嵌入式系統(tǒng)6-嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)2-實(shí)例

嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)實(shí)例一、ARM實(shí)例SamsungS3C44B0XARM體系結(jié)構(gòu)的主要特征大量的寄存器，都可用于多種用途；Load-Store體系結(jié)構(gòu)3地址指令（兩個(gè)源操作數(shù)寄存器和結(jié)果寄存器獨(dú)立設(shè)定）每條指令都條件執(zhí)行包含非常強(qiáng)大的多寄存器Load和Store指令能在單時(shí)鐘周期執(zhí)行的單條指令內(nèi)完成一項(xiàng)普通的移位操作和一項(xiàng)普通的ALU操作能過協(xié)處理器指令集來擴(kuò)展ARM指令集，包括在編程模式下增加了新的寄存器和數(shù)據(jù)類型在Thumb體系結(jié)構(gòu)中以高密度16位壓縮形式表示指令集2SamsungS3C44B0XSamsungS3C44B0X微處理器是三星公司專為手持設(shè)備和一般應(yīng)用提供的高性價(jià)比和高性能的微控制器解決方案，它使用ARM7TDMI核，工作在66MHZ。為了降低系統(tǒng)總成本和減少外圍器件，這款芯片中還集成了下列部件：8KBCache、外部存儲(chǔ)器控制器、LCD控制器、4個(gè)DMA通道、2通道UART、1個(gè)多主I2C總線控制器、1個(gè)IIS總線控制器，5通道PWM定時(shí)器及一個(gè)內(nèi)部定時(shí)器、71個(gè)通用I/O口、8個(gè)外部中斷源、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、8通道10位ADC等。3S3C44B0X體系結(jié)構(gòu)：用于手持設(shè)備和通用嵌入式應(yīng)用的完整系統(tǒng)；16/32位RISC結(jié)構(gòu)和帶ARM7DMICPU核的功能強(qiáng)大的指令集；Thumb協(xié)處理器在保證性能的前提下使代碼密度最大；片上ICE中斷調(diào)試JTAG調(diào)試方式328位硬件乘法器；

4系統(tǒng)管理：支持大/小端模式地址空間：每個(gè)Bank32MB（一共256MB）；每個(gè)Bank支持8/16/32位數(shù)據(jù)總線編程；固定的Bank起始地址和7個(gè)可編程的Bank；1個(gè)起始地址和尺寸可編程的Bank；8個(gè)內(nèi)存Bank:：６個(gè)用于ROM、SRAM；2個(gè)用于ROM/SRAM/DRAM；所有內(nèi)存Bank的可編程尋址周期；在能量低的情況下支持DRAM/SDRAM自動(dòng)刷新模式；支持DRAM的非對(duì)稱/對(duì)稱尋址；5緩沖內(nèi)存和內(nèi)部SRAM4路帶8K字節(jié)的聯(lián)合緩存；不使用緩存的0/4/8K內(nèi)容SRAM偽LRU（最近最少使用）的替代算法；通過在主內(nèi)存和緩沖區(qū)內(nèi)容之間保持一致的方式寫內(nèi)存；當(dāng)緩沖區(qū)出錯(cuò)時(shí)，請(qǐng)求數(shù)據(jù)填充技術(shù)；

6時(shí)鐘和能量管理l

低能耗；l時(shí)鐘可以通過軟件選擇性地反饋回每個(gè)功能塊l能量模式：u正常模式：正常運(yùn)行模式；u低能模式：不帶PLL的底頻時(shí)鐘；u休眠模式：只使CPU的時(shí)鐘停止；u停止模式：所有時(shí)鐘都停止；l

用EINT或RTC警告中斷從停止模式喚醒7中斷控制器l30個(gè)中斷源（看門狗定時(shí)器，6個(gè)定時(shí)器，6個(gè)UART，8個(gè)外部中斷，4個(gè)DMA，2個(gè)RTC，1個(gè)ADC，1個(gè)I2C，1個(gè)SIO；l矢量IRQ中斷模式減少中斷響應(yīng)周期；l外部中斷源的水平/邊緣模式；l可編程的水平/邊緣極性；l對(duì)緊急中斷請(qǐng)求支持FIQ（快速中斷請(qǐng)求）；8帶PWM的定時(shí)器l脈沖寬度調(diào)制l5個(gè)16位帶PWM的定時(shí)器/1個(gè)16位基于DMA或基于中斷的定時(shí)器；l可編程的工作循環(huán)，頻率和極性l死區(qū)產(chǎn)生l

支持外部時(shí)鐘源9實(shí)時(shí)時(shí)鐘l全時(shí)鐘特點(diǎn)：毫秒、秒、分、小時(shí)、天、星期、月、年l32.768KHz運(yùn)行

CPU喚醒的警告中斷時(shí)鐘記號(hào)中斷

10通用輸入輸出端口l8個(gè)外部中斷端口l71個(gè)多路輸入輸出口；UARTl2個(gè)帶DMA和中斷的UART；l支持5位，6位，7位，8位串行數(shù)據(jù)傳送/接收；l當(dāng)傳送/接收時(shí)支持雙向握手l可編程波特率；l

支持IrDA1.0（115.2KBPS）；l測(cè)試的循環(huán)返回模式；l每個(gè)通道有2個(gè)內(nèi)部32位FIFO11DMA與A/DDMA控制器l

2路通用無需要CPU干涉的DMA控制器；l2路橋式DMA控制器；l采用6種DMA請(qǐng)求的橋式DMA支持IO到內(nèi)存,內(nèi)存到IO，IO到IO：軟件，4個(gè)內(nèi)部功能塊（UART，SIO，實(shí)時(shí)器，IIS），外部管腳；lDMA之間可編程優(yōu)先級(jí)次序；l突發(fā)傳送模式提高到FPDRAM、EDODRAM和SDRAM的傳送率；A/D轉(zhuǎn)換l10位多路ADC；l最大500KSPS/10位；12LCD控制器

l支持彩色/單色/灰度LCD；l支持單掃描和雙掃描顯示；l支持虛擬顯示功能l

系統(tǒng)內(nèi)存作為顯示內(nèi)存l專用DMA用于從系統(tǒng)內(nèi)存中提取圖象數(shù)據(jù)；l可編程屏幕尺寸；l

灰度：16級(jí)l

256色13看門狗定時(shí)器與I2C總線接口l16位看門狗定時(shí)器；l定時(shí)中斷請(qǐng)求和系統(tǒng)復(fù)位；l1個(gè)帶中斷的多主機(jī)I2C總線；l串行，8位，雙向數(shù)據(jù)傳送器能夠以100KB/S的標(biāo)準(zhǔn)模式和400KB/S的快速模式傳送14IIS總線接口l1個(gè)I帶DMA的音頻IS總線接口；l串行，每路8/16位數(shù)據(jù)傳送器；支持MSB數(shù)據(jù)格式；

SIO（同步串行I/O）l

1個(gè)帶DMA和中斷的SIOl

可編程波特率；支持8位串行數(shù)據(jù)傳送/接收操作

15操作電壓范圍內(nèi)核：2.5V；I/O：3.0V到3.6V;運(yùn)行頻率最高到75MHz；封裝160LQFP/160FBGA；16S3C44B0X微處理器體系結(jié)構(gòu)框圖17S3C44B0X微處理器管腳定義圖18基于ARM的嵌入式硬件平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)19S3C44B0X把外部復(fù)位信號(hào)，也作為一個(gè)中斷來處理。在系統(tǒng)復(fù)位的時(shí)候,程序（PC）指針被設(shè)置成0，使程序跳轉(zhuǎn)到0x00000000開始運(yùn)行。此空間對(duì)應(yīng)的是Bank0。因?yàn)樵谙到y(tǒng)里1MB的線性Flash和處理器的Bank0相連接。在線性Flash里存儲(chǔ)的是供系統(tǒng)的初始化的程序。此程序負(fù)責(zé)的配置處理器的結(jié)構(gòu)、工作模式以及自動(dòng)檢測(cè)嵌入式控制器的各個(gè)硬件是否工作正常。此程序負(fù)責(zé)把存儲(chǔ)在16MB的非線性存儲(chǔ)器里面的system.bin文件復(fù)制到0xC080000地址。引導(dǎo)程序把程序（PC）指針指向0xc080000地址，系統(tǒng)開始運(yùn)行。system.bin是嵌入式操作系統(tǒng)引導(dǎo)的執(zhí)行文件。編譯以后的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序就是這個(gè)文件。

20S3C44B0X存儲(chǔ)系統(tǒng)的特征

支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)的大/小端選擇(通過外部引腳進(jìn)行選擇)地址空間：具有8個(gè)存儲(chǔ)體，每個(gè)存儲(chǔ)體可達(dá)32Mb，總共可達(dá)256Mb。對(duì)所有存儲(chǔ)體的訪問大小均可進(jìn)行改變（8位／16位／32位）8個(gè)存儲(chǔ)體中，Bank0－Bank5可支持ROM、SRAM；Bank6、Bank7可支持ROM、SRAM和FP／EDO／SDRAM等。7個(gè)存儲(chǔ)體的起始地址固定，1個(gè)存儲(chǔ)體的起始地址可變。

21典型系統(tǒng)中存儲(chǔ)體的分配情況存儲(chǔ)體與存儲(chǔ)體的接口Bank0BIOS512K×2FlashBank116MFlash硬盤Bank2USB接口Bank3LCD顯示模塊Bank4保留Bank5保留Bank6系統(tǒng)內(nèi)存SDRAMBank7保留22復(fù)位后的S3C44B0X的存儲(chǔ)器映射表23使用Bank0上的兩片512Kb×2來放置系統(tǒng)BIOS，系統(tǒng)上電以后，PC指針自動(dòng)指向Bank0的第一個(gè)單元，開始進(jìn)行系統(tǒng)自舉。系統(tǒng)自舉完成以后，便從硬盤中將系統(tǒng)文件和用戶應(yīng)用程序復(fù)制到SDRAM內(nèi)存中執(zhí)行。Bank1上接16M非線性Flash，當(dāng)做系統(tǒng)硬盤使用，可以構(gòu)造文件系統(tǒng)，存放海量數(shù)據(jù)。用SDRAM當(dāng)作系統(tǒng)內(nèi)存，只有Bank6/Bank7能支持SDRAM，所以將SDRAM接在Bank6上。如果同時(shí)使用Bank6/Bank7，則要求連接相同容量的存儲(chǔ)，而且其地址空間在物理上是連續(xù)的。24Bank0：系統(tǒng)的啟動(dòng)ROM（FlashRom）。在系統(tǒng)復(fù)位的時(shí)候，處理器的PC（程序計(jì)數(shù)器）指針指向0x0地址。在Bank0的起始地址的程序，就是系統(tǒng)的初始化程序。此程序的主要任務(wù)是：1、管理處理器的中斷服務(wù)程序處理器的中斷是從0x0地址開始，引導(dǎo)ROM負(fù)責(zé)把這一部分的中斷映射到另一個(gè)區(qū)域，以便系統(tǒng)處理。具體的做法，可以參考44binit.s里面的代碼。（這部分代碼是三星主頁可以提供，它把系統(tǒng)的中斷，映射到了不同的指針?biāo)赶虻牡刂房臻g（主要就是系統(tǒng)RAM的空間））。252、初始化硬件平臺(tái)，配置其他的BankS3C44B0X的Bank0是通過外部的一個(gè)管腳提供的上拉、下拉電阻來配置的。主要包括：數(shù)據(jù)位數(shù)（8位、16位、32位），數(shù)據(jù)格式（大端、小端）。而其他的Bank的配置，以及讀寫周期等信息是靠Bank0內(nèi)部的代碼配置相應(yīng)的寄存器來實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，系統(tǒng)的引導(dǎo)Rom也負(fù)責(zé)配置系統(tǒng)的其他的一些寄存器，比如，系統(tǒng)的PLL（鎖頻環(huán)）配置，系統(tǒng)的IO口等一些端口功能的配置等等。263、系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)引導(dǎo)Rom負(fù)責(zé)檢測(cè)系統(tǒng)的啟動(dòng)必須的外設(shè)是否正常。主要是系統(tǒng)的SDRAM的檢測(cè)。4、系統(tǒng)的軟件設(shè)置，更新系統(tǒng)（system.bin）用戶可以在系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候，按任意鍵，進(jìn)入系統(tǒng)的軟件設(shè)置狀態(tài)。通過引導(dǎo)Rom設(shè)置或者查看系統(tǒng)的一些軟件信息。包括：通過開啟USB端口，更新系統(tǒng)文件system.bin；LCD顯示測(cè)試；演示程序的裝載測(cè)試；鍵盤測(cè)試；觸摸屏的坐標(biāo)校準(zhǔn)；觸摸屏測(cè)試；以太網(wǎng)地址的設(shè)置等27實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間分配在系統(tǒng)引導(dǎo)的最后階段，負(fù)責(zé)復(fù)制system.bin到系統(tǒng)的SDRAM中，然后，把PC指針指向SDRAM中程序的首地址，開始運(yùn)行。Bank1：K9F2808（三星16MbyteFlash），非線性尋址，每次尋址需要3次寫入8位地址線。具體的時(shí)序可以參考K9F2808的datasheetBank2：USBN9603。USB設(shè)備端接口芯片，占用系統(tǒng)外部中斷0。8位數(shù)據(jù)總線。Bank3、Bank4未接設(shè)備?？梢怨矓U(kuò)展使用Bank5：RTL8019AS，ISA總線兼容的10M以太網(wǎng)（PHY＋MAC層）控制芯片。占用系統(tǒng)外部中斷1，16位數(shù)據(jù)總線28Bank6：SDRAM，起始地址為0xC000000。在SDRAM中，前512Kbyte的空間劃分出來，作為系統(tǒng)的LCD顯示緩沖區(qū)使用（更新其中的數(shù)據(jù)，就可以更新LCD的顯示）。系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)空間從0xC080000開始。也就是，引導(dǎo)系統(tǒng)的時(shí)候，需要把system.bin文件復(fù)制到0xC080000開始的地址空間，把PC指針指向0xC080000。Bank7：未使用。可以擴(kuò)展另一片SDRAM，或者其他的外設(shè)。系統(tǒng)的同步串行口（SIO），連接著觸摸屏控制芯片F(xiàn)M7843（與ADS7843完全兼容）。在同步串行口上，還可以擴(kuò)展其他的芯片?？縄O口控制設(shè)備的片選信號(hào)（CS）來防止設(shè)備的沖突。注：系統(tǒng)的擴(kuò)展接口上，A0的標(biāo)號(hào)，連接在S3C44B0X的ADDR1上，后面的地址依次向后錯(cuò)位。29二、MOTOROLA公司的龍珠MX1微處理器MC928MX1（以下簡(jiǎn)稱MX1）摩托羅拉公司基于ARM核心的第一款MCU面向高端嵌入式應(yīng)用龍珠微處理器已經(jīng)應(yīng)用在超過全球75％的個(gè)人數(shù)字助理設(shè)備（PDA）上基于PalmOS操作平臺(tái)的產(chǎn)品上有卓越的表現(xiàn)30DragonBallMX系列作為DragonBall家族的后續(xù)產(chǎn)品提供了ARM9?微處理器內(nèi)核和完整的系統(tǒng)功能個(gè)人移動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì),支持各種智能外設(shè),配有高級(jí)處理核心和靈活的電源管理ARM920T?內(nèi)核200MHz片上模塊：LCD控制器,staticRAM,USB支持,A/D轉(zhuǎn)換器、觸摸屏控制器,MMC/SDhost控制器,片上藍(lán)牙加速器MC9328MX1是第一個(gè)支持Bluetooth?技術(shù)的應(yīng)用處理器，其藍(lán)牙帶寬處理功能已集成于處理器上的藍(lán)牙加速器(BTA)與RF前端集成電路結(jié)合后，能夠?yàn)镻DA應(yīng)用提共無縫的藍(lán)牙解決方案。龍珠MX1能夠在操作、休眠及停止?fàn)顟B(tài)下耗用最低能量。外圍設(shè)備16灰度單色顯示,彩色STN顯示和彩色TFT顯示的LCD控制器多媒體加速器(MMA)、多媒體卡(MMC)/安全數(shù)位(SD)/記憶棒界面、先進(jìn)處理器核心及能源管理31MC9328MX1芯片主要優(yōu)勢(shì)低功耗穩(wěn)定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)多媒體加速功能藍(lán)牙應(yīng)用優(yōu)化有效的在手持設(shè)備上增加無線應(yīng)用服務(wù)適用各種終端設(shè)備如PDA和Smartphone等下一代無線通訊設(shè)備 32OS第一個(gè)通過PalmSource認(rèn)證兼容任何PalmOS都可在運(yùn)行支持PalmOS操作系統(tǒng)平臺(tái)微軟WindowsCE操作系統(tǒng)和PocketPCLinux操作系統(tǒng)SymbianEPOC技術(shù)33外部連接兩個(gè)必要的串行端口UART1和UART2能夠執(zhí)行高至1.875MHz的波特率并提供IrDA1.0支持一個(gè)32位FIFO-ON傳輸和32-位FIFO-ON接收決定了中斷負(fù)載和CPU處理該類通信的速度。一個(gè)可配置的串行外部接口（CSPI）可被配置為主接口或從屬接口執(zhí)行高至16位的寬帶數(shù)據(jù)傳輸傳輸接收都是高達(dá)16字節(jié)的FIFO最大時(shí)鐘頻率為24MHz34SSI/I2S（同步串行端口和Inter-IC聲音）支持用于外部音頻芯片或用于內(nèi)部處理器機(jī)間通信的普通SSI端口還支持用于外部數(shù)字聲頻芯片接口、飛利浦標(biāo)準(zhǔn)的Inter-IC聲音總線。35龍珠MX1的USB接口全速情況下（12MHz）符合通用串行總線規(guī)格1.1版，提供六個(gè)端點(diǎn)端點(diǎn)（0）可用于輸入和輸出，進(jìn)行管理，得到32字節(jié)FIFO支持，因而確定了32字節(jié)的最大信息包尺寸。端點(diǎn)（1-5）用于單向通訊（可選擇為進(jìn)或出）端點(diǎn)（1-2）由64位FIFO支持，端點(diǎn)（3-5）與32字節(jié)FIFO連接端點(diǎn)（3-5）能夠支持等時(shí)通訊導(dǎo)管端點(diǎn)（1-5）也支持控制，容積，和中斷導(dǎo)管用戶可培植的最大的信息包尺寸是8、16、32或64字節(jié)，只受片上緩沖器實(shí)際尺寸的限制當(dāng)USB框架發(fā)生時(shí)，等時(shí)通訊導(dǎo)管產(chǎn)生中斷信息包尺寸大小按通信性能的不同受到限制：用于等時(shí)端點(diǎn)的DMA接入受FIFO端點(diǎn)尺寸的限制下一個(gè)信息包僅在DMA服務(wù)于FIFO之后才能得到編程后的I/O能夠支持從0到1023字節(jié)的任意大小的數(shù)據(jù)包USB芯片自己供給能量，從而不需要從相連的USB設(shè)備上吸收能量，但是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要的情況下，它也能通過USB線纜獲得能量。該智能卡接口模式（SIM）符合ISO7816智能卡接口標(biāo)準(zhǔn)具有16字節(jié)深的FIFO傳送和32字節(jié)深的FIFO接收同時(shí)具有帶中斷功能的SIM卡識(shí)別特點(diǎn)。36龍珠藍(lán)牙加速器（BTA）提供基帶處理器還將一個(gè)跳躍頻率選擇協(xié)同處理器與傳送接收緩沖器結(jié)合起來直接支持摩托羅拉、松下半導(dǎo)體和飛利浦半導(dǎo)體的外部藍(lán)牙收發(fā)器還具有藍(lán)牙應(yīng)用計(jì)時(shí)器和低功耗管理能力的特點(diǎn)。37多媒體卡（Infineon規(guī)格）和安全數(shù)字（MMC/SD）主控制器磁心與2.2版本的MMC系統(tǒng)規(guī)格和1.0版本的SD存儲(chǔ)卡規(guī)格相兼容。多媒體卡還利用1/4信道與SDI/O規(guī)格0.8e相兼容。該標(biāo)準(zhǔn)支持高達(dá)10個(gè)MMC卡和一個(gè)SD。對(duì)于單獨(dú)的非混合MMC卡，Infineon規(guī)格達(dá)到30個(gè)單元。這個(gè)MMC/SD磁心支持熱插拔卡功能，數(shù)據(jù)速度達(dá)20Mb/s至80Mb/s。索尼的存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)－存儲(chǔ)棒(MemoryStick)主控制器(MSHC)磁心提供了一個(gè)內(nèi)置的8字節(jié)（4字組）FIFO緩沖，用于傳輸和接收、一個(gè)內(nèi)置CRC電路、和一個(gè)通過閱讀FIFO狀態(tài)的DMA支持。該磁心的超時(shí)設(shè)置可以中斷主處理器。它還具有檢查插拔執(zhí)行的檢測(cè)和16位寬主總線接入的特點(diǎn)（不支持8位寬）。38硬件規(guī)格輸入輸出電壓：1.62v～1.98v芯片電壓：1.62v～1.98v256接腳PBGA，14mmx14mmx1.3mm；0.8點(diǎn)距關(guān)于MX1的詳細(xì)資料，感興趣的讀者可以參考/semiconductors/

39龍珠MX1方塊圖40三、ARM芯片選擇的一般原則ARM芯片有多達(dá)十幾種的芯核結(jié)構(gòu)70多家芯片生產(chǎn)廠家千變?nèi)f化的內(nèi)部功能配置組合開發(fā)人員如何選擇方案？41(1)ARM芯核如果希望使用WinCE或Linux等操作系統(tǒng)以減少軟件開發(fā)時(shí)間就需要選擇ARM720T以上帶有MMU(MemoryManagementUnit)功能ARM芯片，ARM720T、StrongARM、ARM920T、ARM922T、ARM946T都帶有MMU功能ARM7TDMI沒有MMU不支持WindowsCE和大部分的Linux,但目前有uCLinux等少數(shù)幾種Linux不需要MMU的支持42(2)系統(tǒng)時(shí)鐘控制器系統(tǒng)時(shí)鐘決定了ARM芯片的處理速度ARM7的處理速度為0.9MIPS/MHz常見的ARM7芯片系統(tǒng)主時(shí)鐘為20MHz-133MHzARM9的處理速度為1.1MIPS/MHz常見的ARM9的系統(tǒng)主時(shí)鐘為100MHz-233MHz,ARM10最高可以達(dá)到700MHz不同芯片對(duì)時(shí)鐘的處理不同只有一個(gè)主時(shí)鐘頻率芯片可能不能同時(shí)顧及UART和音頻時(shí)鐘的準(zhǔn)確性如CirrusLogic的EP7312等；內(nèi)部時(shí)鐘控制器可以分別為CPU核和USB、UART、DSP、音頻等功能部件提供不同頻率的時(shí)鐘如PHILIPS公司的SAA7550等芯片43(3)內(nèi)部存儲(chǔ)器容量在不需要大容量存儲(chǔ)器時(shí)，可以考慮選用有內(nèi)置存儲(chǔ)器的ARM芯片芯片型號(hào)供應(yīng)商FLASH容量ROM容量SRAM容量AT91F40162ATMEL2MBytes256Kbytes4KBytesAT91FR4081ATMEL1MBytes128KBytesSAA7750Philips384KBytes64KbytesPUC3030AMicronas256KBytes56KbytesHMS30C7202Hynix192KBytes

ML67Q4001OKI256KBytes

LC67F500Snayo640KBytes32K44(4)USB接口許多ARM芯片內(nèi)置有USB控制器有些同時(shí)有USBHost和Slave控制器芯片型號(hào)ARM內(nèi)核供應(yīng)商USBSlaveUSBHostIIS接口S3C2410ARM920TSamsung121S3C2400ARM920TSamsung121S5N8946ARM7TDMIsamsung100L7205ARM720TLinkup110L7210ARM720TLinkup110EP9312ARM920TCirrusLogic031DragonballMX1ARM920TMotorola101SAA7750ARM720TPhilips101TMS320DSC2xARM7TDMITI100PUC3030AARM7TDMIMicronas105AAEC-2000ARM920TAgilent100ML67100ARM7TDMIOKI100ML7051LAARM7TDMIOKI100SA-1100StrongARMIntel100LH79531ARM7TDMISharp100GMS320C7201ARM720THynix10145(5)GPIO數(shù)量GPIO數(shù)量許多引腳是和地址線、數(shù)據(jù)線、串口線等引腳復(fù)用的在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要計(jì)算實(shí)際可以使用的GPIO數(shù)量46(6)中斷控制器ARM內(nèi)核只提供快速中斷(FIQ)和標(biāo)準(zhǔn)中斷(IRQ)兩個(gè)中斷向量。各個(gè)半導(dǎo)體廠家在設(shè)計(jì)芯片時(shí)加入了自己不同的中斷控制器，以便支持諸如串行口、外部中斷、時(shí)鐘中斷等硬件中斷合理的外部中斷設(shè)計(jì)很大程度減少任務(wù)調(diào)度的工作量PHILIPS公司的SAA7750所有GPIO都可以設(shè)置成FIQ或IRQ，并且可以選擇上升沿、下降沿、高電平、低電平四種中斷方式。紅外線遙控接收、指輪盤和鍵盤等任務(wù)都可以作為背景程序運(yùn)行CirrusLogic公司的EP7312芯片只有4個(gè)外部中斷源每個(gè)中斷源都只能是低電平或者高電平中斷接收紅外線信號(hào)時(shí)，就必須用查詢方式，會(huì)浪費(fèi)大量的CPU時(shí)間47(7)IIS接口IIS(IntegrateInterfaceofSound)集成音頻接口設(shè)計(jì)音頻應(yīng)用產(chǎn)品，IIS總線接口是必需的48(8)nWAIT信號(hào)外部總線速度控制信號(hào)不是每個(gè)ARM芯片都提供這個(gè)信號(hào)引腳利用這個(gè)信號(hào)與廉價(jià)的GAL芯片就可以實(shí)現(xiàn)與符合PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)的WLAN卡和Bluetooth卡的接口，而不需要外加高成本的PCMCIA專用控制芯片當(dāng)需要擴(kuò)展外部DSP協(xié)處理器時(shí)，此信號(hào)也是必需的。49(9)RTC(RealTimeClock)很多ARM芯片都提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，但方式不同。CirrusLogic公司的EP7312的RTC只是一個(gè)32位計(jì)數(shù)器，需要通過軟件計(jì)算出年月日時(shí)分秒SAA7750和S3C2410等芯片的RTC直接提供年月日時(shí)分秒格式

50(10)LCD控制器有些ARM芯片內(nèi)置LCD控制器，有的甚至內(nèi)置64K彩色TFTLCD控制器。在設(shè)計(jì)PDA和手持式顯示記錄設(shè)備時(shí)，選用內(nèi)置LCD控制器的ARM芯片如S1C2410較為適宜。51(11)PWM輸出脈沖寬度調(diào)制（PWM）有些ARM芯片有2~8路PWM輸出，可以用于電機(jī)控制或語音輸出等場(chǎng)合。152(12)ADC和DAC有些ARM芯片內(nèi)置2~8通道8~12位通用ADC，可以用于電池檢測(cè)、觸摸屏和溫度監(jiān)測(cè)等PHILIPS的SAA7750更是內(nèi)置了一個(gè)16位立體聲音頻ADC和DAC，并且?guī)Ф鷻C(jī)驅(qū)動(dòng)53(13)擴(kuò)展總線大部分ARM芯片具有外部SDRAM和SRAM擴(kuò)展接口不同的ARM芯片可以擴(kuò)展的芯片數(shù)量即片選線數(shù)量不同，外部數(shù)據(jù)總線有8位、16位或32位。某些特殊應(yīng)用的ARM芯片如德國(guó)Micronas的PUC3030A沒有外部擴(kuò)展功能54(14)UART和IrDA幾乎所有的ARM芯片都具有1~2個(gè)UART接口，可以用于和PC機(jī)通訊或用Angel進(jìn)行調(diào)試一般的ARM芯片通訊波特率為115,200bps少數(shù)專為藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)的ARM芯片的UART通訊波特率可以達(dá)到920Kbps，如Linkup公司的L7205。55(15)DSP協(xié)處理器芯片型號(hào)供應(yīng)商DSPcoreDSPMIPS應(yīng)用TMS320DSC2XTI16bitsC5000500DigitalCameraDragonBallMX1Motorola24bits56000

CD-MP3SAA7750Philips24bitsEPIC73CD-MP3VWS22100Philips16bitsOAK52GSMSTLC1502STD950

VOIPGMS30C3201Hynix16bitsPiccolo

STBAT75C220ATMEL16bitsOAK40IAAT75C310ATMEL16bitsOAK40x2IAAT75C320ATMEL16bitsOAK60X2IAL7205Linkup16bitsPiccolo

WirelessL7210Linkup16bitsPiccolo

wirelessQuatroOAK16bitsOAK

DigitalImage56(16)內(nèi)置FPGA有些ARM芯片內(nèi)置有FPGA，適合于通訊等領(lǐng)域。芯片型號(hào)供應(yīng)商ARM芯核FPGA門數(shù)引腳數(shù)EPXA1AlteraARM922T100K484EPXA4AlteraARM922T400K672EPXA10AlteraARM922T1000K1020TA7S20系列TriscendARM7TDMI多種多種57(17)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器和看門狗

一般ARM芯片都具有2~4個(gè)16位或32位時(shí)鐘計(jì)數(shù)器和一個(gè)看門狗計(jì)數(shù)器。

(18)電源管理功能

ARM芯片的耗電量與工作頻率成正比，一般ARM芯片都有低功耗模式、睡眠模式和關(guān)閉模式。

(19)DMA控制器

有些ARM芯片內(nèi)部集成有DMA(DirectMemoryAccess)可以和硬盤等外部設(shè)備高速交換數(shù)據(jù)，同時(shí)減少數(shù)據(jù)交換時(shí)對(duì)CPU資源的占用58還可以選擇的內(nèi)部功能部件有：HDLC,SDLC,CD-ROMDecoder,EthernetMAC,VGAcontroller,DC-DC。可以選擇的內(nèi)置接口有：IIC,SPDIF，CAN，SPI，PCI，PCMCIA。59封裝ARM芯片現(xiàn)在主要的封裝有QFP、TQFP、PQFP、LQFP、BGA、LBGA等形式BGA封裝具有芯片面積小的特點(diǎn)，可以減少PCB板的面積，但是需要專用的焊接設(shè)備，無法手工焊接一般BGA封裝的ARM芯片無法用雙面板完成PCB布線，需要多層PCB板布線。60十一、多芯核結(jié)構(gòu)ARM芯片的選擇為了增強(qiáng)多任務(wù)處理能力、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、多媒體以及網(wǎng)絡(luò)處理能力，某些供應(yīng)商提供的ARM芯片內(nèi)置多個(gè)芯核,常見的有ARM+DSP,ARM+FPGA,ARM+ARM等結(jié)構(gòu)

61(1)多ARM芯核為了增強(qiáng)多任務(wù)處理能力和多媒體處理能力，某些ARM芯片內(nèi)置多個(gè)ARM芯核。例如Portalplayer公司的PP5002內(nèi)部集成了兩個(gè)ARM7TDMI芯核，可以應(yīng)用于便攜式MP3播放器的編碼器或解碼器。MinSpeed公司在其多款高速通訊芯片中集成了2~4個(gè)ARM7TDMI內(nèi)核62(2)ARM芯核+DSP芯核為了增強(qiáng)數(shù)學(xué)運(yùn)算功能和多媒體處理功能，許多供應(yīng)商在其ARM芯片內(nèi)增加了DSP協(xié)處理器。通常加入的DSP芯核有ARM公司的PiccoloDSP芯核、OAK公司16位定點(diǎn)DSP芯核、TI的TMS320C5000系列DSP芯核、Motorola的56KDSP芯核等。63(3)ARM芯核+FPGA為了提高系統(tǒng)硬件的在線升級(jí)能力，某些公司在ARM芯片內(nèi)部集成了FPGA。64十一、主要ARM芯片供應(yīng)商目前可以提供ARM芯片的著名歐美半導(dǎo)體公司有：英特爾、德洲儀器、三星半導(dǎo)體、摩托羅拉、飛利浦半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體、億恒半導(dǎo)體、科勝訊、ADI公司、安捷倫、高通公司、Atmel、Intersil、Alcatel、Altera、CirrusLogic、Linkup、Parthus、LSIlogic、Micronas,SiliconWave、Virata、Portalplayerinc.、NetSilicon,Parthus。日本的許多著名半導(dǎo)體公司如東芝、三菱半導(dǎo)體、愛普生、富士通半導(dǎo)體、松下半導(dǎo)體等公司較早期都大力投入開發(fā)了自主的32位CPU結(jié)構(gòu)，但現(xiàn)在都轉(zhuǎn)向購買ARM公司的芯核進(jìn)行新產(chǎn)品設(shè)計(jì)。由于它們購買ARM版權(quán)較晚，現(xiàn)在還沒有可以銷售的ARM芯片，而OKI、NEC、AKM、OAK、Sharp、Sanyo、Sony、Rohm等日本半導(dǎo)體公司目前都已經(jīng)批量生產(chǎn)了ARM芯片。韓國(guó)的現(xiàn)代半導(dǎo)體公司也生產(chǎn)提供ARM芯片。國(guó)外也有很多設(shè)備制造商采用ARM公司的芯核設(shè)計(jì)自己的專用芯片，如美國(guó)的IBM、3COM和新加坡的創(chuàng)新科技等。我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)可以提供ARM芯片的公司有臺(tái)積電、臺(tái)聯(lián)電、華幫電子等。其它已購買ARM芯核，正在設(shè)計(jì)自主版權(quán)專用芯片的大陸公司有華為和中興。65主要ARM芯片供應(yīng)商及其代表性產(chǎn)品和主要應(yīng)用領(lǐng)域供應(yīng)商芯片1芯片2芯片3芯片4主要應(yīng)用IntelSA-110SA-1100SA-1110IXP1200PalmPC,NetworkTITMS320DSC21TMS320DSC24TMS320DSC25OMAP1510DigitalCameraSamsungS3C44B0XS3C2410S3C4510S5N8946ADSL,PDAMotorolaDragonballMX1

BT,PDAPhilipsSAA7750VWS22100VCS94250VWS26001MP3,GSM,3G,BTCirrusLogicEP7209EP7212EP7312EP9312GP,MP3LinkupL7200L7205L7210

WirelessATMELAT91R40XXXAT75C310AT76C901AT76C502GP,WirelessOKIML67100ML7051LAML67Q4000ML67Q2300GP,BTSharpLH75400/1LH79520LH79520LH79531/2/3LH7A400PortablehandheldQualcommMSP1000MSM3000MSM5000MSM6000CDMASTSTLC1502STw2400

VOIP,BTInfineonPMB7754

BTAna