功能復(fù)雜的系統(tǒng)對(duì)微控器（MCU）的運(yùn)算能力和外部接口管理提出更高要求。恩智浦半導(dǎo)體（NXP Semiconductors）推出LPC4000系列微控制器產(chǎn)品，其采用獨(dú)特的ARM Cortex-M4和Cortex-M0雙核非對(duì)稱架構(gòu)，為DSP和MCU應(yīng)用開發(fā)提供了單一的架構(gòu)和環(huán)境。
創(chuàng)新性的LPC4000系列利用Cortex-M0分擔(dān)Cortex-M4處理器大量數(shù)據(jù)移動(dòng)和I/O處理任務(wù)，減小Cortex-M4帶寬占用，使得后者可以全力處理數(shù)字信號(hào)控制應(yīng)用中的數(shù)字計(jì)算。非對(duì)稱雙核架構(gòu)降低了功耗、成本和系統(tǒng)復(fù)雜性，為開發(fā)人員提供了單一芯片解決方案，讓軟件分配變得更簡(jiǎn)單。
恩智浦副總裁暨全球微控制器產(chǎn)品線總經(jīng)理Geoff Lees介紹說(shuō)，在LPC4000的M4 + M0非對(duì)稱架構(gòu)中，M0核心起到協(xié)處理器（CP）的作用，相當(dāng)于帶有特殊職能I/O和事件處理的子系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)外圍器件的管理，因此工程師不需要再開發(fā)處理外部設(shè)備的特殊程序。
利用雙核架構(gòu)和恩智浦特有的可配置外設(shè)，LPC4000可以幫助客戶實(shí)現(xiàn)多種開發(fā)應(yīng)用，比如：馬達(dá)控制、電源管理、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人、醫(yī)療、汽車配件和嵌入式音頻。Geoff Lees談到，音頻處理是LPC4000比較常見(jiàn)的應(yīng)用。音頻系統(tǒng)需要同時(shí)處理CODEC和I/O，當(dāng)然用一顆Cortex-M4也可以完成這兩部分工作，但內(nèi)核會(huì)負(fù)擔(dān)過(guò)重。而LPC4000可以將數(shù)據(jù)處理分配給M4核心，而其它外圍任務(wù)交給M0，使設(shè)計(jì)人員有更大靈活的空間。當(dāng)然這種架構(gòu)需要考慮的因素是兩個(gè)核心之間的同步問(wèn)題。另一個(gè)常用領(lǐng)域是馬達(dá)控制。因?yàn)镈SP一般缺少以太網(wǎng)和CAN總線控制功能，集成M0之后就可以將這些接口任務(wù)由其完成，即微控器接收指令后，由M4內(nèi)核處理PWM等工作，M0負(fù)責(zé)CAN，最后輸出到馬達(dá)一端。
LPC4000系列配備有許多獨(dú)特的功能或功能模塊。大容量264kB的SRAM可滿足DSP處理的需要；在某些場(chǎng)景下可省去ASIC或FPGA的成本；同步的雙512kB閃存既可作為一個(gè)1MB閃存單元存儲(chǔ)，也可以分開使用，作為系統(tǒng)升級(jí)的系統(tǒng)備份空間，保證系統(tǒng)可靠性。
Geoff Lees對(duì)此還舉例說(shuō)，值得指出的是，SPI閃存接口（SPI Flash Interface）是恩智浦特有的技術(shù)，其可將外部低成本的閃存空間映射到內(nèi)部存儲(chǔ)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)四通道高達(dá)40MB/s的傳輸速率，節(jié)省昂貴的內(nèi)部閃存成本。串行GPIO（SGPIO）使對(duì)外圍器件的控制更加輕松，其相當(dāng)于GPIO + 時(shí)鐘寄存器，可用來(lái)捕捉或生成多個(gè)實(shí)時(shí)串行數(shù)據(jù)流，因此不需要為GPIO的實(shí)時(shí)操控編寫循環(huán)代碼。除了開發(fā)簡(jiǎn)便外，還可將處理能力發(fā)揮到最優(yōu)化。SCT（State Configurable Timer）是一個(gè)與高靈活性時(shí)間驅(qū)動(dòng)狀態(tài)機(jī)模塊相耦合的時(shí)鐘單元，具備8通道輸入和16通道輸出、16個(gè)寄存器，允許16個(gè)事件和32個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)配置，可以實(shí)現(xiàn)多種時(shí)序、計(jì)數(shù)、輸出調(diào)制，和輸入捕捉等操作。SCT使用方便，中斷方式無(wú)需CPU或軟件的參與，還可用來(lái)監(jiān)控其它計(jì)時(shí)器。SCT的配置流程也十分簡(jiǎn)便，首先定義所需的狀態(tài)機(jī)，然后設(shè)定寄存器和計(jì)時(shí)器，最后這些定義就可以交給SCT進(jìn)行處理。
Geoff Lees最后表示，M4 + M0的架構(gòu)不是為了替代FGPA等產(chǎn)品，而是為通常的MCU產(chǎn)品增加一些前所未有的功能，并在某些場(chǎng)合省去對(duì)ASIC或FPGA的需求。另外，輕松的I/O管理可以讓開發(fā)人員將更多精力從硬件轉(zhuǎn)移到軟件，在應(yīng)用層面產(chǎn)生更多的創(chuàng)意。