1、第4章 S3C2440基本特性與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計,P-2/79,大綱,4.1 S3C2440基本特性 4.2 S3C2440硬體資源 4.3 S3C2440記憶體與位置空間分配 4.4 以S3C2440為核心之嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 4.5 結(jié)論,P-3/79,大綱,4.1 S3C2440基本特性 4.2 S3C2440硬體資源 4.3 S3C2440記憶體與位置空間分配 4.4 以S3C2440為核心之嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 4.5 結(jié)論,P-4/79,4.1 S3C2440基本特性,S3C2440微處理機是Samsung公司以ARM為架構(gòu)所推出的ARM920T的微處理器核心。 其基本特性包含下列各點： 擁有

2、16K的資料快取和16K的指令快取，MMU 快取 固定的32-bits 運算碼寬度，降低編碼數(shù)量所產(chǎn)生的消耗，減輕解碼和管線化的負擔(dān) 大多均為一個時脈週期執(zhí)行 強大的索引定址模式 精簡，且快速的2-priority-level中斷子系統(tǒng)，具有可切換的暫存器組 支援ARM處理器16-bit (Thumb)指令模式,P-5/79,4.1 S3C2440基本特性,S3C2440的優(yōu)點： 32-bit ARM920T核心，工作頻率為499MHz（最高工作頻率：533MHz） 系統(tǒng)時脈：內(nèi)部PLL產(chǎn)生400533MHz CPU內(nèi)核工作頻率，外部匯流排頻率：100133MHz 核心電壓為1.3V，低功率消

3、耗 採用AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture），使用0.13m的CMOS製造技術(shù)和記憶體編譯器（Memory Compiler）製造。 可適用於PDA、攜帶型媒體播放器、衛(wèi)星導(dǎo)航等產(chǎn)品,P-6/79,大綱,4.1 S3C2440基本特性 4.2 S3C2440硬體資源 4.3 S3C2440記憶體與位置空間分配 4.4 以S3C2440為核心之嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 4.5 結(jié)論,P-7/79,4.2 S3C2440硬體資源,圖4.3 ARM920T內(nèi)部架構(gòu)圖,P-8/79,4.2 S3C2440硬體資源,ARM920T內(nèi)核是由ARM9TDMI，

4、記憶體管理單元（MMU）和Cache記憶體三部分組成。 ARM920T： 有兩個輔助運算器：CP14和CP15。 CP14用於除錯控制。 CP15用於記憶體系統(tǒng)控制以及測試控制。 MMU： 其功能管理虛擬記憶體， 快取記憶體： 是由獨立的16KB位址和16KB資料高速Cache組成。,P-9/79,4.2 S3C2440硬體資源,圖4.4 S3C2440硬體方塊架構(gòu)示意圖,P-10/79,4.2 S3C2440硬體資源,S3C2440內(nèi)部資源(1)： 內(nèi)部大約是1.2V，1.8V/2.5V/3.3V記憶體，3.3V外部I/O微處理器，其包含16KB I-Cache/16KB DCache/MM

5、U 外部記憶體控制器(SDRAM控制與晶片選擇邏輯) 具備獨立專用DMA的LCD控制器(高達4K色彩STN與256K色彩TFT) 具備外部請求接腳的4-ch DMA控制器 3-ch UART (IrDA1.0，64-Byte Tx FIFO以及64-Byte Rx FIFO) 2-ch SPl IIC匯流排介面(支援多主控端架構(gòu)) IIS語音CODEC介面,P-11/79,4.2 S3C2440硬體資源,S3C2440內(nèi)部資源(2)： AC97 CODEC介面 相容SD主機介面版本1.0與MMC協(xié)定版本2.11 2-ch USB主機控制器 / 1-ch USB裝置控制器(ver 1.1) 4-

6、ch PWM 計時器 / 1-ch內(nèi)部計時器 / 看門狗計時器 8-ch 10-bit ADC以及觸控螢?zāi)唤槊?具備萬年曆功能的RTC Camera介面(最高可支援4096 x 4096像素輸入?？芍гs放功能的2048 x 2048像素輸入) 130個泛用I/O埠 / 24-ch外部中斷來源 電源控制：正常，低功率消耗，中止以及睡眠模式 具備PLL的內(nèi)建時脈產(chǎn)生器,P-12/79,大綱,4.1 S3C2440基本特性 4.2 S3C2440硬體資源 4.3 S3C2440記憶體與位置空間分配 4.4 以S3C2440為核心之嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 4.5 結(jié)論,P-13/79,4.3 S3C2440

7、記憶體與位置空間分配,圖4.5 S3C2440記憶體映射分配圖,P-14/79,4.3 S3C2440記憶體與位置空間分配,S3C2440將系統(tǒng)的記憶體空間分為8個區(qū)(Bank) 每個區(qū)塊的大小是128MB，因此總共是1GB。 Bank0到Bank5的開始位址是固定的，用於ROM或SRAM。 Bank 6和Bank 7用於ROM，SRAM或SDRAM，這兩個組是可以程式規(guī)劃，且大小相同。,P-15/79,4.3 S3C2440記憶體與位置空間分配,S3C2440支援由NAND FLASH啟動。 NAND FLASH具有容量大，比NOR Flash價格低等特點。 系統(tǒng)同時採用NAND Flash

8、與SDRAM整合方式來設(shè)計的話，可獲得非常好的系統(tǒng)執(zhí)行效能。 由於Bank0是以啟動ROM區(qū)塊 (映射至0 x0000_0000)工作，因此必須配置Bnak0 （nGCS0）的資料匯流排寬度。 寬度分為16-bit與32-bit。 可以根據(jù)OM1：0在重置時的邏輯準(zhǔn)位來決定。,P-16/79,4.3 S3C2440記憶體與位置空間分配,OM1:0所決定的啟動方式 OM1：0=00時，處理器從NAND Flash啟動 OM1：0=01時，處理器從16位元寬度的ROM啟動 OM1：0=10時，處理器從32位元寬度的ROM啟動。 OM1：0=11時，處理器從Test Mode啟動。,圖4.8 OM1

9、:0決定啟動方式對映表,P-17/79,大綱,4.1 S3C2440基本特性 4.2 S3C2440硬體資源 4.3 S3C2440記憶體與位置空間分配 4.4 以S3C2440為核心之嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 4.5 結(jié)論,P-18/79,4.4 以S3C2440為核心之嵌入式系統(tǒng)設(shè)計,根據(jù)使用者需求，設(shè)計出特定的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)，是每一個嵌入式系統(tǒng)設(shè)計工程師應(yīng)該達到的目標(biāo)。 嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的主要設(shè)計: 硬體系統(tǒng)設(shè)計 軟體系統(tǒng)設(shè)計 嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)常需要在硬體和軟體的設(shè)計之間進行權(quán)衡與折衝中 。 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計工程師具有較深厚的硬體和軟體基礎(chǔ)，並具有熟練應(yīng)用的能力。,P-19/79,4.4 以S3

10、C2440為核心之嵌入式系統(tǒng)設(shè)計,核心板中包含的電路元件或是模組： 重置電路 系統(tǒng)接電電源重置和在系統(tǒng)工作時使用者按鍵重置。 電源電路為5V到3.3/2.8/1.8 V的DC-DC轉(zhuǎn)換器。 提供給S3C2440 微處理器及其他需要3.3/2.8/1.8V電源的週邊電路供電之用。 透過外部12MHz震盪器提供工作時脈，通過晶片內(nèi)建的PLL電路來倍頻至400MHz，作為微處理器的工作時脈。,P-20/79,4.4 以S3C2440為核心之嵌入式系統(tǒng)設(shè)計,針對核心板週邊資源，需要一顆CPLD來輔助解碼的功能。 整合了一顆XC9572XL CPLD（XILINX）中，以用來輔助複雜的週邊資源的解碼。

11、XC9572XL採用VQFP44的小封裝，採用3.3V的低電壓供電。有34-bit輸入輸出I/O埠，所有I/O週邊埠都可以交換使用。 下列說明S3C2440開發(fā)平臺各個週邊實驗?zāi)＝M的解碼位址。,P-21/79,4.4 以S3C2440為核心之嵌入式系統(tǒng)設(shè)計,表4.1 S3C2440開發(fā)平臺週邊實驗?zāi)＝M電路解碼位址一覽表(1),P-22/79,4.4 以S3C2440為核心之嵌入式系統(tǒng)設(shè)計,根據(jù)nGCS0晶片選擇的空間在不同的啟動模式下，映射的晶片組是不一樣的。 在NAND FLASH啟動模式下，內(nèi)部的4K Bytes BootSRam 被映射到nGCS0晶片選擇的空間。 在Nor Flash啟

12、動模式（非NAND FLASH啟動模式）下，與nGCS0相連的外部記憶體Nor Flash就被映射到nGCS0晶片選擇的空間。,P-23/79,大綱,4.1 S3C2440基本特性 4.2 S3C2440硬體資源 4.3 S3C2440記憶體與位置空間分配 4.4 以S3C2440為核心之嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 4.5 結(jié)論,P-24/79,4.5 結(jié)論,本章已經(jīng)稍微介紹S3C2440的基本特性，以及如何利用微處理機來實現(xiàn)一個最基本的嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計。 而目前市面上，也有許多以S3C2440所設(shè)計的產(chǎn)品如：PDA、導(dǎo)航機、智慧型裝置等。 後面會大略介紹這些產(chǎn)品的一些特性。,P-25/79,4.5 結(jié)論,表4.3 S3C2440為核心所設(shè)計的產(chǎn)品一覽表(1),P-26/79,4.5 結(jié)論,表4.4 S3C2440為核心所設(shè)計的產(chǎn)品一覽表(2),P-27/79,4.5 結(jié)論,HP IPAQ 4545,MIO C310 GPS,MIO C710 TMC GPS,MIO H610 手持式導(dǎo)航GPS,MiTAC Mio C720,Panasonic GPS,P-28/79,4.5 結(jié)論,相關(guān)的產(chǎn)品還包括了： Samsung S3C 2440： Eten