《§9电本嵌入式系统课件第4章基于S3C2410的系统硬件设计1章节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《§9电本嵌入式系统课件第4章基于S3C2410的系统硬件设计1章节（124页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 4 章 S3C2410处理器硬件结构,4.1 S3C2410处理器概述,S3C2410是Samsung公司推出的16/32位RISC处理器，CPU内核采用的是ARM公司设计的16/32位ARM920T RISC处理器。,S3C2410A提供一组完整的系统外围设备：,1.8V/2.0V内核供电，3.3V存储器供电，3.3V外部I/O供电； 具有16KB的ICache和16KB的DCache以及MMU； 外部存储器控制器； LCD控制器提供1通道LCD专用DMA； 4通道DMA并有外部请求引脚； 3通道UART和2通道SPI； 1通道多主机IIC总线和1通道IIS总线控制器； SD主接口版本1
2、.0和MMC卡协议2.11兼容版；,2个USB主设备接口，1个USB从设备接口； 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； 电源控制模式包括：正常、慢速、空闲和掉电四种模式； 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。,4.2 ARM2410引脚介绍,S3C2410共有272个引脚，采用FBGA封装形式。 主要分为总线控制信号，各类元器件接口信号以及电源时钟控制信号。,在S3C2410的地址空间0X48000000与0X60000000之间，存在大量的SFR(Special Function
3、Register),用于实现内部及外围模块的控制。,4.3 特殊功能寄存器(SFR）,第 5 章 基于S3C2410的系统硬件设计,主要内容,1,3,2,4,存储器,I/O口,定时器,中断,5,UART,6,DMA,触摸屏,7,8,9,10,11,LCD,USB设备的数据收发,音频录放,键盘和LED控制,5.1存储器设计,一、存储器的分类 主要分为ROM和RAM 1、RAM RAM有两大类：静态RAM，动态RAM 静态RAM（Static RAM/SRAM） SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。,动态R
4、AM（Dynamic RAM/DRAM） DRAM速度比SRAM慢，不过还是比任何的ROM都要快，价格上来说相比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。 在ARM中使用的SDRAM(同步 DRAM Synchronous DRAM ），就是动态数据存储器,“动态”，指的是当我们将数据写入DRAM后，经过一段时间，数据会丢失，因此需要一个额外电路进行内存刷新操作。,2、ROM ROM也有很多种: PROM是可编程的ROM， PROM是一次性的，也就是软件灌入后，就无法修改了，这种是早期的产品。 EPROM（可擦除可编程ROM）通过紫外光的照射擦出原先的程序，是一种通用的存储器。 EEPRO
5、M是通过电子擦出，价格很高，写入时间很长，写入很慢。,FLASH存储器又称闪存，不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据. Flash主要有两种NOR Flash和NADN Flash。 NOR FLASH的主要供应商是INTEL 等厂商，曾经是FLASH的主流产品。 它的优点是可以直接从FLASH中运行程序，但是工艺复杂，价格比较贵。 NAND FLASH的主要供应商是SAMSUNG和东芝，比NOR FLASH拥有更大存储容量，而且便宜。市场主流 缺点：就是无法寻址直接运行程序，只能存储数据。容易出现坏区，所以需要有校验的算法。,3、嵌入式使用的
6、存储器 ARM嵌入式系统经常使用NAND Flash存储器存放启动程序，在SDRAM上执行主程序代码，速度较快。 S3C2410 为支持NAND Flash的启动装载，在器件内部配置了一个叫Steppingstone的内部缓冲器，当系统启动时， NAND Flash中的前4k被自动加载到缓冲器中，实现启动代码的启动。,NAND Flash的工作方式,二、2410 存储器映像,地址空间： 共1G字节，分为8个块banks，每bank有128M字节。 8个块banks为bank0bank7, 其中6个banks用于ROM，SRAM等，剩下2个banks用于ROM，SRAM，SDRAM等,存储器映射
7、, 2410外部27条地址线，访问128M的存储器空间。 8个块有nGCS70外部引脚选定,特点： 1、支持小/大端（通过软件选择） 2、6个banks用于ROM，SRAM等，剩下2个banks用于ROM，SRAM，SDRAM等 3、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，bank6bank7的大小是可编程的 4、所有存储器bank的访问周期都是可编程的 5、支持SDRAM的自刷新和掉电模式 6、地址空间：bank0只能是16/32位宽，其他bank都具有可编程的访问大小，可以是8/16/32位宽。,Bank0的说明 作为引
8、导ROM，地址映射到0X00000000。 外部引脚OM10决定了bank0的总线宽度,5.1.3 内存控制器,为访问外部存储器提供控制信号，2410提供了13个特殊寄存器，对存储器进行控制。 1、BWSCON总线宽度控制寄存器 功能：控制各组存储器的总线宽度和访问周期 每4位控制一个BANK，最高位对应BANK7 BWx:设置相应BANK的位宽。00：8 ，01：16，10：32 WSx :是否使用存储器等待信号，通常为0 STx :启动禁止SDRAM掩码引脚，其中SDRAM:0，SRAM:1,BWSCON=22111120 设置bank1，bank6,7为32位，其余16位，注意：bank
9、0不需要程序设定，由外部引脚设定,2、BANKCONn 总线控制寄存器，可控制各bank的nGCS时序 BANKCON0-BANKCON5默认值为0x700，访问周期为14个周期。 BANKCON6,和BANKCON7： 位16:15MT表示存储器类型：11=SDRAM 位32Trcdx延时 设定为01=3个时钟周期 位10SCAN:列地址数01=9个周期 BANKCON6,7=0x18005,3、REFRESH 刷新寄存器，用于SDRAM的自动刷新 23REFEN:刷新控制位，置1使能SDRAM刷新 22TREFMD:刷新方式，0自动刷新 2120Trp:控制SDRAM预充电时间 00=2个
10、时钟周期，01=3个，10=4个 1918Tsrc:控制SDRAM半行周期时间 11=7个时钟周期，00=4个，01=5个，10=6个 100REFCNT:刷新计数器值=1113=459H REFRESH=8C0459,4、BANKSIZE 组大小编程寄存器，设置BANK6，BANK7的大小。 20控制bank6,7的存储器映射 100 2M 0X30000000-301FFFFF(bank6) 101 4M 0X30000000-303FFFFF(bank6) 8M 0X30000000-307FFFFF(bank6) 16M 0X30000000-30FFFFFF(bank6) 000 3
11、2M 0X30000000-31FFFFFF(bank6) 001 64M 0X30000000-33FFFFFF(bank6) 010 128M 0X30000000-37FFFFFF(bank6) BANKSIZE=0X32,5、MRSRB6，MRSRB7 SDRAM模式设定寄存器 MRSRB6,7=0X30 设定SDRAM反应时间为3个时钟周期。,程序： SMRDATA DATA DCD 0X22111120 ;BWSCON DCD 0X0700;BANKCON0 DCD 0X0700; BANKCON1 DCD 0X0700; BANKCON2 DCD 0X0700; BANKCON3
12、 DCD 0X0700; BANKCON4 DCD 0X0700; BANKCON5 DCD 0X18005 ; BANKCON6 DCD 18005 ; BANKCON7 DCD 0X8C0459; REFRSH DCD 0x32 ;BAKSIZE DCD 0x30 ;MRSR6 DCD 0x30 ;MRSR7,寄存器名 地址 BWSCON 0x48000000 BANKCON0 0x48000004 BANKCON1 0x48000008 BANKCON2 0x4800000c BANKCON3 0x48000010 BANKCON4 0x48000014 BANKCON5 0x48000
13、018 BANKCON6 0x4800001c BANKCON7 0x48000020 REFRSH 0x48000024 BAKSIZE 0x48000028 MRSR6 0x4800002c MRSR7 0x48000030,;/Set memory control registers ldr r0,=SMRDATA ldr r1,=BWSCON ;/BWSCON Address add r2, r0, #52 ;/End address of SMRDATA 0 ldr r3, r0, #4 str r3, r1, #4 cmp r2, r0 bne %B0,主要内容,1,3,2,4,存
14、储器,I/O口,定时器,中断,5,UART,6,DMA,触摸屏,7,8,9,10,11,LCD,USB设备的数据收发,音频录放,键盘和LED控制,5.2 I/O口,5.2.1 I/O工作原理 一、 I/O口简介 S3C2410A共有117个多功能复用I/O口，分为8组： PORT APORT H。 PORT A可做作为功能口，输出口使用； PORT BPORT H作输入输出口，功能口使用。 8组I/O口按照其位数的不同，可分为23位，11位，16位，8位： 1个23位的输出口（PORT A） 2个11位的I/O口（PORT B 和PORT H） 4个16位的I/O口（PORT C、PORT D
15、、PORT E、PORT G） 1个8位的I/O口（PORT F）,二、I/O口控制寄存器,配置I/O口功能，需要通过设置一系列寄存器来实现，寄存器包括： 1、端口控制寄存器（GPACONGPHCON) 功能：用于定义每个引脚的功能 说明：PORTA与PORTBPORTH在功能选择方面有所不同 GPACON每一位对应一根引脚（23根） 0 ：输出引脚 1：功能引脚，主要是用地址线 A端口主要用于功能口，作为地址线使用 GPBCONGPHCON:每两位控制一根引脚 “00”：输入，“01”：输出，“10”:功能引脚,”11”保留,例1：引脚端口作输入，如图所示： 则GPBCON寄存器的值（32位
16、）为： xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx 0000 0000xxxx,按键的输入值在GPBDAT寄存器的第2,3,4,5位上，对应外部的输入值,2、端口数据寄存器（GPADATGPHDAT) 功能：用于读写引脚 说明：每一个引脚对应寄存器中的一位 当引脚设为输入，读此寄存器可知相应引脚的电平状态，当引脚设为输出时，写此寄存器的相应位即可令引脚输出相应位。,3、端口上拉寄存器(GPBUPGPHUP) 功能：用于控制每组端口的上拉电阻。 1：相应引脚无上拉电阻 0:相应引脚使用内部上拉电阻,说明：上拉电阻的作用，当GPIO引脚处于第三态时，引脚的状态由上拉电阻决定。,5.2.2 端口的程序设计（使用软
