在开发 MCU 应用系统时，如果单颗 MCU 无法满足系统的要求，一个很普遍的做法就是使用两颗或更多的 MCU，把一部分“杂项工作”分配给另一个有“助理”性质的低端 MCU 来完成。但是，采用两颗 MCU，缺点也很明显，尤其是在芯片与 PCB 成本、系统可靠性及功耗方面都有先天的不足。此外，若采用了不同架构的 MCU，还要面临需要不同的开发工具与开发人员的挑战。如果换一种思路，让 MCU 内部包含两个内核，其中一个用于主控，另一个用于协控，并且它们主控与协控在架构上能够向下兼容、高效通信，则在很多场合下都可以既保持多机系统的强大，又能避免多机系统的不足。
事实上，这即是“非对称多处理器(AMP)”架构的特点。AMP 是与“对称多处理器(SMP)”相对的架构，后者各处理器有一致的编程模型，并且在分配工作时主要以均衡为原则。而 AMP 的优点在于精细的任务分工，灵活地适应不同情景，物尽其用，以最佳地平衡成本、性能与功耗。此外，AMP的编程难度也更低。因此，在MCU应用领域，AMP 较 SMP 更为适合。
与独立的双 MCU 相比，AMP 架构有很多优点。其中相当关键的就是，再添加一个内核的代价远比添加一个独立的 MCU 要低，尤其是当两个内核架构相似时，甚至仅相当于在现有硅片上再添加一两个 UART。另一方面，两个内核可以有相同的主频，并且可以通过总线矩阵平等地访问片上资源。而在分立的双 MCU 方案中，协控MCU 的主频常常远低于主控，并且双方使用低速的串行链路通信。
接下来，我们一起认识下 NXP 推出的双核 MCU 代表 -- LPC541XX 系列。
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LPC541XX 系列框图：
LPC541xx MCU 基于高效的 Arm® Cortex-M4 内核，每个内核带有可选的 Cortex®-M0+ 协处理器。单 Cortex-M4 选项适用于无软件分区的单核处理架构。在始终开启的应用中，这些MCU能够以节电模式运行，侦听传入数据，并在侦听到传入数据时，唤醒任一内核来收集或处理信息。当处于活跃模式时，开发者可通过情况灵活选择使用节能的 Cortex-M0+ 内核，或者使用可通过快速完成处理器密集型算法（如传感器融合）来降低能耗的 Cortex-M4 内核，来进行数据的收集、汇总和管理系统任务，以提高电源效率和吞吐量。
LPC54102 特性：
- 双处理器内核：ARM Cortex-M4 和 ARM Cortex-M0+。M0+ 内核的工作频率与 M4 内核相同。两个内核均可达到最高 100 MHz 的运行频率。
- 高达 512KB 片内 FLASH 可编程存储器，带 FLASH 加速器和 256 字节页面擦除和写入功能。总共包含 104KB 的 SRAM，高达 96KB 的连续主 SRAM，一个额外的 8KB SRAM。
- ROM API 支持：
- Flash 在应用编程(ISP) 和在系统编程(IAP)。
- 功率控制 API。
- 四个 USART 接口，支持同步模式和 32 KHz 模式，用于从深度睡眠和掉电模式中唤醒。
- 两个 SPI 接口，每个接口有四个从机选择和灵活的数据配置。
- 三个 I2C 总线接口，支持快速模式和超快速模式。
- 数字外设：
- DMA 控制器，具有 22 个通道和 20 个可编程触发器，能够访问所有存储器和支持 DMA 的外设。
- 高达 50 个通用输入/输出(GPIO)引脚。大部分 GPIO 具有可配置的上拉/下拉电阻，可编程开漏模式，以及输入逆变器。
- GPIO 寄存器位于AHB 上，以支持快速存取。DMA 支持 GPIO 端口。
- 两组GPIO 中断(GINT) 支持基于输入状态逻辑(AND/OR) 组合的中断。
- CRC 引擎。
- 模拟外设：12 位 12 通道模数转换器(ADC)，支持 0 MSPS。该 ADC 支持两个独立的转换序列。
- 时钟生成：
- 12 MHz 内置 RC 振荡器。
- 外部时钟输入的时钟频率高达 25 MHz。
- 内部低功耗看门狗振荡器(WDOSC)，标称频率为 500 kHz。
- 32 KHz 低功耗 RTC 振荡器。
- 系统 PLL 允许 CPU以最大CPU速率运行。可从内部 RC 振荡器、外部时钟输入 CLKIN 或 RTC 振荡器运行。
- 用于监控内部时钟的时钟输出功能。
- 用于测量片上和片下时钟信号频率的频率测量单元。
- 节能模式和唤醒：
- 用于降低功耗的集成 PMU （电源管理单元）。
- 降低功耗的模式：睡眠、深度睡眠、掉电和深度掉电。
- 通过 USART、SPI 或 I2C 外设上的活动从深度睡眠模式和掉电模式唤醒。
- 通过 RTC 报警从睡眠、深度睡眠、掉电和深度掉电模式唤醒。
- 62 V 至 3.6 V 单电源。
- 上电复位(POR)。
- 带独立阈值的掉电检测(BOD)，用于中断和强制复位。
- 支持 JTAG 边界扫描。
- 可用作芯片识别的唯一序列号（128 位）。
- 工作温度范围为 −40 °C 至 105 °C。
- 采用 288 mm x 3.288 mm WLCSP49 封装和 LQFP64 封装。
现在我们从世平集团设计的 LPC5410 EVM 来开始熟悉这款高性能的双核 MCU 吧。
LPC5410X EVM 主控使用资源丰富的 LPC54102J256BD64，同时搭载了一颗 LPC11U35，工程师可烧录固件通过 USB 接口下载代码 Debug。开发环境除了业界常用的 Keil & IAR，还有 NXP 官方提供的 MCUXpresso 可以免费使用，针对这三款 IDE，NXP 分别提供了相应的 SDK 使用。
以 Keil 为例来看看有哪些例程：
点开例程，我们可以看到 SDK 提供了很多 API 供我们使用。低级功能性 API 提供了通用的外围功能，从而将硬件外围设备寄存器访问抽象为一组无状态的基本功能操作。这些 API 主要集中在基本外围设备操作的控制，配置和功能上。
I2C Master Functional APIs:
通常，用户需要自己编写中断服务程序，使用 Functional API，用户可以实现更灵活，更复杂的功能。例如：为了从某些 I2C 从设备读取可变长度数据，I2C 设备通常会在地址字节之后提供一个长度字节，以通知主机应读取多少字节。 然后 I2C 主机可以动态调整读取长度，而无需发出 STOP 和 RESTART 条件。可以编写由几个功能性API 组成的自定义函数：
- I2C_MasterInit(),
- I2C_MasterSetBaudRate(),
- I2C_MasterStart(),
- I2C_GetStatusFlags(),
- I2C_MasterReadBlocking()
- I2C_MasterStop().
Use I2C master functional API to do blocking transfer：
总的来说，通过 LPC5410X EVM 我们可以更好的熟悉这款双核 MCU 的特性。
那么这么强大的 MCU 我们已应用于哪些场景呢：
- 便携式健身和活动追踪器
- 健康监控
- 智能感应和运动跟踪
- 家庭和楼宇自动化
- 工业/商业传感器节点
- 手机和平板电脑
- 车队管理和资产追踪
- 游戏和 USB 配件
最后就来看看应用实例吧--基于 NXP LPC54102 指纹门锁方案。
方案框图：
方案特点：
- 基于 NXP LPC54101 平台的 DEMO 板；
- 支持 3S 内快速指纹录入；
- 支持毫秒级快速比对并作出判别；
- 支持兼容 arduino 接口；
- 支持蓝牙数据上传；
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