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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fragen zum Philips ARM LPC2106


Autor: Vikinger (Gast)
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Hallo,

ich möchte den LPC2106 in einem neuen großem Projekt einsetzen und
hätte zu diesem ein paar Fragen :
Kann die gesamte Perepherie auch mit VPBDIV==1 laufen wenn der CPU-Core
auf CLK-Max arbeitet ?
Schaffen die Timer/PWM das auch mit Prescaler==0 ?
Haben die Capture-Eingänge irgendeine Form von Glith-Filter oder
änliches ?
Wie siehts da mit der Flankensteilheit aus bzw. sollte ich besser
externe Comparatoren mit ausreichender Hysterese vorsehen ?

Weis jemand ob für das Errarta "TIMER.1" (die verschlucken
Timer-Interrupts) ein Silicon-Update in Arbeit ist ?

Welche Pins sind eigentlich die 5V-toleranten (oder hab ichs im
Datasheet übersehen) ?

Da ich eine große Anzahl von Timer-Interrupts (per FIQ) verarbeiten
muss und auf der Platine sowieso 16MHz da sind möchte ich die CPU
eventuell etwas übertackten also die PLL auf 4x einstellen um damit
64MHz zu bekommen.
Wie hoch ist die Warscheinlichkeit das das zuverlässig funktioniert
wenn ich Vcore auf exact 1,90V (+/- <30mV) halte und die
Umgebungstemperatur zwischen 15°C und maximal 50°C beträgt ? Gibts dazu
Erfahrungswerte bzw. hat schon mal jemand einen LPC210x übertacktet ?
Mir ist klar das ich dafür keine Verbindliche Antwort/Zusage bekomme
aber ein Hinweis auf Komponenten welche vielleicht am dichtesten an der
Tolleranz liegen (also als erstes aufgeben) währe nicht schlecht ?
Hat Vdd3 darauf einen Einfluss, so das ich diese lieber im oberen
Toleranzbereich einstelle oder kann ich Vdd3 trotz leichter
CPU-Übertacktung auch im unteren Toleranzbereich ansiedeln um damit
etwas Energie zu sparen ?

Im Family-Datasheet ist der typische Strombedarf bei vollem CPU-Tackt
aber ohne aktiver Perepherie mit 30mA angegeben.
Kennt jemand den maximalen Verbrauch bei voller CPU-Auslastung (also
echte Befehle) und mit komplett aktiver Perepherie ?
Wie hoch ist eigentlich der maximale Eigenverbrauch vom LPC2106 auf
Vdd3 ?

Im "User Manual" (das vom 17-Sep-2003) auf Seite 112 (im Kapitel über
I2C) ist ein Bild mit "Slave-Mode Configuration" beschriftet, sollte
das nicht "Master-Mode Configuration" heißen? Das richtige
Slave-Mode-Bild kommt doch erst 2 Seiten später.
Wie lange stehen bei Philips solche User Manuals normalerweise auf
"Preliminary" ?

Im Family-Datasheet auf Seite 2 in Kapitel "3.2 Ordering options" ist
der Temperaturbereich für den LPC2106 in LQFP (LPC2106FBD48) mit dem vom
HVQFN-Package identisch. Ist das ein Fehler oder hat der LPC2106 immer
(in allen Gehäuseformen) einen größeren Temperaturbereich als die
restlichen LPC210x ?

Grüße und Danke schon mal für Antworten!
Erik

Autor: Robert Teufel (Gast)
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Ein paar Fragen ;-)
Das ist ein ganzes Buch aber ich werds mal versuchen.
Kann die gesamte Perepherie auch mit VPBDIV==1 laufen wenn der
CPU-Core
auf CLK-Max arbeitet ?
<<RT>> Ja, keine Einschraenkungen

Schaffen die Timer/PWM das auch mit Prescaler==0 ?
<RT> Ja, keine Einschraenkungen
Haben die Capture-Eingänge irgendeine Form von Glith-Filter oder
änliches ?
<<RT>> Ja, 10 ns glitch filter

Wie siehts da mit der Flankensteilheit aus bzw. sollte ich besser
externe Comparatoren mit ausreichender Hysterese vorsehen ?

Weis jemand ob für das Errarta "TIMER.1" (die verschlucken
Timer-Interrupts) ein Silicon-Update in Arbeit ist ?
<<RT>> in Arbeit, allerdings gehen noch ca. 4-5 Monate ins Land bevor
die Teile allgemein zu haben sind.

Welche Pins sind eigentlich die 5V-toleranten (oder hab ichs im
Datasheet übersehen) ?
<<RT>> Alle Standard Digital I/O, also nicht die Versorgungspins und
die I2C pins sind auch spezial Pins.

Da ich eine große Anzahl von Timer-Interrupts (per FIQ) verarbeiten
muss und auf der Platine sowieso 16MHz da sind möchte ich die CPU
eventuell etwas übertackten also die PLL auf 4x einstellen um damit
64MHz zu bekommen.
Wie hoch ist die Warscheinlichkeit das das zuverlässig funktioniert
wenn ich Vcore auf exact 1,90V (+/- <30mV) halte und die
Umgebungstemperatur zwischen 15°C und maximal 50°C beträgt ? Gibts dazu
Erfahrungswerte bzw. hat schon mal jemand einen LPC210x übertacktet ?
Mir ist klar das ich dafür keine Verbindliche Antwort/Zusage bekomme
aber ein Hinweis auf Komponenten welche vielleicht am dichtesten an der
Tolleranz liegen (also als erstes aufgeben) währe nicht schlecht ?

<<RT>> Intern wurden die Teile bei hohen Temperaturen 85C und 1.65V /
60 MHz gemessen. Eine unverbindliche Aussage basierend auf
Karakterisierungsdaten ist, dass 64 MHz ohne Probleme bereits unter
1.8V moeglich sind, bis hin zu den 85C.
Im angegebenen Temparaturbereich unter 50C und bei 1.9V liegt es
bestimmt nicht an den 64 MHz wenn irgendwas nicht tun wuerde. Um den
Stromverbrauch geringer zu halten wuerde ich 1.8V empfehlen.
Als Check wieviel Luft da nocht drin ist, einfach mal bei 1.8V die PLL
mit einem Faktor 5 betreiben und die MAMTIM auf 3 oder 4 setzen.

Hat Vdd3 darauf einen Einfluss, so das ich diese lieber im oberen
Toleranzbereich einstelle oder kann ich Vdd3 trotz leichter
CPU-Übertacktung auch im unteren Toleranzbereich ansiedeln um damit
etwas Energie zu sparen ?
<<RT>> Vdd3 hat absolut keinen Einfluss auf die CPU

Im Family-Datasheet ist der typische Strombedarf bei vollem CPU-Tackt
aber ohne aktiver Perepherie mit 30mA angegeben.
Kennt jemand den maximalen Verbrauch bei voller CPU-Auslastung (also
echte Befehle) und mit komplett aktiver Perepherie ?
<<RT>> Waehrend 30 mAs die ersten Messungen waren, mit Aller Peripherie
Aktiv und Code von Flash, MAM voll enabled ca 45 mAs, Code von SRAM, ca.
50 mAs, von Flash mit MAM disabled, 55 mAs.

Wie hoch ist eigentlich der maximale Eigenverbrauch vom LPC2106 auf
Vdd3 ?
<<RT>> Fast unmoeglich zu beantworten.  Dieser Wert wird fast
ausschliesslich vom Programm / der Beschaltung bestimmt. Wenn alle Pins
die max. Treiberleistung zur Verfuegung stellen sollen, dann sprechen
wir von > 100 mAs, wenn nichts an den Pins angeschlossen ist von
weniger als 1 mA.

Ist das ein Fehler oder hat der LPC2106 immer (in allen Gehäuseformen)
einen größeren Temperaturbereich als die restlichen LPC210x ?
<<RT>> Der LPC2106 wird im Test grundsaetzlich auf -40/85C gestestet.
Als die ersten LPC2104/5/6 auf den Markt gebracht wurden das die ersten
ARM Microcontroller dieser Art. Da wollte man noch etwas vorsichtig sein
und hat Bremsen eingebaut, (VPBDIV, MAMTIM geht bis 7, und Temp von
0-70). Wie bereits erwaehnt alles ist viel schneller.

Hab bewusst die "preliminary" ausgelassen, weil das UM bereits zu
lange auf diesem Status ist, ist auch in Ueberarbeitung wird dann mit
den korrigierten Chips rauskommen.

Gruss

Autor: Vikinger (Gast)
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> Ein paar Fragen ;-)
> Das ist ein ganzes Buch aber ich werds mal versuchen.
Sorry, ich moechte den LPC2106 fuer ein laengerfristiges Projekt
benutzen und hab erst mal die Datenblaetter studiert und das waren im
wesentlichen meine offenen Fragen. Ich wollte eben nicht hinterher dumm
dastehen. Die meisten der Fragen waren eigentlich auch an Sie gerichtet,
Danke fuer Ihre schnelle Antwort.

> Ja, 10 ns glitch filter
Waehre schoen wenn das auch im naechsten UM auftaucht, so wie bei den
AVRs (die aber immer nur eine Flanke triggern koennen) von Atmel.

>> Weis jemand ob für das Errarta "TIMER.1" .... in Arbeit ist ?
> in Arbeit, allerdings gehen noch ca. 4-5 Monate ins Land bevor
> die Teile allgemein zu haben sind.
Da mein Projekt wohl noch ne weile braucht um das Prototypenstadiun zu
verlassen (bzw. erst mal dort hin zu kommen) ist das fuer mich eine
befriedigende Antwort. Lieber last euch noch nen Monat mehr Zeit und
macht dafuer das naechste Errartasheet kuerzer. Insbesondere das
Capturen beider Flanken auf mehreren Inputs ist mir sehr wichtig.

>> Welche Pins sind eigentlich die 5V-toleranten .... ?
> Alle Standard Digital I/O, also nicht die Versorgungspins
Was ist mit X1,X2,RST und DBGSEL,RTCK (vertragen diese ueberhaupt 3,3V
oder sind die direckt mit dem CPU-Core verbunden und vertragen nur
1,8V?) bzw. mit den JTAG/Debug-Pins in den entsprechenden Modi? Da
waehre vielleicht auch eine entsprechende Tabelle im naechsten UM
sinnvoll.

> die I2C pins sind auch spezial Pins.
in allen Modi?

> Intern wurden die Teile bei hohen Temperaturen 85C und 1.65V /
> 60 MHz gemessen. Eine unverbindliche Aussage basierend auf
> Karakterisierungsdaten ist, dass 64 MHz ohne Probleme bereits
> unter 1.8V moeglich sind, bis hin zu den 85C.
Klingt sehr gut.

> Um den Stromverbrauch geringer zu halten wuerde ich 1.8V empfehlen.
> Als Check wieviel Luft da nocht drin ist, einfach mal bei 1.8V die
> PLL mit einem Faktor 5 betreiben und die MAMTIM auf 3 oder 4 setzen.
Danke für den Tip, das werde ich auf jeden Fall mal probieren.

> .... wenn nichts an den Pins angeschlossen ist von weniger als 1 mA.
Okay, ich wollte eben wissen wie viel von der bei 3,3V zur Verfuegung
gestellten Leistung fuer den LPC2106 reserviert werden muss. Waehre ja
moeglich das dort noch einiges an interner Logic von den 3,3V versorgt
wird. Rein aus Neugierde waehre es auch schoen wenn im UM mal so ein
IO-Block auf Gatter/Transistor-Ebene abgebildet wird.

> Der LPC2106 wird im Test grundsaetzlich auf -40/85C gestestet.
Das heist es gibt keine LCP2106 "nur" fuer den normalen
Temperaturbereich?

> Hab bewusst die "preliminary" ausgelassen, weil das UM bereits zu
> lange auf diesem Status ist, ist auch in Ueberarbeitung wird dann
> mit den korrigierten Chips rauskommen.
Wegen mir bitte nicht hetzen.

Danke noch mal fuer die kompetenten Antworten!
Erik

Autor: Robert Teufel (Gast)
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Ein paar gute Fragen und Anregungen.
Mein Team ist neben einigen anderen Aufgaben fuer (viele)
Dokumentationen zustaendig. Die 10 ns Glitch Filter sind fuer mich so
gebraeuchlich, dass ich noch nicht mal gesehen hab, dass die nicht im
Data Sheet auftauchen.

Was ist mit X1,X2,RST und DBGSEL,RTCK (vertragen diese ueberhaupt 3,3V
oder sind die direckt mit dem CPU-Core verbunden und vertragen nur
1,8V?) bzw. mit den JTAG/Debug-Pins in den entsprechenden Modi? Da
waehre vielleicht auch eine entsprechende Tabelle im naechsten UM
sinnvoll.
----------
X1/X2 duerfen V1.8 nicht ueberschreiten (im DS vom 22.Dec.2004 Seite
25)
wenn ein Quartz benuetzt wird. Wird die Frequenz direkt (bitte
kapazitiv koppeln!) eingespeisst in X1, dann die Limits auf Seite 27
beachten.

Die Signale RST, RTCK und DBSEL haben meines Wissens nach dieselbe Port
Struktur wie die I/O pins, also auf jeden Fall 3V, ich denke sogar 5V
tolerant. Falls das in irgendeiner Form wirklich wichtig ist ob die 5V
tolerant sind, werde ich nochmals nachfragen.

----------
> die I2C pins sind auch spezial Pins.
in allen Modi?
Oh ja, open drain, keine Ausgangstreiber und soweit ich weiss keine
Schutzbeschaltung gegen 5V.

----------
> Der LPC2106 wird im Test grundsaetzlich auf -40/85C gestestet.
Das heist es gibt keine LCP2106 "nur" fuer den normalen
Temperaturbereich?
;-) Es steht jedermann offen nur den normalen Temp-Bereich zu nutzen.
Erklaerung. Eine Unterscheidung wird dann gemacht, wenn man eine
bessere Ausbeute bekommt durch den engeren Temp-Bereich. Ist nicht der
Fall, die funltionieren alle auch bei 85C. Daher haben wir uns
entschieden auf die 0-70 Spezifikation zu verzichten.
Die LPC2104/5 sind unsere einzigen ARM Controller die nicht -40/85
spezifiziert sind. Alle anderen min -40/85 ein paar davon -40/125

----------
p.s. ich dachte hier im Forum dutzt mach sich

Autor: tom-muc (Gast)
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Hi

> ----------
> p.s. ich dachte hier im Forum dutzt mach sich

Ist der Schreck, plötzlich jemanden vo sich zu haben, der präzise und
sachliche Antworten gibt/geben kann! :-)))

Schönen Tag noch,
Thomas

P.S.: wenn ich Zeit hätte ... ;-)

Autor: Ppp Mmm (sanic)
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@I2C Pins:
Das heißt ich muss mir also auf jeden Fall einen Level-Shifter holen
wenn ich mit 5V I2C Komponenten kommunizieren will ?
Ich habe gehofft dass ich einfach die I2C Leitungen auf +5V hochziehen
kann und die Pins gegen 5V tolerant sind. Das wäre natürlich die
einfachste Lösung.
Oder gibt´s da eine einfachere Lösung ?

Grüße

Autor: Vikinger (Gast)
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Hallo,

> X1/X2 duerfen V1.8 nicht ueberschreiten
> (im DS vom 22.Dec.2004 Seite 25)
Sorry, hab ich uebersehen.

>> in allen Modi?
> Oh ja, open drain, keine Ausgangstreiber
Ist Okay, waehre aber auch schoen wenns im UM drin steht.

> und soweit ich weiss keine Schutzbeschaltung gegen 5V.
Das waehre echt schade wenn man dort zusaetzliche Verraenkungen machen
muesste.
Wie sieht denn die Schutzbeschaltung sonst aus ?
Eine einfache Clamping-Diode nach Vdd3 wohl bestimmt nicht. Oder etwa
einfach 3 Dioden in Reihe ?

Wie gesagt, es waehre wirklich gut wenn die IO-Bloecke, auf Gatter- und
Transistor-Ebene, im UM abgebildet waehren. So kann jeder einfach selber
nachsehen und abschaetzen was geht und was nicht. Als gute Vorbilder
(zumindes in diesem Detail) moechte ich mal Microchip (bei den PIC's)
und Xilinx (bei den CPLD's) nennen (ist meine persoenliche, rein
subjektive Meinung).

> Erklaerung. Eine Unterscheidung wird dann gemacht, wenn man eine
> bessere Ausbeute bekommt durch den engeren Temp-Bereich.
> Ist nicht der Fall, die funltionieren alle auch bei 85C.
Das hoert sich gut an und macht die Herstellungsabteilung bestimmt
stolz. Und die Geschaeftsleitung freut sich sicher auch darueber das
man nicht zur Steigerung der Ausbeute einen Teil der Chips zum
kleineren Preis abgeben muss.

Gruss
Erik the Vikinger

Autor: Ppp Mmm (sanic)
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Die I2C Frage beschäftigt mich auch.
Ich hoffe da gibt es bald eine genaue Antwort :-)

Grüße,
Patrick

Autor: Robert Teufel (Gast)
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Zum Thema I2C und 5V habe ich mich nochmals bei unserem Design Team
kundig gemacht und die Antwort war, die sind 5V tolerant.
Es bleibt allerdings dabei, dass keine Ausgangstreiber (kein Push/Pull)
an diesen Pins vorhanden sind.

@Viki
" Das hoert sich gut an und macht die Herstellungsabteilung bestimmt
stolz. Und die Geschaeftsleitung freut sich sicher auch darueber das
man nicht zur Steigerung der Ausbeute einen Teil der Chips zum
kleineren Preis abgeben muss."
Das ist eher so, dass die Kunden keine Aufpreise mehr akzeptieren fuer
den industriellen Temp Bereich.

Ausserdem verstehe ich wirklich nicht warum es bei den Preisen fuer die
ARM Micros immer noch Beschwerden ueber die Preise gibt. Da bietet so
ein ARM ein vielfaches an Leistung, oft viel mehr Speicher als so
mancher hier populaere 8-bit oder 16-bit Chip und trotzdem noch
Beschwerden?
Please, give me a break ;-)

Robert

Autor: Vikinger (Gast)
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Hallo Robert,

> Es bleibt allerdings dabei, dass keine Ausgangstreiber
> (kein Push/Pull) an diesen Pins vorhanden sind.
Aber ein "Open-Collector"-Ausgangstreiber ist doch wohl schon da?
Das fehlende "Push/Pull" ist zumindest am I2C-CLK Pin schade, damit
kann man in einem Single-Master-System etwas Strom sparen, denn
waehrend der Low-Phasen muss man normalerweise den Pull-Up-Strom als
Verlust abhacken. Den Pull-Up-Wiederstand kann man aber auch nicht zu
gross machen da man dadurch sonst die steigende Flanke verschlechtert
und somit eine niedrigere Bit-Rate fahren muss.

> Das ist eher so, dass die Kunden keine Aufpreise mehr akzeptieren
> fuer den industriellen Temp Bereich.
Bei den grossen (industriellen) Abnehmern ist das nachvollziebar, aber
der kleine "Bastler" hat die (bei kleinen Stueckzahlen erhebliche)
Differenz gern genutzt.

> Ausserdem verstehe ich wirklich nicht warum es bei den Preisen fuer
> die ARM Micros immer noch Beschwerden ueber die Preise gibt. Da
> bietet so ein ARM ein vielfaches an Leistung, oft viel mehr
> Speicher als so mancher hier populaere 8-bit oder 16-bit Chip und
> trotzdem noch Beschwerden?
Das war wirklich keine Beschwerde von mir. Ich habe mir fuer mein
aktuelles Projekt einige Micros angesehen und muss ganz ehrlich sagen
das die 2 Timer im LPC2106 dem was Atmel in den AVR's oder Microchip
in den PIC's bieten deutlich ueberlegen sind. Dazu noch ne richtige
32Bit-CPU mit ordentlich RAM (ohne Banking oder aehnlichem Gewuerge
drum rum) in so nem kleinen Gehaeuse ist einfach spitze. Das
Preis/Leistungs-Verhaeltnis ist gegenüueber den ueblichen 8Bittern
wirklich deutlich besser.

Gruss
Erik the Vikinger

PS.
fuer mein Projekt habe ich die Anforderungen :
1 UART
1 Timer fuer interne Zwecke (Softwareuhr und aehnliches)
1 Timer zum Capturen oder Erzeugen von bis zu 100'000 Flanken pro
  Sekunde auf bis zu 3 Leitungen gleichzeitig (also bis zu 300'000
  Interrupts pro Sekunde, das ist wohl die haerteste Anforderung und
  fuer die AVR' und PIC's das KO-Kriterium)
1 I2C fuer Sensoren und Aktoren
1 SPI fuer den FRAM mit der Konfiguration und ein paar Logging-Bytes
1 PWM mit min 3 Cannels
min 30kBytes RAM (intern) fuer Puffer und einiges mehr
min 64kBytes Code-Flash (intern)
min 5 weitere IOs fuer Sonstiges.

Das alles zusammen mit einer 32Bit-CPU mit 60MHz in so einem kleinem
Gehaeuse fuer unter 10 Euro (bei entsprechneden Stueckzahlen) ist echt
gut. Die ARM's von Atmel koennen diesen Anforderungen auch gerecht
werden aber erst die groesseren Typen (welche dann auch mehr kosten und
mehr Platz brauchen). Das ich bei Philips am unteren Ende der
Produktpalette fuendig geworden bin hat mich echt positiv ueberrascht.

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