S3C2410及硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)講述

1、1嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)第節(jié)：第節(jié)：S3C2410S3C2410及硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2本節(jié)提要本節(jié)提要三種存儲(chǔ)器及接口區(qū)別三種存儲(chǔ)器及接口區(qū)別S3C2410AS3C2410A中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的I/O接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)3三種存儲(chǔ)器及接口區(qū)別三種存儲(chǔ)器及接口區(qū)別lSDRAM lNOR FLASH lNAND FLASH4NAND flash5K9F1208U0M-YCB0, K9F1208U0M-YIB0l64M x 8 Bit NAND Flash Memory6Nand flash7Nand flash8Nand flash9NAND FLASH 接口設(shè)計(jì)接口

2、設(shè)計(jì)l要求有專門的控制器要求有專門的控制器10NOR Flash （28F320J3(x8/x16)）接口）接口11SDRAM （HY57V561620）接口）接口12SDRAM HY57V641620HG13SDRAM14SDRAM15三種存儲(chǔ)體的用途三種存儲(chǔ)體的用途lNAND FLASHlNOR FLASHlSDRAMl哪種可以在其本身上運(yùn)行程序？哪種可以在其本身上運(yùn)行程序？l嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的硬件配置方案嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的硬件配置方案16存儲(chǔ)系統(tǒng)配置存儲(chǔ)系統(tǒng)配置l配置一：配置一：lSDRAMlNOR FLASHlNAND FLASHl配置二：配置二：lSDRAMlNOR FLAS

3、Hl配置三：配置三：lSDRAMlNAND FLASHl單片機(jī)（單片機(jī)（89S52)配置配置lNOR FLASHlSRAM(256B)17存儲(chǔ)系統(tǒng)配置與啟動(dòng)方式存儲(chǔ)系統(tǒng)配置與啟動(dòng)方式l從從NOR FLASH啟動(dòng)啟動(dòng)l從從NAND FLASH 啟動(dòng)啟動(dòng)18S3C2410的啟動(dòng)設(shè)置的啟動(dòng)設(shè)置NOR FLASH 啟動(dòng)啟動(dòng)NAND 啟動(dòng)啟動(dòng)19S3C2410A的NAND啟動(dòng)lRecently, a NOR flash memory gets high in price while an SDRAM and a NAND flash memory get moderate,motivating some

4、 users to execute the boot code on a NAND flashlIn order to support NAND flash bootloader, the S3C2410X is equipped with an internal SRAM buffer called Steppingstone. When booting, the first 4KBytes of the NAND flash memory will be loaded into Steppingstone and the boot code loaded intoSteppingstone

5、 will be executed. 20NAND運(yùn)行模式運(yùn)行模式21本節(jié)提要本節(jié)提要三種存儲(chǔ)器及接口區(qū)別三種存儲(chǔ)器及接口區(qū)別S3C2410AS3C2410A中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的I/O接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)22S3C2410 中斷l(xiāng)多少個(gè)中斷？lThe interrupt controller in the S3C2410X receives the request from 56 interrupt sources.l中斷模式？lWhen receiving multiple interrupt requests from internal peripherals and ex

6、ternal interrupt request pins, the interrupt controller requests FIQ or IRQ interrupt of the ARM920T core after the arbitration procedure.l中斷的管理及優(yōu)先級(jí)？lThe arbitration procedure depends on the hardware priority logic and the result is written to the interrupt pending register, which helps users notify

7、 which interrupt is generated out of various interrupt sources.l如何關(guān)閉或打開FIQ or IRQ中斷？232410中斷中斷24中斷的優(yōu)先級(jí)設(shè)置中斷的優(yōu)先級(jí)設(shè)置l If ARB_SEL bits are 00b, the priority order is REQ0, REQ1, REQ2, REQ3, REQ4, and REQ5.l If ARB_SEL bits are 01b, the priority order is REQ0, REQ2, REQ3, REQ4, REQ1, and REQ5.l If ARB_SEL

8、 bits are 10b, the priority order is REQ0, REQ3, REQ4, REQ1, REQ2, and REQ5.l If ARB_SEL bits are 11b, the priority order is REQ0, REQ4, REQ1, REQ2, REQ3, and REQ5.25中斷的優(yōu)先級(jí)設(shè)置中斷的優(yōu)先級(jí)設(shè)置26中斷的管理中斷的管理lSOURCE PENDING (SRCPND) REGISTERlINTERRUPT MODE (INTMOD) REGISTERlINTERRUPT MASK (INTMSK) REGISTER27異常向量表

9、 FIQ IRQ地地 址址異異 常常進(jìn)入模式進(jìn)入模式0 x0000,00000 x0000,0000復(fù)位復(fù)位管理模式管理模式0 x0000,00040 x0000,0004未定義指令未定義指令未定義模式未定義模式0 x0000,00080 x0000,0008軟件中斷軟件中斷管理模式管理模式0 x0000,000C0 x0000,000C中止（預(yù)取指令中止（預(yù)取指令）中止模式中止模式0 x0000,00100 x0000,0010中止（數(shù)據(jù)）中止（數(shù)據(jù)）中止模式中止模式0 x0000,00140 x0000,0014保留保留保留保留0 x0000,00180 x0000,0018IRQIRQI

10、RQIRQ0 x0000,001C0 x0000,001CFIQFIQFIQFIQ2856個(gè)中斷向量表？個(gè)中斷向量表？l個(gè)中斷向量表？個(gè)中斷向量表？l不是硬件設(shè)置的，不是硬件設(shè)置的，l軟件設(shè)計(jì)，自己安排軟件設(shè)計(jì)，自己安排29本節(jié)提要本節(jié)提要三種存儲(chǔ)器及接口區(qū)別三種存儲(chǔ)器及接口區(qū)別S3C2410AS3C2410A中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的I/O接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)30S3C2410AI/O口口lThe S3C2410X has 117 multi-functional input/output port pins. The ports are:l Port A (GPA): 23-ou

11、tput portl Port B (GPB): 11-input/output portl Port C (GPC): 16-input/output portl Port D (GPD): 16-input/output portl Port E (GPE): 16-input/output portl Port F (GPF): 8-input/output portl Port G (GPG): 16-input/output portl Port H (GPH): 11-input/output port31I/O接口設(shè)計(jì) I/OI/O接口電路也簡(jiǎn)稱接口電路。它是主機(jī)和外圍設(shè)備之接口

12、電路也簡(jiǎn)稱接口電路。它是主機(jī)和外圍設(shè)備之間交換信息的連接部件（電路）。它在主機(jī)和外圍設(shè)備間交換信息的連接部件（電路）。它在主機(jī)和外圍設(shè)備之間的信息交換中起著橋梁和紐帶作用。之間的信息交換中起著橋梁和紐帶作用。設(shè)置接口電路的必要性：設(shè)置接口電路的必要性：a)a)解決解決CPUCPU和外圍設(shè)備之間的時(shí)序配合和通信聯(lián)絡(luò)問題。和外圍設(shè)備之間的時(shí)序配合和通信聯(lián)絡(luò)問題。b)b)解決解決CPUCPU和外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和匹配問題。和外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和匹配問題。c)c)解決解決CPUCPU的負(fù)載能力和外圍設(shè)備端口選擇問題。的負(fù)載能力和外圍設(shè)備端口選擇問題。32I/O接口的編址方式端口映射1

13、1）I/OI/O接口獨(dú)立編址接口獨(dú)立編址端口映端口映射方式射方式l這種編址方式是將存儲(chǔ)器地址這種編址方式是將存儲(chǔ)器地址空間和空間和I/OI/O接口地址空間分開接口地址空間分開設(shè)置，互不影響。設(shè)有專門的設(shè)置，互不影響。設(shè)有專門的輸入指令（輸入指令（ININ）和輸出指令（）和輸出指令（OUTOUT）來完成）來完成I/OI/O操作。操作。I/O設(shè)備10X00000XFFFFI/O設(shè)備2I/O地址空間0X0000系統(tǒng)地址空間0XFFFF主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)存地址空間與內(nèi)存地址空間與I/OI/O接口地址空間分開，互不影響，譯碼電接口地址空間分開，互不影響，譯碼電路較簡(jiǎn)單，并設(shè)有專門的路較簡(jiǎn)單，并設(shè)有專

14、門的I/OI/O指令，所以編程序易于區(qū)分，且執(zhí)行時(shí)間指令，所以編程序易于區(qū)分，且執(zhí)行時(shí)間短，快速性好。短，快速性好。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：只用只用I/OI/O指令訪問指令訪問I/OI/O端口，功能有限且要采用專用端口，功能有限且要采用專用I/OI/O周期和專周期和專用用I/OI/O控制線，使微處理器復(fù)雜化?？刂凭€，使微處理器復(fù)雜化。33I/O接口的編址方式內(nèi)存映射1 1）2 2）I/OI/O接口與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址方式接口與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址方式內(nèi)存映射內(nèi)存映射l這種編址方式不區(qū)分存儲(chǔ)器地址空間和這種編址方式不區(qū)分存儲(chǔ)器地址空間和I/OI/O接口地址空間，把所有的接口地址空間，把所有的I/OI/O接口的接口的端

15、口都當(dāng)作是存儲(chǔ)器的一個(gè)單元對(duì)待，端口都當(dāng)作是存儲(chǔ)器的一個(gè)單元對(duì)待，每個(gè)接口芯片都安排一個(gè)或幾個(gè)與存儲(chǔ)每個(gè)接口芯片都安排一個(gè)或幾個(gè)與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編號(hào)的地址號(hào)。也不設(shè)專門的輸器統(tǒng)一編號(hào)的地址號(hào)。也不設(shè)專門的輸入入/ /輸出指令，所有傳送和訪問存儲(chǔ)器的輸出指令，所有傳送和訪問存儲(chǔ)器的指令都可用來對(duì)指令都可用來對(duì)I/OI/O接口操作。接口操作。I/O設(shè)備10X00000XFFFFI/O設(shè)備2保留I/O地址空間I/O設(shè)備硬件系統(tǒng)地址空間應(yīng)用使用地址空間應(yīng)用使用地址空間主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)：訪問內(nèi)存的指令都可用于訪問內(nèi)存的指令都可用于I/OI/O操作，數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)；同時(shí)操作，數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)；同時(shí)I/OI/O

16、接口可與存儲(chǔ)器部分共用譯碼和控制電路。接口可與存儲(chǔ)器部分共用譯碼和控制電路。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：一是一是I/OI/O接口要占用存儲(chǔ)器地址空間的一部分；二是因不用專門接口要占用存儲(chǔ)器地址空間的一部分；二是因不用專門的的I/OI/O指令，程序中較難區(qū)分指令，程序中較難區(qū)分I/OI/O操作。操作。 34 通訊接口通訊接口35l串行通訊接口設(shè)計(jì)串行通訊接口設(shè)計(jì)UART簡(jiǎn)介： 通用異步收發(fā)器UART(即Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)是用硬件實(shí)現(xiàn)異步串行通信的通信接口電路。UART異步串行通信接口是嵌入式系統(tǒng)最常用的接口，可用來與上位機(jī)或其它外部設(shè)

17、備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。S3C2410微控制器均具有3個(gè)UART。 36l串行通訊接口設(shè)計(jì)串行通訊接口設(shè)計(jì)UART： 是通用異步串行通信接口的總稱，UART允許在串行鏈路上進(jìn)行全雙工的通信，輸出/輸入的電平為TTL電平。一般來說，全雙工UART定義了一個(gè)串行發(fā)送引腳(TXD)和一個(gè)串行接收引腳(RXD)，可以在同一時(shí)刻發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 RS232： 是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)制定的串行通訊標(biāo)準(zhǔn)，又稱RS-232-C 。RS232是一個(gè)全雙工的通訊標(biāo)準(zhǔn)，它可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送的工作。485總線 37串行通訊接口設(shè)計(jì)串行通訊接口設(shè)計(jì)38lI2C總線接口總線接口 I2C BUS（Inter IC B

18、US）是Philips推出的芯片間串行傳輸總線，它以2根連線實(shí)現(xiàn)了完善的全雙工同步數(shù)據(jù)傳送，可以極方便地構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)和外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng)。I2C總線采用了器件地址的硬件設(shè)置方法，通過軟件尋址完全避免了器件的片選線尋址方法，從而使硬件系統(tǒng)具有最簡(jiǎn)單而靈活的擴(kuò)展方法。微控制器ALCD驅(qū)動(dòng)器ADC 靜態(tài)RAMEEPROM門陣列器件微控制器BSDASCL39lI2C總線接口總線接口發(fā)送器：本次傳輸中發(fā)送數(shù)據(jù)到總線的器件；接收器：本次傳輸中從總線接收數(shù)據(jù)的器件；主機(jī)：初始化發(fā)送、產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和終止發(fā)送的器件，它可以是發(fā)送器或接收器。主機(jī)通常是微控制器；從機(jī)：被主機(jī)尋址的器件，可以是發(fā)送器或接收器。微控制器

19、ALCD驅(qū)動(dòng)器ADC 靜態(tài)RAMEEPROM門陣列器件微控制器BSDASCL名詞解釋名詞解釋40lI2C總線接口總線接口總線信號(hào)總線信號(hào)數(shù)據(jù)的有效位起始信號(hào)和停止信號(hào)數(shù)據(jù)線，保持穩(wěn)定，數(shù)據(jù)有效允許數(shù)據(jù)變化SDASCKSP起始信號(hào)停止信號(hào)SDASCK起始信號(hào)通常由主機(jī)發(fā)出，它作為一次傳輸?shù)拈_始。在起始信號(hào)后總線被認(rèn)為處于忙的狀態(tài)停止信號(hào)作為一次傳送的結(jié)束，在該信號(hào)之后，總線被認(rèn)為再次處于空閑狀態(tài)。4142lSPI總線接口總線接口 SPI（Serial Peripheral Interface串行外設(shè)接口）總線系統(tǒng)是一種同步串行外設(shè)接口，允許MCU與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信、數(shù)據(jù)交換。外圍設(shè)

20、備包FLASH、RAM、A/D轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)絡(luò)控制器、MCU等。SPI系統(tǒng)可直接與各個(gè)廠家生產(chǎn)的多種標(biāo)準(zhǔn)外圍器件直接接口，一般使用4條線：串行時(shí)鐘線SCK、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線MISO、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線MOSI和低電平有效的從機(jī)選擇線SSEL。43lSPI總線接口總線接口SCK串行時(shí)鐘，用于同步SPI接口間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)鐘信號(hào)。該時(shí)鐘總是由主機(jī)驅(qū)動(dòng)并且從機(jī)接收；SSEL從機(jī)選擇，SPI從機(jī)選擇信號(hào)是一個(gè)低有效信號(hào)，用于指示被選擇參與數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹臋C(jī)。每個(gè)從機(jī)都有各自特定的從機(jī)選擇輸入信號(hào)。在數(shù)據(jù)處理之前，SSEL必須為低電平并在整個(gè)處理過程中保持低電平。如果在數(shù)據(jù)傳輸中SSEL信號(hào)變?yōu)楦唠娖?，傳輸中止；MISO主入從出，該信號(hào)是一個(gè)單向的信號(hào)，它將數(shù)據(jù)從從機(jī)傳輸?shù)街鳈C(jī)。當(dāng)器件為從機(jī)時(shí)，串行數(shù)據(jù)從該端口輸出；當(dāng)器