如今，對成本敏感的微控制器市場需要可使產(chǎn)品功能緊密地適合應用的高層次系統(tǒng)集成。PCB尺寸、電源消耗和材料成本的壓力也需要比以往更高層次的系統(tǒng)集成。此外，穩(wěn)壓器、電壓不足檢測器、上電復位等電源接口與晶振/PLL、系統(tǒng)定時器等定時單元一樣，都需要在片內(nèi)得到實現(xiàn)。

為緊密地適合應用，存儲器、外圍設備與連接之間的正確組合非常重要。對存儲器的需求在類型和密度上是不同的。小容量的引導ROM、RAM工作區(qū)以及用于存儲軟件和參考數(shù)據(jù)的片上閃存都是必需的，但不同應用對密度需求不一樣。NAND或NOR閃存、SDRAM等各種存儲器類型和密度都需要高效率的外部接口。在連接性方面，微控制器一般需要提供USB、以太網(wǎng)、CAN、SPI或USART總線連接，而為保證安全性，可能還需要AES或DES加速器。此外，許多應用還需要微控制器具有模擬功能。

與外圍設備組合變化多樣不同，處理器內(nèi)核的可選范圍很窄。只有少數(shù)幾種工業(yè)標準MCU內(nèi)核占市場主導地位，ARM則是32位MCU內(nèi)核的代表之一。

圖題：基于ARM的MCU系統(tǒng)級芯片AT91SAM7S的架構(gòu)平臺。

應用開發(fā)的簡易性是一個關(guān)鍵要求，而且常常是最重要的。最基本的要求就是工業(yè)標準開發(fā)工具必須易于使用且價格合理。此外，MCU還應該提供所有片上外圍設備的低層器件驅(qū)動程序和標準通信接口的協(xié)議堆棧。這些都將大大減少應用開發(fā)的時間和成本。如果應用需要操作系統(tǒng)，那么該操作系統(tǒng)應該已具備與MCU架構(gòu)的接口，并且可以很容易集成到軟件開發(fā)環(huán)境中。

基于微控制器的應用在不斷發(fā)展。一些產(chǎn)品的生命周期，特別是消費類電子產(chǎn)品的生命周期只有短短數(shù)月的時間，因此新型產(chǎn)品必須具有更強的性能、更簡單的用戶接口以及更小的外形尺寸，而且其價格也更低。為支持這種最終用戶產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，位于系統(tǒng)中心的微控制器必須不斷發(fā)展。不過，向更高級 MCU升級的過程必須簡單，并要盡可能避免發(fā)生風險。在硬件層面上，這要求同一系列中不同器件的封裝和引腳必須兼容；而在軟件層面上，關(guān)鍵是要能復用已有的軟件模塊，并能夠方便地集成新模塊。

基于ARM的模塊化系統(tǒng)構(gòu)件

Atmel公司應對這些需求的策略是關(guān)注整個MCU產(chǎn)品生命周期，在工業(yè)標準ARM微處理器內(nèi)核的基礎(chǔ)上為存儲器、外圍設備和標準通信接口開發(fā)了一系列IP模塊。軟件設備驅(qū)動程序、通信接口的協(xié)議堆棧、操作系統(tǒng)以及應用開發(fā)工具都對這些IP模塊提供支持。這些IP模塊將被嵌入到整個產(chǎn)品系列使用的公共架構(gòu)平臺中。同一系列的器件具有相同的封裝和引腳，這是為了實現(xiàn)最大化復用并快速開發(fā)出產(chǎn)品，以滿足用戶對降低產(chǎn)品成本和縮短開發(fā)周期的需求。

1. 架構(gòu)平臺

基于ARM的MCU系統(tǒng)級芯片的典型架構(gòu)平臺如圖所示。每個存儲器模塊、外圍設備和通信接口都是一個獨立的模塊。這些模塊經(jīng)過單獨開發(fā)和測試，可以針對每個實現(xiàn)進行參數(shù)化處理(如閃存或SRAM存儲器的密度)。外圍設備模塊可被軟件設備驅(qū)動程序支持，這些用C/C++編寫的驅(qū)動程序已被集成到應用代碼中。針對每個目標應用，可以選擇最佳的存儲器、外圍設備和通信接口配置。為盡可能滿足相同應用領(lǐng)域中不同用戶的需要，Atmel還開發(fā)了一系列具有不同存儲器密度的器件，該系列中的每個器件都具有相同封裝和引腳。

這個架構(gòu)平臺具有許多公用特性。所有器件都采用相同的工業(yè)標準ARM處理器內(nèi)核，而且所有外圍設備和通信接口都具有一個被映射到處理器地址空間的公共寄存器結(jié)構(gòu)。通過復用已有的代碼，這將大大減少軟件開發(fā)的費用。