XMOS芯片选型指南_木瓜电子

深圳市木瓜电子科技有限公司 XMOS 芯片选型指南 1. 概要 XMOS 的选型可以结合三个方面来选型，这三方面分别是：片内资源、型号系列和方 案应用。XMOS 的 MCU 选型跟其他 ARM-Cortex 的 MCU 有所不同，其比较类似于 FPGA 的选型，如需要多路 IIS，这需要选择足够的 I/O 资源的 XMOS 型号来定义这样的外设。 本文将针对 XMOS 的选型规则讲述和列出 XMOS 型号的资源情况。 2. 片内资源选型 在评估 XMOS 型号的资源的时候，主要是参考两个参数：核心数量（logic cores）和 一位 I/O 口（1 bit port）。 2.1 核心（logic core） XMOS 是多核的 MCU。在其选型表中，有 4、6、8、10、12、16、24 和 32 核的 MCU，这些核心的数量能影响选型是因为有些外设需要足够的核心数量才能完成。如使用 USB 外设，其需要使用 4 个核；如使用 100M Ethernet，其就需要 5 核心来做底层驱动和协 议层的数据链路等工作。但是有些外设如，IIS，S/PDIF 和 MIDI 等需要一个核便可完成。 一个核也可以同时处理很多外设，同时还可以做其他的控制任务，把一个核理解为一个 MCU 便可。 XMOS 的核数量在选型中，主要考虑 USB、Ethernet 的需要的核心数量（logic cores） 和 DSP 算法和其他协议的拆解所需要的核心数量（logic cores），一些简单外设可以放在 和控制任务所需要的核心（logic cores）占用不多。 2.2 一位 I/O 口（1 bit port） XMOS 的 I/O 资源对其 MCU 型号可以实现外设数量有要求，所以在 XMOS 的型号里 面，1 bit port 为数不多。XMOS 的 1 bit port 相对于一个 FPGA 的全局网络的 I/O 口，可以 简单理解为是一个串行口，可以产生任何串行时序。1 bit port 在每个 XMOS 型号里面都是 特定数量的，XS1-L8A-64-TQ128 这个型号的概要如图 2.1，其 1 bit port 的数量为 16 个。 深圳市木瓜电子科技有限公司 XMOS 芯片选型指南 图 2.1 XS1-L8A-64-TQ128 的数据手册概要 XMOS 的外设都是使用软件定义的，类似调用 IP 核。其软件定义的串行外设几乎都是 使用 1 bit port 完成的，如定义一个 IIS，其需要 4 个 1 bit port，可以是 XMOS 芯片上的任 意 4 个 1 bit port。这 4 个 1 bit port 分别完成定义 MCLK、LRCLK、SCLK 和 DATA 的时 序，如果采样率一样的多声道音频数据，可以引脚复用 MCLK、LRCLK 和 SCLK 这 3 个 时钟线。如需要做个 18 进 8 出的混音应用，可以使用 13 个 IIS 来实现，当然最好是使用 几个 TDM 来实现了，TDM 的时钟线也是使用 1 bit port 来实现。 另外其他音频接口的引脚都是使用 1 bit port 引脚，如 TDM、DSD、S/PDIF、MIDI、 PDM 等，可以理解为是串行时钟线都应该是需要 1 bit port 来实现。 XMOS 芯片的 1 bit port 应以数据手册为准，如图 2.2 所示的，1C、1D 等就是 1 bit port 引脚。 深圳市木瓜电子科技有限公司 XMOS 芯片选型指南 图 2.2 XMOS 引脚映射图 注：XMOS 的其他引脚，4 bit port 如图 2.2 的 4D、8 bit port 为 8A 和 16 bit port等为并行口，跟 1 bit port 串行口有所不同。这些并行口可以做如SDRAM，FLASH、LCD 方面等的并行数据口使用；也可 以作为简单的 I/O 口使用，即使用 4 bit port 也可以控制其中的某一位如 4D0的高达电平状态，甚至可以实 现 IIC 接口。 3. 型号系列 XMOS 最新的产品是 XCORE200，在性能上和价格都会比第一代产品 XCORE100 都 有优势。XMOS 的 XCORE200 的产品可以分为 L 系列、U 系列和 Ethernet 系列，其具体型 号的命名规则如图 3.1。在选型过程中，需要根据每个系列的特点。 深圳市木瓜电子科技有限公司 XMOS 芯片选型指南 图 3.1 XCORE200 的命名规则 3.1 L 系列 L 系列为通用系列，系列里面的型号如 XL208-256-TQ64 和 XL216-256-TQ128 比较适 合做接口扩展等方面的应用、伺服电机控制方面的应用，因为其 port 引脚没有被其他集成 控制器使用，即能够充分使用其全部的 I/O。 3.2 U 系列 U 系列为 USB 系列，即在 L 系列的基础上集成了 USB 2.0 PHY 芯片，外部 USB 差 分信号可以直接接到 XMOS 芯片上面来。其 USB 控制器里面也使用了特定数量的 1 bit port 引脚。如 XU208-128-TQ64 剩下 9 个 1 bit port 引脚，较 XL208-128-TQ64 少了的 7 个 1 bit port 就是使用在 USB 控制器里面。U 系列比较适合做带有 USB 接口的产品应用，如 USB AUDIO、USB 转串口等应用。 3.3 Ethernet 系列 Ethernet 系列为带有千兆以太网控制器（Gigabit Ethernet），其 U 系列的基础上添加了 以太网控制器。里面没有集成 Ethernet PHY 芯片，需要外接个 PHY 芯片，同时也需要使 用特定数量的 1 bit port 引脚。Ethernet 系列比较适合做需要千兆以太网的产品，如 1000M 带宽的 AVB 方案，选型 XE216-256-TQ128。 4. 方案应用 XMOS 有几个方案做得特别有优势，如 USB AUDIO、AVB、麦克风阵列、伺服电机 控制和 S2E 等。在选型的时候，可以参考其成熟方案应用的选用的型号。 4.1 USB AUDIO USB AUDIO 需要使用到 USB，所以建议选型为 U 系列。目前在该方案上使用比较多 的型号为 XS1-U6A-64-FB96、XS1-U8A-64-FB96 和 XU208-128-TQ64，目前建议使用 XU208-128-TQ64，因为其性能和价格都会比之前的 U8 和 U6 都有优势，并且其封装是 TQFP 封装。另外需要做多声道和算法，可以考虑使用 XU216-512-TQ64，该型号有足够的 深圳市木瓜电子科技有限公司 XMOS 芯片选型指南 1 bit port 引脚和核心数量来完成更多外设和算法需求。其他具体的需求可以再次根据芯片 I/O 和核心数量来做选型。 4.2 AVB AVB 的方案之前是使用 XS1-L16A-128-QF124 这个型号来作为，但是现在是建议使用 XE216-512-TQ128 来实现，XE216-512-TQ128 属于 XMOS 的最新产品，性能、