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1、三星ARM开发流程与硬件设计 引入 现在带ARM核的CPU已经逐渐流行 三星公司的ARM芯片因为有优异的性价比而被广大用户使用 那么你知道 三星ARM7S3C4510CPU内部结构吗 该芯片的评估板SNDS100的工作原理吗 如何用ARM板进行调试开发吗 如何用S3C4510做设计自己的系统吗 学习目标 了解三星ARM7S3C4510CPU内部结构根据外围芯片和硬件 配置4510片内寄存器了解SNDS100电路原理用ARM开发板调试自己的程序初步设计自己的ARM系统 学习完本课程 您应该能够 课程内容 第一章ARM简介第二章三星ARM第三章SNDS100评估板介绍及电路原理图分析第四章ARM开
2、发及软件调试方法第五章S3C4510硬件设计 参考资料 S3C4510B用户手册user smanul um s3c4510b rev1 pdfS3C4510B应用手册ApplicationNote AN S3C4510B pdf 第一章ARM简介 第一节ARM公司简介第二节ARM处理器系列第三节ARM开发工具第四节ARM操作系统 第一节ARM公司简介 ARM AdvancedRISCmachines 公司是全球领先的16 32位微处理器知识产权设计供应商 1990年正式成立 它不介入芯片的生产销售 只向各大半导体制造商出售知识产权 现在设计 生产ARM芯片的国际大公司已经超过50多家 目前已
3、经占有75 以上的32位RISC嵌入式产品市场 在低功耗 低成本的嵌入式应用领域确立了市场领导地位 ARM公司的网址 第二节ARM处理器系列 ARM芯片有多达十几种的芯核结构 70多家芯片生产厂家ARM处理器目前有5个产品系列1 ARM7 ARM7TDMI ARM720T2 ARM9 ARM9TDMI ARM922T ARM920T RM940T3 ARM9E ARM966E S ARM946E S ARM926EJ S4 ARM10 ARM1022E ARM1020E5 SecureCore SC100 Intel的与ARM合作的两种ARM芯核StrongArmXScale 在所有ARM处理
4、器系列中 ARM7处理器得到了最广泛的应用 采用ARM7处理器作为内核生产新片的公司最多 ARM7系列最典型的两个处理器成员是ARM7TDMI和ARM720T 其中ARM7TDMI广泛用于嵌入式低端产品 如果希望使用WinCE或Linux等操作系统 就需要选择ARM720T以上带有MMU memorymanagementunit 功能的ARM芯片 ARM720T StrongARM ARM920T ARM922T ARM946T都带有MMU功能 而ARM7TDMI没有MMU 不支持WindowsCE和大部分的Linux 但目前有uCLinux等少数几种Linux不需要MMU的支持 第二节ARM
5、处理器系列 主要ARM芯片供应商及其代表性产品和主要应用领域 第二节ARM处理器系列 第三节ARM开发工具 1 集成环境 编译 连接 调试 ARMSDTADSMULTI2000TRACE32 ICD国内的有1 HitoolforARM开发系统2 EmbestIDEforARM2 两种JTAG硬件仿真器EPI公司的JEENIARM公司的Multi ICE国内的有1 西安傅立叶电子科技发展有限公司FFT ICE 2 2仿真器高性能的FFT ICE 价格是原装产品的三分之一 第三节ARM开发工具 2 复旦金海博科技有限公司ARM实时在线仿真器DRAGON ICE支持的ARM开发软件如下 SDT2 5
6、0 SDT2 51ADS1 0 ADS1 2MULTI2000系列版本ARM实时在线仿真器DRAGON ICE可仿真ARM7 ARM9内核的控制器芯片 3 初学者非商业用途 可自制JTAG调试头 用王云飞的jtag exe程序 SDT2 51来调试ARM程序 第三节ARM开发工具 JTAG原理图 第三节ARM开发工具 第四节ARM操作系统 ARM芯片还获得了许多实时操作系统供应商的支持 比较知名的有 WindowsCE Linux pSOS VxWorks Mucleus EPOC uC OS BeOS等 第二章三星ARM 第一节三星ARM简介第二节S3C4510结构第三节S3C4510CPU
7、状态与中断第四节寄存器与系统管理 第一节三星ARM简介 三星公司带ARM核的芯片产品型号很多 国内常用的ARM7 ARM9ARM7S3C44B0XWDT 16bitTimer UART IIC DMA IIS SPI Cache 8KB 10bitADC FP EDO SDRAMControl 256colorSTNS3C4510BARM7TDMI50MHz EthernetMAC HDLC UART IIC208QFPS3C4530ARM7TDMI50MHz SDRAMBurstMode EthernetMAC HDLC UART IIC208QFP2 ARM9S3C2410XARM920T
8、 MMU NANDFlashBootLoader ROM SRAM SDRAMControl STN TFTLCDControl TouchPanelControl MMC SDCard USB 10bitADC272FBGA S3C4510B是三星公司推出的针对嵌入式应用的16 32位嵌入式处理器 它的核心是基于ARM公司的ARM7TDMI实现的它是32位精简指令的微控制器 针对网络应用而设计 较多地用在以太网通信系统的集线器和路由器方面 它的原名 KS32C50100市场定位 低成本 高性能通过内置8K字节的cache SRAM和以太网控制器来降低系统成本 第二节S3C4510简介 低功耗
9、208个管脚QFP封装方式操作频率达到50MHz电源3 3伏 第二节S3C4510简介 S3C4510结构 第二节S3C4510简介 Register31个32bitregister6个Statusregister8KBCache SRAM一个10 100Mbps以太网控制器 提供MII接口两个HDLC通道 每个通道可支持10Mbps两个UART通道两个DMA通道两个32位定时 计数器18个可编程I O口中断控制器 支持21个中断源 包括4个外部中断支持SDRAM EDODRAM SRAM Flash等具有扩展外部总线JTAG逻辑测试部件 支持软 硬件开发 第二节S3C4510结构 第三节S3
10、C4510CPU状态与中断 ARM有两种指令集 16位THUMB指令集和32位ARM指令集 使用16位的存储器可以降低成本 在这种情况下 Thumb指令集的整体执行速度比ARM32位指令集快 而且提高了代码密度 所以一般用Thumb编译器将C语言程序编译成16位的代码 处理器一开始总在arm状态 可使用BX指令转换到thumb状态呼叫C程序 中断运作的一种方式bootrom中的中断向量表 0 x18中装载的是irq handler符号的地址 irq handler开始放置了一小程序 其中有将handleirq给pc赋值的语句 Handleirq在memory a中赋了dram base off
11、set值 Handleirq指向bootrom中的systemirqhandler systemirqhandler又是一段小程序 有跳转到c中断服务程序isr irqhandler的语句 第三章SNDS100评估板介绍及电路原理图分析 第一节SNDS100简介第二节SNDS100诊断代码第三节SNDS100电路原理分析 SNDS100外形 第一节SNDS100简介 SNDS100方框图 第一节SNDS100简介 SNDS100诊断代码在超级终端显示 波特率 38400串口1输出 第二节SNDS100诊断代码 第三节SNDS100电路原理分析 第四章ARM开发及软件调试方法 第一节进行ARM开
12、发需要掌握的知识第二节调试硬件环境第三节SDT的使用 第一节进行ARM开发需要掌握的知识 搞嵌入系统开发不像搞纯软件或纯硬件开发 它是一门综合性较强的技术 要有庞大的知识体系支撑才能深入下去 才能做出好的产品 一 硬件知识体系1 至少掌握一门单片机的开发 中断 定时器等概念的延续2 至少掌握一种EDA软件绘制原理图和PCB如protel powerpcb cadence等 如果要开发ARM9 还要会布高速PCB二 软件知识体系1 精通C语言 更加灵活的运用指针 如数组指针 函数指针 结构指针2 操作系统知识 我们将要面对uc os移植 uclinux的移植 uclinux内核编译及设备驱动程序
13、的编写 第一节进行ARM开发需要掌握的知识 3 RTOS软件开发如vxworks psos等4 网络协议及分析调试软件的使用 TCP IP UDP PING RARP PPP IGMP DCHP TELNET 另外 个人还要有较强的英语阅读能力和信息获取能力不断接受挑战 勇于获取新知识摩尔定律声称芯片上的晶体管数量每两年将翻一番 套用在嵌入式系统领域内 这就是说 不断地有功能更强 速度更快 价格更便宜的芯片产生 与之相适应 不断的有更好的调试手段和软件产生 这对嵌入式系统工程师既是极大的挑战 也是更好的机遇 谁能快速跟进 谁就赢得了未来 第二节调试硬件及软件环境 首先 要有一块开发板或是学习板
14、 目前市面上较多较便宜的是基于S3C4510B和S3C44B0X芯片的板子 这两种芯片便宜 功能也很完善 资源丰富 其次是有硬件调试器 有条件的可买在线仿真器 没有也可自制 目前较多使用14针JTAG和20针wiggler兼容JTAG 软件可使用SDT ADS 或IAR公司的IARFORARM也可使用自由软件linux 在该环境下使用gdb调试 使用uclinux操作系统 第三节SDT的使用 SDT设置 在ARMDebugger内设置 第三节SDT的使用 设置成REMOTE A方式 第三节SDT的使用 运行jtag exe 运行ADW 第三节SDT的使用 初始化系统及SDRAM 第五章S3C4
15、510硬件设计 第一节BOOTROM的设计第二节FLASHROM的设计第三节SDRAM的设计第四节如何使用自带网口第五节如何扩展网口第六节如何扩展LCD 第一节BOOTROM的设计 a bootrom的作用一般而言 bootrom中的程序主要作用是通过串口下载应用程序映象 例VxWorksimage 到ARMFlashROM 主要过程是初始化ARM硬件 初始化串口UART1 从串口接收应用程序映象到SDRAM 初始化FlashROM 最后将SDRAM中的应用程序映象写入FlashROM ARM串口与PC机串口连接 由PC机下载应用程序映象目标板上的FlashROM 如果应用程序较大 通过串口就
16、可能要花好几分钟才能将程序从PC机下载到目标机里 通过网口下载应用程序 速度将大大提高 这时 bootrom还要初始化网口 并且包含FTP客户端程序 b bootrom的大小 用多大的比较合适 用VXWORKS编译这样的bootrom为400多K字节 因此 bootrom可采用容量为512K字节的SST39vf040 该芯片的工作电压为3 3V 如果要选用工作电压为5v的芯片 可选择sst39sf040 c bootrom的数据线宽度设置在S3C4510复位时 系统自动选择bank0作为boot程序 Bank0的数据线宽度 由4510的73 74脚的逻辑电平来设定 B0SIZE 1 0 为01 byte10 halfword11 word d ROM的硬件连线片选 nRCS0写允许 nWEB notWRITEBYEENABLE 第一节BOOTROM的设计 第二节FLASHROM的设计 如果跑上操作系统 应用程序将大于512K字节 a flashrom总容量4510最多允许6个bankrom sram 总容量为4Mwords b 选用flashrom的例子可选用sst39vf16016M
