《第3章 32 Bit RISC微处理器 S3C2410A》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第3章 32 Bit RISC微处理器 S3C2410A(91页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 32 Bit RISC微处理器S3C2410A,3.1 S3C2410A简介,3.1.1 S3C2410A内部结构S3C2410是Samsung公司推出的16/32位RISC处理器,主要面向高性价比、低功耗的手持设备应用。S3C2410有S3C2410X和S3C2410A两个型号,A型是X型的改进型,具有更好的性能和更低的功耗。为了降低系统的成本,S3C2410A在片上集成了单独的16KB指令Cache和16KB数据Cache、用于虚拟存储器管理的MMU、支持STN和TFT的LCD控制器、NAND Flash Boot Loader、系统管理器(片选逻辑和SDRAM控制器)、3通道UA
2、RT、4通道DMA、4通道PWM定时器、I/O口、RTC、8通道10位ADC和触摸屏接口、I2C总线接口、I2S总线接口、USB主设备、USB从设备、SD主卡和MMC(Multi Media Card,多媒体卡)卡接口、2通道的SPI(Serial Peripheral Interface,串行外围设备接口)以及PLL时钟发生器。S3C2410A的CPU内核采用的是16/32位ARM920T 内核,同时还采用了AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture,先进的微控制器总线体系结构)新型总线结构。,ARM920T采用了MMU,AMBA总线和Har
3、vard高速缓存体系结构,该结构具有独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache,每个Cache都是由8字长的行组成的。S3C2410A提供一组完整的系统外围设备接口,从而大大减少了整个系统的成本,省去了为系统配置额外器件的开销。S3C2410A集成的片上功能包括: 内核电压1.8V/2.0V,存储器电压3.3V,外部I/O电压3.3V; 具有16KB的I-Cache和16KB的D-Cache以及MMU; 外部存储器控制器(SDRAM控制和片选逻辑); LCD控制器(最大支持4K彩色STN和256K彩色TFT)提供1通道LCD专用DMA; 4通道DMA并有外部请求引脚端; 3通道UAR
4、T(IrDAl.0,16字节Tx FIFO和16字节Rx FIFO)/2通道SPI; 1通道多主设I2C总线和1通道I2S总线控制器; 版本1.0SD主接口和2.11兼容版MMC卡协议;, 2个USB主设接口/1个USB从设接口(版本1.1); 4通道PWM定时器和1通道内部定时器; 看门狗定时器; 117位通用I/O口和24通道外部中断源; 电源控制模式有正常、慢速、空闲和电源关断4种模式; 8通道10位ADC和触摸屏接口; 具有日历功能的RTC; 使用PLL的片上时钟发生器。 S3C2410A的内部结构方框图如图3.1.1所示。,图3.1.1 S3C2410A内部结构方框图,3.1.2 S
5、3C2410A的技术特点 S3C2410A具有如下特点:1体系结构 采用ARM920T CPU内核,具有16/32位RISC体系结构和强大的指令集,为手持设备和通用嵌入式应用提供片上集成系统解决方案; 增强的ARM体系结构MMU,支持WinCE、EPOC 32和Linux; 使用指令Cache、数据Cache、写缓冲器和物理地址TAG RAM减少主存储器带宽和反应时间对性能的影响; ARM920T CPU内核支持ARM调试体系结构; 内部采用先进的微控制器总线体系结构(AMBA)(AMBA2.0,AHB/APB)。2.系统管理器 支持小大端方式。 地址空间:每bank 128 MB(byte)
6、(总共1GB)。, 每个bank支持可编程的8/16/32位数据总线宽度。 bank0bank6都采用固定的bank起始地址。 bank7具有可编程的bank起始地址和大小。 8个存储器bank: 一6个用于ROM、SRAM及其他; 一2个用于ROM、SRAM和同步DRAM。 所有的存储器bank都具有可编程的访问周期。 支持使用外部等待信号来填充总线周期。 支持掉电时的SDRAM自刷新模式。 支持各种类型的ROM启动(booting),包括NOR/NAND Flash和EEPROM等。3NAND Flash Boot Loader(启动装载) 支持从NAND Flash存储器的启动。,采用4
7、 KB内部缓冲器用于启动引导。 支持启动之后NAND存储器仍然作为外部存储器使用。4Cache存储器 I-Cache(16 KB)和D-Cache(16 KB)为64路组相联Cache。 每行8字长度,其中每行带有一个有效位和两个脏位(dirty bits)。 采用伪随机数或循环替换算法。 采用写直达(Write-through)或写回(Write-back)Cache操作来更新主存储器。 写缓冲器可以保存16个字的数据值和4个地址值。5时钟和电源管理 片上MPLL和UPLL: 一UPLL产生用于USB主机设备操作的时钟; 一MPLL产生操作MCU的时钟,时钟频率最高可达266 MHz(2.0
8、V内核电压)。, 通过软件可以有选择地为每个功能模块提供时钟。 电源模式包括正常、慢速、空闲和掉电模式: 一正常模式为正常运行模式; 一慢速模式为不加PLL的低时钟频率模式; 一空闲模式只停止CPU的时钟; 一掉电模式切断所有外设和内核的电源。 可以通过EINT15:0或RTC报警中断从掉电模式中唤醒处理器。6中断控制器 55个中断源(1个看门狗定时器、5个定时器、9个UART、24个外部中断、4个DMA、2个RTC、2个ADC、1个I2C、2个SPI、1个SDI、2个USB、1个LCD和1个电池故障); 支持电平边沿触发模式的外部中断源; 可编程的电平边沿触发极性; 为紧急中断请求提供快速中
9、断服务(FIQ)支持。,7具有脉冲宽度调制(PWM)的定时器 具有PWM功能的4通道16位定时器,可基于DMA或中断操作的1通道16位内部定时器; 可编程的占空比周期、频率和极性; 能产生死区; 支持外部时钟源。8RTC(实时时钟) 完整的时钟特性:秒、分、时、日期、星期、月和年; 工作频率32.768 kHz; 具有报警中断; 具有时钟滴答中断。9通用I/O口 24个外部中断口; 多路复用的I/O口。,10UAR 3通道UART,可以基于DMA模式或中断模式操作; 支持5位、6位、7位或者8位串行数据发送接收(Tx/Rx); 支持外部时钟作为UART的运行时钟(UEXTCLK); 波特率可编
10、程; 支持IrDA 1.0; 支持回环(Loopback)测试模式; 每个通道内部都具有16字节的发送FIFO和16字节的接收FIFO 。11DMA控制器 4通道的DMA控制器; 支持存储器到存储器、I/O到存储器、存储器到I/O和I/O到I/O的传送; 采用突发传送模式提高传送速率。12AD转换和触摸屏接口 8通道多路复用ADC; 转换速率最大为500 KSPS(Kilo Samples Per Second,每秒采样千点),10位分辨率。,13LCD控制器STN LCD显示特性 支持3种类型的STN LCD显示屏:4位双扫描、4位单扫描和8位单扫描显示类型; 对于STN LCD支持单色模式
11、、4级灰度、16级灰度、256彩色和4 096彩色; 支持多种屏幕尺寸,典型的屏幕尺寸有:640480,320240,160160; 最大虚拟屏幕大小是4 MB; 在256彩色模式下支持的最大虚拟屏幕尺寸是:4 0961 024,2 0482 048,1 0244 0960或者其它尺寸。14. TFT(Thin Film Transistor,薄膜场效应晶体管)彩色显示特性 彩色TFT支持1、2、4或8bpp(bit per pixel,每像素所占位数)调色显示; 支持16bpp无调色真彩显示; 在24bpp模式下支持最大16M彩色TFT;,支持多种屏幕尺寸,典型的屏幕尺寸有:640480,3
12、20320,160160或者其它尺寸; 最大虚拟屏大小是4 MB; 在64彩色模式下支持的最大虚拟屏幕尺寸是:2 0481 024或者其它尺寸。15看门狗定时器 16位看门狗定时器; 定时器溢出时产生中断请求或系统复位。16I2C总线接口 1通道多主机I2C总线; 串行、8位、双向数据传送,在标准模式下数据传送速率可达100kb/s,在快速模式下可达400kb/s。17I2S总线接口 1通道音频I2S总线接口,可基于DMA方式操作; 串行,每通道8/16位数据传输;,串行,每通道8/16位数据传输; 发送和接收(Tx/Rx)具备128字节FIFO(64字节发送FIFO64字节接收FIFO);
13、支持I2S格式和MSB-justified数据格式。18USB主设备 2个USB主设接口; 遵从OHCI Revl.0标准; 兼容USB Verl.1标准。19USB从设备 1个USB从设接口; 具备5个USB设备端口; 兼容USB Verl.1标准。20SD主机接口 兼容SD存储卡协议1.0版; 兼容SDIO卡协议1.0版;,发送和接收采用字节FIFO; 基于DMA或中断模式操作; 兼容MMC卡协议2.11版。21SPI接口 兼容2通道SPI协议2.11版; 发送和接收采用2字节的移位寄存器; 基于DMA或中断模式操作。22工作电压 内核电压:1.8V,最高工作频率200 MHz(S3C24
14、10A-20);2.0 V,最高工作频率266 MHz(S3C2410A-26)。 存储器和I/O电压:3.3 V。23封装 采用272-FBGA封装。,3.2 S3C2410A存储器控制器,3.2.1 S3C2410A的存储器控制器特性S3C2410A的存储器控制器提供访问外部存储器所需要的存储器控制信号,具有以下特性: 支持小大端(通过软件选择)。 地址空间:每个bank有128 MB(总共有8个bank,共1 GB)。 除bank0只能是16/32位宽之外,其他bank都具有可编程的访问位宽(8/16/32位)。 总共有8个存储器bank(bank0bank7):一其中6个用于ROM,SRAM等;一剩下2个用于ROM,SRAM,SDRAM等。 7个固定的存储器bank(bank0bank6)起始地址。 最后一个bank(bank7)的起始地址是可调整的。 最后两个bank(bank6和bank7)的大小是可编程的。,