第2章 基于Cortex-M处理器的系统设计

2.1 概述

Cortex-M处理器有很多优点，对于小型系统设计而言，最突出的就是系统可以较容易地进行Verilog代码仿真或者在FPGA平台上运行。开始工作之前，设计者需要学习一些Cortex-M处理器架构的基本知识，此外，如果使用的是Verilog RTL版本设计资源，还需要掌握Cortex-M处理器中使用的总线协议，如AHB和APB协议。

项目设计的第一步就是要明确应用的需求是什么，比如：

● 选择最适合的Cortex-M处理器类型；

● 确定存储器（ROM和SRAM）的大小；

● 确定系统的运行速度（如时钟速度）；

● 确定所需的外围设备。

将Cortex-M处理器设计为专用芯片（ASIC）时，还应考虑以下方面：

● 选择合适的半导体工艺节点；

● 选择工艺节点上可用的存储器类型（注意，在很多小尺寸工艺节点中不支持嵌入式闪存）；

● 确定非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM）数据烧录方式；

● 确定芯片内部电源供电需求；

● 确定芯片封装形式；

● 确定芯片生产测试所需的可测试性设计（Design-for-Test，DFT）需求。

如果芯片面向物联网领域，设计者还应重点关注芯片的安全性和集成了无线通信接口SoC系统的其他挑战性工作。

抛开处理器外部电路，为了使Cortex-M处理器更好地工作，还应该重点考虑以下几个方面：

● 存储器的类型及大小；

● 外围设备；

● 存储器映射；

● 总线系统设计；

● 处理器配置；

● 中断管理和中断类型；

● 事件接口集成；

● 时钟和复位生成；

● 调试集成；

● 系统的电源管理功能；

● 顶层引脚分配和引脚多路复用等。

在本章后续部分，读者将了解上述部分领域的概述。