нарастающему, спадающему фронту или обоим. Захват может осуществляться по внешнему событию: нарастающему, спадающему фронту или обоим. Захват и сброс таймера может осуществляться по внешнему событию: нарастающему, спадающему фронту или обоим.

Для входной линии свободно назначается функция счета импульсов, перезагрузки, захвата и другие функции триггера в дополнение к входам переполнения от T0 и T1.

Все события таймера T2 свободно доступны для узлов сервисных запросов.

Модуль широтно-импульсной модуляции (ШИМ)

Модуль ШИМ состоит из четырех независимых каналов ШИМ, каждый из которых имеет программируемый предварительный делитель частоты и обеспечивает программируемый период повторения импульсов, программируемую ширину импульса и генерацию прерывания по фронту выходного импульса.

Однопроводной интерфейс (SWI)

Модуль SWI в режиме ведущего (master) поддерживает нормальный режим обмена по SWI с максимальной частотой 500 кГц при тактовой частоте ядра 8 МГц и с минимальной частотой 10 кГц при тактовой частоте ядра 16 МГц с кодированием/декодированием инверсии битов. При тактовой частоте ядра 48 МГц возможна работа в высокоскоростном режиме обмена по SWI с частотой от 30 кГц до 3 МГц.

На линиях ввода/вывода модуля установлены подтягивающие резисторы с функцией подключения/отключения.

Модуль SWI имеет поддержку режима DMA. Интерфейс AHB обеспечивает ширину шины в 32 разряда и повторное использование TOPSPIN-периферии.

Генерация прерываний осуществляется: по срабатыванию триггера FIFO в режиме FIFO flow control, по переполнению буфера RXFIFO в режиме FIFO non-flow control, по освобождению буфера TXFIFO в режиме FIFO non-flow control и при ошибках при приеме (Rx error).

Поддержка разработок

Ознакомительный набор MD8710 Starter Kit

Для быстрого ознакомления с возможностями медицинской платформы MD8710 компания Hitex выпускает набоp MD8710 Starter Kit, внешний вид которого показан на рис. 15.

Рис. 15. MD8710 Starter Kit

Примеры готовых приложений позволяют ознакомиться с основными особенностями MD8710. Все примеры приложений запрограммированы в микросхему. Ознакомиться с особенностями их работы можно без использования дополнительного оборудования.

Входящая в комплект ограниченная версия среды разработки Hitex Toolchain for MD8710 позволяет разрабатывать собственное программное обеспечение для этого набора. В любое время ограниченную версию можно обновить до полной. Кроме того, в комплект поставки входит карта памяти, на которую записано ПО, документация и исходные коды демонстрационных приложений.

В набор MD8710 Starter Kit входит:

• Оценочная плата MD8710 Evaluation board со следующим набором периферии:
  • QVGA цветной ЖКИ-дисплей;
  • динамик, клавиатура (12 клавиш), датчики (температуры, освещения);
  • разъемы для присоединения плат пользовательских датчиков, интерфейсов и т. п. (1 плата присоединена);
  • дополнительный USB-интерфейс (через UART) для отладки.
• USB flash-карта памяти объемом 2 Гбайт с ПО и документацией.
• Отладчик Tantino от компании Hitex.
• Среда разработки HiTOP от компании Hitex.

В качестве источников питания для платы можно использовать: внешний сетевой блок питания; 2 батареи типоразмера AAA; Li-Ion элемент или аккумулятор; шину USB. Кроме того, плата имеет функцию зарядного устройства.

Заключение

Рассмотренная в статье микросхема MD8710 обладает поистине уникальными возможностями применения за счет использования высоконадежного ядра реального времени Cortex-R4 и богатого набора функциональных модулей, обеспечивающих связь микросхемы как с объектом измерения, так и с внешними системами сбора, накопления и обработки данных, а также с аналогичными устройствами, созданными на базе MD8710.

Микросхема MD8710 найдет широкое применение в различных портативных медицинских приборах функциональной диагностики, а также в портативных приборах для электрохимической импедансной спектрометрии, в том числе для определения параметров крови.