Tổng quan về KIT (nutiny SDK NUC220) của nuvoton

Bài 1: Tìm hiểu thành phần của kit NuTiny-SDK-NUC220
A. Tổng Quan
1. Giới thiệu về tập đoàn NUVOTON
a) Tập đoàn công nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) của Đài Loan về các
sản phẩm chip bán dẫn (MCU8051, Voice IC và ARM Cortex –M0…) và các
giải pháp điện tử nhúng trên nền tảng ứng dụng chip của hãng này.
b) Hãng Nuvoton là công ty con được tách ra từ Tập đoàn Điện tử Winbond –
một hãng điện tử bán dẫn đứng hàng đầu Đài Loan. Hãng này có 3 dòng chip
vi điều khiển (MCU) 4-bit, 8-bit và 32-bit (ARM Cortex). Nội dung trình bày chủ
yếu sau đây là dòng chip vi điềukhiển 32-bit lõi ARM Cortex-M0 của hãng
Nuvoton. Để hiểu rõ hơn về tập đoàn Nuvoton xin mời tham khảo tại trang
chủ www.nuvoton.com hoặc tại Wikipedia (Nuvoton – Wikipedia tiếng Việt)
c) Nhà phân phối chính hãng của tập đoàn Nuvoton ở việt nam : Công ty Tula
(TULA Solution - Electronics Components and Instruments @ Vietnam -
Công ty TULA trở thành nhà phân phối uỷ quyền của Nuvoton)
2. Giới thiệu tổng quan về dòng chip MCU 32bit lõi ARM cotex M0 của tập
doàn NuVoTon :
a) Dòng chip MCU 32bit lỗi ARM cotex M0 khá đa dạng về chủng loại,cấu hình
và đáp ứng nhu cầu thị trường về dòng chip 32-bit này. Vi điều khiển lõi ARM
Cortex-M0 có nhiều giao diện ngoại vi đáp ứng tính năng mạnh mẽ và khả
năng kết nối. Nó được phát triển để cung cấp một nền tảng chi phí thấp, đáp
ứng nhu cầu thực thi của MCU với việc giảm số lượng bóng bán dẫn trong lõi
ARM Cortex dẫn tới tiêu thụ điện năng thấp và giảm giá thành vi xử lý, đồng
thời cung cấp hiệu năng tính toán cao .
( Kit NuTiny-SDK-NUC220 mà chúng ta chuẩn bị tìm hiểu trong bài cũng thuộc
dòng chip MCU 32bit lõi ARM cotex M0. )
b) Tuy nhiên, bên cạnh dó tập đoàn Nuvoton cũng cho ra các dòng sản phầm
mới là M051 gồm M052/54/58/516 nhắm đáp ứng nhu cầu vi điều khiển
8/16bit của khách hàng trên toàn cầu.
c) Ngoài ra hãng Nuvoton còn phát triển dòng chip MCU lõi ARM Cortex-M0
có tích hợp sẵn Voice IC trên chip. Dòng chip nhạc này tiêu thụ điện năng thấp

và có giá tương đương với các dòng chip VoiceIC đơn của các hãng khác
hiện nay. Đặc biệt là dòng chip ISD9160 là dòng chip MCU lõi ARM Cortex-M0
có tích hợp VoiceIC trên chip và hoạt động tiêu thụ điện năng thấp với sáu chế
độ hoạt động tiết kiệm năng lượng khác nhau
d) Với nhiều chủng loại đa dạng và chất lượng tốt, khả năng tiết kiệm năng
lượng cũng như giá thành chỉ ngang bằng các dòng 8bit thông thường các
dòng chip MCU của Tập đoàn Nuvoton là một lựa chọn hợp lý cho việc học
tập, nghiên cứu cũng như các ứng dụng trong công nghiệp .
B. Giới thiệu về kit NuTiny-SDK-NUC220
1. Giới thiệu về chíp NUC220
a) Dòng NUC220 là dòng vi xử lý lõi ARM cotex M0 , đây là dòng vi xử lý
nhúng 32bit mới của hãng Nuvoton. với lõi cotex M0 có tốc độ xử lý lên tới
50Mhz , sỡ hữu một hệ thống timer 24bit, hỗ trợ chế độ low power sleep, có
bộ vecto ngắt NIVC cho 32 ngắt với 4 mức ưu tiên, hỗ trợ debug với 2
watchpoins / 4 breakpoints, làm việc với dải điện áp rộng từ 2.5v – 5.5V
b) Flash Memory
- 32K/64K/128K bytes Flash cho program code
- 4 KB flash cho ISP loader
- Hỗ trợ In-System-Program (ISP) và In-Application-Program (IAP) ứng dụng
để nạp code
- 512 byte page erase cho flash
- Cấu hình data flash address và 128 KB cho hệ thống, cố định 4 KB data
flash cho hệ thống 32 KB và 64 KB
- Hỗ trợ 2 dây ICP nạp thong qua giao thức SWD/ICE
- Hỗ trợ chế độ lập trình nhanh song song bởi nhà lập trình ngoài
c) Sram memory
- 8K/16K bytes SRAM nhúng
- Hỗ trợ chế độ PDMA
d) PDMA (Peripheral DMA)
- Hỗ trợ 9 kênh PDMA cho việc tự động di chuyển dữ liệu giữa SRAM và thiết

bị ngoại
- Hỗ trợ tính toán CRC với 4 đa thức chung : CRC-CCITT, CRC-8, CRC-16 và
CRC-32
e) Bộ dao động
- Lựa chọn linh hoạt cho các ứng dụng khác nhau
- Thạch anh nội 22.1184Mhz tốc độ cao cho hệ thống với độ chính xác ±1%
cho nhiệt độ phòng và ±3% cho toàn dải nhiệt độ từ -40ºC ~ +85ºC.
- Thạch anh 10khz tốc độ thâp cho bộ Watchdog Timer và Wake-up operation
- Một bộ nhân tần PLL cho hệ thống hoạt động với hiệu suất cao
- Cho phép thạch anh ngoài 4-24Mhz dao động tốc độ cao cho giao tiếp USB
và cho hoạt động của bộ chia tần timing
- Cho phép thạch anh ngoài 32.768khz tốc độ thấp cho chức năng hệ thống
thới gian thực RTC và hoạt động hệ thống ở điện năng thấp
f) GPIO
- Với 4 chế độ I/O : Quasi-bidirectional(bán 2 chiều), Push-pull output(chế độ
ngõ ra có trở treo), Open-drain output(chế độ ngõ ra mở), Input only with high
impendence(chế độ ngõ vào chỉ với tình trạng ưu tiên cao) // “ phần dịch chỉ
để tham khảo – chưa chính xác”
- Có TTL/Schmitt kích hoạt lựa chọn đầu vào
- Có thể cầu hinh I/O pin như nguồn ngắt với thiết lập edge/lever
g) Timer (Bộ định thời)
- Hỗ trợ 4 bộ timer32bit với bộ up-time 24bit và một bộ đếm chia tần 8bit
- Có Nguồn đồng hồ độc lập cho mỗi bộ timer
h) Watchdog Timer
- Multiple clock sources
- Có 8 lựa chọn chu kỳ time-out từ 1.6ms tới 26s (tùy thuộc nguồn đồng hồ)
- Khởi động lại khi mất điện hoặc chế độ nghỉ
- Ngắt hoặc lựa chọn khởi động lại khi bộ watchdog timer đếm tràn
i) Window Watchdog Timer
- Bộ đếm lùi 6-bit với 11-bit bộ chia tần cho cửa sổ nhiều lựa chọn

j) RTC – Real Time Clock – Đồng hồ thời gian thực
- Hỗ trợ phần mềm bù bởi cài đặt thanh ghi tần số bù (FCB)
- Hỗ trợ bộ đếm thời gian thực (giây, phút giờ) và bộ đếm lich (ngày, tháng,
năm)
- Hỗ trợ thanh ghi báo (giây , phút, giờ, ngày, tháng , năm)
- Có chế độ lựa chọn 12-giờ và 24-giờ
- Hệ thống tự động nhận diện năm
- Hỗ trợ đánh dấu ngắt chu kỳ thời gian với 8 lựa chọn bộ chia tần 1/128, 1/64,
1/32, 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 và 1 giây
- Hỗ trợ nguồn PIN
- Hợ trợ chức năng thức tỉnh
k) PWM/Capture
- Hỗ trợ 4 bộ PWM 16bit cung cấp 8 ngõ ra PWM
- Hỗ trợ 8 bộ capture, ngắt capture
l) UART
- Lên tới 3 bộ điều khiển UART
- Sử dụng 64byte cho kỹ thuật FIFO cho UART0 truyền nhận ở tốc độ cao
- Tùy chọn UART1/2 với 16byte cho kỹ thuật FIFO cho các thiết bị chuẩn
- Hỗ trợ IrDA(SIR) và hàm LIN
- Hỗ trợ chế độ 9bit RS485 và bộ điều hướng
- Bộ phát baud-rate lập trình được lên tới 1/16 nguồn đồng hồ hệ thống
- Hỗ trợ chế độ PDMA
m) SPI (Serial Perippheral Interface – giao tiếp ngoại vi nối tiếp)
- Sở hữu tới 4 bộ điều khiển SPI
- Nhịp đồng hồ lớn nhất mà bộ SPI chủ (master) có thể đạt tới là 36Mhz (chip
hoạt động ở 5v)
- Nhịp đồng hồ lớn nhất mà bộ SPI khách (slave) có thể đạt tớ là 18Mhz (chip
hoạt động ở 5v)
- Hỗ trợ chế độ SPI chủ khách
- Hỗ trợ chế độ treo byte trong truyền 32bit

- Hỗ trợ chế độ PDMA
- Hỗ trợ 3 đường dây, bus lựa chọn thiết bị khách, giao thức 2 hướng (truyền
– nhận trên 2 bus riêng biệt)
n) I2C (Inter-Integrated Circuit )
- Có tới 2 bộ I2C
- Hỗ trợ chế độ chủ - khách (master - slave)
- Hỗ trợ truyền dữ liệu 2 chiều giữa master và slave
o) I2S (Inter-IC sound , intergrated interchip sound – tích hợp IC âm thanh)
- Hỗ trợ giao thức với âm thanh ngoài
- Hỗ trợ chế độ dữ liệu âm thanh mono và stereo
- Hỗ trợ I2S và điều chỉnh dữ liệu MSB
- Hỗ trợ 2 DMA, một cho truyền và 1 cho nhận
p) PS/2 Device
- CÓ bộ truyền thông chủ cấm và truy vấn để gửi tín hiệu dò tìm
- Có khả năng dò tìm lỗi
- Có thể lập trình 1 tới 16byte bộ đệm truyền để giảm sự can thiệp của CPU
- Có bộ đệm kép cho việc nhận dữ liệu
q) USB 2.0 Full speed device
- Hỗ trợ 1 bộ USB 2.0 full-speed 12Mbps
- Bộ thu phát USB trên chip
- Cung cấp 1 nguồn ngắt với 4 sự kiện ngắt
- Tự động chế độ treo khi không có tín hiệu trên bus trong khoảng 3ms
- Gồm có 512byte SRAM nội làm việc như bộ đệm USB
- Cung cấp khả năng thức dậy từ xa
r) ADC (Analog digital convert – Bộ chuyển đổi ADC)
- Hộ trợ 12bit SAR ADC với 760 kSPS
- Hộ trợ DMA
s) Analog Comparator (Bộ so sánh tương tự)
- Có 2 bộ so sánh tương tự
- Xảy ra ngắt khi có kết quả sự so sánh biên đổi

t) Smart Card Host (SC)
- Phù hợp với ISO-7816-3 T=0, T=1
- Hỗ trợ 3 cổng ISO-7816-3
- Tách biệt truyền / nhận 4byte đầu vào FIFO cho dữ liệu
- Có thể lập trình tần số đồng hồ cho sự truyền nhận
- Có thể lập trình mức khởi động bộ đệm nhận dữ liệu
- Một bộ đếm thời gian 24-bit và 2 bộ 8bit cho trả lời sự truy vấn và thời gian
đợi tính toán
- Hỗ trợ thực hiện lại truyền / nhận bị lỗi và giới hạn lỗi
2. Tìm hiểu kit NuTiny-SDK-NUC220
a) Giới thiệu chức năng , hoạt động của kit NuTiny-SDK-NUC220

Trên đây là hình ảnh thực tế của kit Nutiny – SDK 0 NUC220
- Board đã được tích hợp sẵn mạch nạp ICE, và cap kết nối với máy tính qua
cổng USB, debug on board
- Kit với đẩy đủ các ngoại vi như I/O, Timer, UART, SPI, I2C, PWM, ADC, các
bộ watchdog timer, ISP, ICP
- Kit SDK-NUC220 được thiết kế theo chuẩn phần cứng của tập đoàn Nuvoton
cung cấp nhằm mục đích giúp người sử dụng giảm thơi gian thiết kế phần
cứng và nhanh chóng tiếp cận với phần mềm phát triền cho NUC220. Có thể
kết nối trực tiếp board ra các module bên ngoài để thực hiện ứng dụng cụ thể
b) Đánh giá kit Nutiny –SDK- NUC220
- Qua phần 1 giới thiệu về chip NUC220 và phần a về chức năng của kit
chúng ta có thể nhận thấy, với sức mạnh của NUC220 với tốc độ xử lý cao
,tiết kiệm năng lượng, hỗ trợ hầu hết các ngoại vi . giao tiếp được sử dụng
nhiều trong học tập và ứng dụng trong công nghiệp, bên cạnh thiết kế mở của
kit, cho phép người học có thể nhanh chóng tiếp cận với dòng vi điều khiển
của tập đoàn Nuvoton, nhanh chóng làm chủ các ứng dụng cơ bản tới nâng
cao , và các giao thức trong công nghiệp, dễ dàng làm chủ công nghệ.
- Với điểm mạnh là giá thành rẻ so với các dòng chip cùng loại dòng chip và

kit của Nuvoton là 1 sự lựa chọn hoàn hảo cho sinh viên với mục đích học tập,
tìm hiểu và tiếp cận với các công nghệ hiện đại của thế giới.
- Bên cạnh đó, sự support mạnh mẽ từ tập đoàn Nuvoton cũng như công ty
Tula – nhà đại diện chính hãng tại Việt Nam , với bộ thư viện đồ sộ, hỗ trợ lập
trình hầu hết các IDE mạnh giúp lập trình viên dễ dàng xây dựng các dự án
lớn trên các dòng vđk của Nuvoton. (Các bạn có thể dễ dàng tìm thấy thư viện
cũng như example của hãng được cung cấp cho từng dòng chip và kit chính
hãng Nuvoton tại trang chủ của hãngwww.nuvoton.com).
C. Kết Luận
- Dựa trên các tính năng của bộ kit, nếu bạn nào con băn khoăn về việc lựa
chọn 1 bộ kit phù hợp cho việc học tập thì Nutiny SDK NUC220 là 1 sự lựa
chọn phù hợp.
- Bài viết tham khảo từ các bài viết của công ty Tula và datasheet của chip
NUC220 từ trang chủ của Tập đoàn Nuvoton.
- Lần đầu tiên viết bài, nên còn nhiều thiếu sót, kỹ năng tiếng anh còn kém
nên dịch thuật còn nhiều sai sót mong mọi người bỏ qua và góp ý để mình
hoàn thiện hơn ở bài viết sau.
- Hiện đang chưa có Schematic của kit NUC220, hi vọng công ty nhanh chóng
update để việc tìm hiểu và học tập được dễ dàng hơn.
- Xin chân thành cảm ơn tập đoàn Nuvoton, công ty Tula Việt nam, Diễn đàn
Cơ điện tử Việt Nam đã tạo ra 1 cuộc thi vô cùng hữu ích và 1 cơ hội để sinh
viên Việt Nam có cơ hội tiếp cận với dòng vđk của công ty, cũng như tiếp cận
với những công nghệ mới nhất của thế giới.