盛群32位元Flash微控制器
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選用高效能的ARM Cortex M3核心架構，以各種不同容量快取記憶體？靜態記憶體容量與封裝版本來建構的HT32微控制器家族，不僅提供多樣化豐富的週邊I/O訊號控制功能；新的MCU成員還內建支持三相馬達弦波控制功能及指紋辨識取像功能，特別適合用於工控變頻系統、白色家電、指紋遙控器、保險箱、行李箱等等的應用…
盛群半導體(Holtek)股份有限公司32位元產品開發處經理麥哲鳴，介紹Holtek HT32系列微控制器，是採用ARM Cortex-M3微處理器核心架構，主頻72MHz。Cortex M3採用三個獨立匯流排設計，包含指令碼、資料與系統匯流排，以Bus Matrix匯流排矩陣電路，連接到Flash加速器(Flash Accelerator)、SRAM、CMOS影像感測介面與兩組AHB to APB匯流排橋接晶片等；兩組AHB to APB匯流排橋接晶片再分別連接到UART、SPI、I2C、GPTM 0&1、BFTM 0&1、WDT、Smart Card I/F、RTC、GPIO、MCTM、類比OPA/CMP電路、12bit SAR ADC與USB等週邊裝置，並可透過12通道PDMA控制器來達成資料快速傳輸。
Cortex M3的優勢在於單位執行效能為1.25DMIPS/MHz，超越Cortex M0的0.9DMIPS/Mhz與ARM7核心的0.93 DMIPS/MHz，同時Cortex M3的Thumb-2指令集，針對16/32位元程式碼長度的應用最佳化，不僅比起ARM7程式碼縮減31%，也提昇了約38%效能。Cortex M3核心也內建多種節能模式，低延遲性、低時脈抖動的巢狀向量化中斷控制器、強化的2~12週期硬體除法器？指令與單週期乘法器，可搭配廣泛的第三方軟體開發工具。
麥哲鳴接下來介紹HT32微控制器家族發展藍圖。分特定用途的HT32F2755及一般用途的HT32F125x、HT32F1653/54、HT32F1655/56與HT32F175x。2011年Q2推出低階的HT32F125x，具備8/16/32KB Flash、2/4/8KB SRAM與32組I/O，以2011年Q4為分界，追加三相馬達控制計時器(Motor Control Timer)、USB2.0傳輸裝置、ISO7816-3 Smart Card I/F與PDMA，在2012年Q2優先推出 HT32F1755/1765/2755，具備128KB Flash、32/64KB SRAM、最高80組I/O以及2755內建CMOS Sensor Interface，並預計於2012年Q4推出 HT32F1655/56系列，具備128/256KB Flash、32KB SRAM、CRC-16/32、EBI介面與80組I/O；並於2013年Q1，推出HT32F1653/54 系列，提供較小的32/64KB Flash、16KB SRAM、CRC-16/32與46組I/O的設計。
HT32共有三種封裝，分別是LQFP48(7mm x 7mm)、LQFP64(7mm x 7mm或10mm x 10mm)及LQFP100 (14mm x 14mm)。若以Flash容量大小與這三種封裝的組合來區分，HT32目前一共有22款產品：1655/1656/1755/1765/2755都具有LQFP48、LQFP64及LQFP100封裝版本；1653/1654則有LQFP48及LQFP64兩種封裝版本。1251(B)/1252/1253則只有LQFP48一種封裝版本。
在特性方面，HT32F125x強調基本功能及低成本，HT32F165x系列強調多樣化週邊及系統擴充性、外接記憶體介面(External Bus Interface；EBI)、CRC-16/32防護能力、獨立看門狗計時器Independent Watch Dog ，以符合EN/IEC60335-1 Class B規範；HT32F1755/1765系列則是採用較大的SRAM設計(32KB/64KB)，並提供MCTM/SCI/USB週邊匯流排。而HT32F2755除了具備64KB SRAM設計之外，還具備特殊的CMOS Sensor Interface(CSIF)。
高階HT32F17XX/27XX微控制器介紹
麥哲鳴接著介紹高階HT32微控制器：HT32F1755、HT32F1765與HT32F2755。均採用72MHz Cortex M3核心架構，工作電壓2.7~3.6V，內建128KB 快閃記憶體、32~64KB SRAM，內建8通道12bit ADC(OPA/CMP)、32KHz RTC搭配外接鋰電池、LDO/POR/WDT/LVD/BOD驅動電路，各2組SPI/I2C/USART、ISO7816-3 Smart Card I/F、1組USB 2.0 FS Device、1組CSIF、一組三相馬達控制計時器(MCTM)、2組PWM脈衝調變計時器與2組一般用途計時器的設計，33/46/80組I/O連接埠與12通道PDMA控制器的設計。
HT32F1755/1765/2755具備ESD/Latch up靜電防護與寬溫工作範圍(-40°C ~ +85°C)的執行能力。功耗上CPU與全部週邊開啟下為62mA、CPU與週邊均關閉下僅8.5mA，到進入睡眠模式下僅20~63μA，當處於僅RTC供電的斷電模式下，整體耗更能降至僅為4~5μA的低功耗水準。其競爭優勢在於具備72MHz Cortex M3的頂尖執行效能，大型Flash/SRAM記憶體設計(128KB，32/64KB)，先進的週邊如1Msps 12bit ADC、MCTM/QEI馬達控制電路、CSIF/ISO 7816-3等介面，再搭配豐富的軟體開發工具鏈，以及符合CMSIS、MISRA C等軟體標準、並且與關鍵廠商合作提供整合指紋辨識、馬達控制與TFT顯示面板的整體解決方案。
在開發工具部份， PC端可以搭配KEIL 、IAR Systems、CooCox等主流的IDE整合開發環境，提供編譯器、偵錯器與Flash loader載入程式，可搭配盛群自行開發的e-Link32，或其他家如J-link、u-link2等ICE裝置進行偵錯。盛群另提供了具備完整系統功能的ESK32-200工程開發板以及提供符合CMSIS(Cortex Microcontroller Software Interface Standard)及MISRA-C(Motor Industry Software Reliability Association，馬達工業控制軟體信賴協會)介面規格的驅動程式函式庫，能在Keil/IAR/GNU下編譯，同時並提供ARM-ARTX、IAR PowerPac、FreeRTOS、CoOS與uC/OS等RTOS。
盛群整個HT32 MCU的整合開發套件，包含一組USB e-Link32 ICE裝置，一塊ESK32-200工程評估板，兩條USB連接線，一張光碟片包含IDE(Keil與 IAR評估板)、韌體函式庫與RTOS、IAP/ISP UI、電路圖與相關技術文件。此外也可提供大量生產的Flash Writer(燒錄器)─e-WriterPro，可藉由一組插槽對一顆IC晶片的方式，由USB排線連接PC做連線燒錄，或離線模式下獨立進行燒錄工作。
在ISP(In-System Programming)系統燒錄與IAP(In-Application Programming)應用程式燒錄部份，盛群均提供完整的工具程式，藉由調整Jumper、燒錄軟體、USB或RS232介面進行晶片韌體升級，或者組成可獨立執行的工具程式，開放用戶下載自行更新。
HT32F1755/1765/2755的設計應用
在設計應用上，HT32F1755/1765/2755可以做為生物辨識 (Biometrics)、三相馬達控制、TFT液晶螢幕顯示、醫療裝備、智能玩具、家電、PC與遊戲週邊、可攜式裝置、消費性電子產品、電錶、HVAC恆溫空調、PLC可程式化邏輯閘、變頻器、印表機、掃描器、警報系統等應用。
麥哲鳴特別介紹HT32F1755/1765內建液晶面板驅動線路，相容於Intel 8080的 16/24pin資料匯流排，可以直接連接上解析度為320x240或240x400的液晶面板而無須借助外部LCD驅動晶片；若搭配外接LCD控制器驅動晶片與影像記憶體，則進一步可提升到支援272x480或480x800解析度的液晶面板，同時支援觸控功能。
目前HT32F1755/1765的LQFP 48/64封裝版本可支援8bit驅動模式，LQFP100的封裝版本則可支援到16bit驅動模式。在2~3.5吋(240x320)液晶面板下顯示速度28.3fps，2.8~3.2吋(240x400)面板下顯示速度降為22.6fps；3.5~4.7吋(272x480解析度)液晶面板下顯示速度變成16.6fps，到5~7吋液晶面板(800x400解析度)則為5.6fps。
盛群HT32F1755/1765在馬達控制方面的優勢，除了高效能的32位元Cortex-M3 核心以外，內建的General Purpose Timing Module(GPTM)模組，除可用來作為輸入訊號偵測或產生PWM輸出訊號外，也具有用於連接馬達控制所需要的Hall Sensor、正交編碼器等。此外，另也內建一組Motor Control Timing Module(MCTM)模組，除了具備GPTM所有功能外，並也支援了三相馬達控制必要的功能，如互補式PWM輸出、Dead-time設定以及煞車訊號等，同時也能夠產生觸發ADC的訊號，來測量馬達三相電流。除此之外，HT32F1755/1765也內建了12位元、8 通道、1MHz 的ADC，用以馬達相電流的偵測以及類比訊號的轉換。
HT32F1755/1765在馬達控制系統規格上，可支援 Sensor 或Sensorless 的FOC控制以及SVPWM 弦波控制方式，支援馬達電壓從24V到48V，功率30W~200W，轉速的控制範圍約3,000~30,000RPM；通訊介面支援USB與RS232，硬體上提供了可變電阻以及按鈕來做轉速、開始、停止等控制，使用者可以經由PC或LCD來進行控制與參數調整。
麥哲鳴展示以HTF1755設計的馬達控制工程板，搭載一個24V的無刷直流馬達(BLDC Motor)，板子驅動電壓？功率為48V、200W，可以藉由工程板螢幕上即時顯示目前相位數、控制模式、馬達轉速、工作狀態等訊息，同時也提供了PC版本的工具軟體，能以圖形介面的方式，顯示馬達的轉速變化、UART連接狀態、極性控制等資訊。
至於在指紋辨識的應用方面。麥哲鳴則提到內建128KB Flash容量、64KB SRAM設計的HT32F2755 微控制器，由於具備CMOS Sensor Interface(CSIF)介面，可支援QVGA(320x240)解析度下，每秒掃描30張畫面的處理速度；可直接搭配金佶科技具備500DPI解析度的GT-5110光學式指紋取像模組，其掃描面積為12mm x 14mm，體積則僅30mm x 50mm x 7mm。
由於72MHz的Cortex M3核心具備強大運算效能，可以直接處理從GT-5110傳遞的影像資料以及判斷是否通過辨識。金佶科技即以此架構完成指紋辨識模組GTM-5110，可以使用USB或UART介面進行對其控制。這種超薄型指紋辨識模組，可應用於觸控式遙控器、保險箱、行李箱、玩具等。
