接口技術(shù)4S3C2410結(jié)構(gòu)介紹

1、2021-9-20第第4章章 S3C2410概述及應(yīng)用實例概述及應(yīng)用實例2基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求1. 1. 掌握掌握S3C2410S3C2410的的體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)特點。特點。2.2.掌握掌握S3C2410S3C2410芯片所集成的芯片所集成的外圍部件外圍部件及及主要功能主要功能。3.3.了解嵌入式了解嵌入式實驗開發(fā)系統(tǒng)實驗開發(fā)系統(tǒng)。4.4.掌握嵌入式軟件掌握嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境開發(fā)環(huán)境的使用。的使用。5.5.了解了解ARMARM選型選型時需要考慮哪些因素。時需要考慮哪些因素。2021-9-204.1 工作場景導(dǎo)入工作場景導(dǎo)入4基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)工

2、作場景一工作場景一基于基于S3C2410的數(shù)字電子鐘。的數(shù)字電子鐘。如果用如果用S3C2410芯片制作電子鐘，請寫出電子芯片制作電子鐘，請寫出電子鐘的基本功能，以及用到了哪些片內(nèi)外圍接口鐘的基本功能，以及用到了哪些片內(nèi)外圍接口設(shè)備。設(shè)備。5基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)引導(dǎo)問題引導(dǎo)問題（1）ARM9TDMI、ARM920T、S3C2410之間是什么關(guān)系？之間是什么關(guān)系？（2）S3C2410有哪些片上外圍設(shè)備？有哪些片上外圍設(shè)備？（3）嵌入式實驗開發(fā)系統(tǒng)的作用是什么？）嵌入式實驗開發(fā)系統(tǒng)的作用是什么？（4）嵌入式處理器選型應(yīng)考慮哪些因素？）嵌入式處理器選型應(yīng)考慮哪些因素？6基于ARM的嵌入式系統(tǒng)

3、接口技術(shù)工作場景一工作場景一在在ADS集成開發(fā)環(huán)境中調(diào)試數(shù)碼管動態(tài)掃描集成開發(fā)環(huán)境中調(diào)試數(shù)碼管動態(tài)掃描程序程序 在在ADS中調(diào)試第三章工作場景二的程序，在實中調(diào)試第三章工作場景二的程序，在實驗箱上用數(shù)碼管顯示穩(wěn)定的驗箱上用數(shù)碼管顯示穩(wěn)定的012345。7基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)引導(dǎo)問題引導(dǎo)問題如何使用集成開發(fā)環(huán)境開發(fā)嵌入式裸機(jī)程序？如何使用集成開發(fā)環(huán)境開發(fā)嵌入式裸機(jī)程序？2021-9-204.2 Samsung S3C2410簡介簡介9基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.2.1 認(rèn)識認(rèn)識S3C2410Samsung S3C2410 微處理器是一款由微處理器是一款由Samsung Elect

4、ronics Co.,Ltd 為手持設(shè)備設(shè)計的低功耗、高為手持設(shè)備設(shè)計的低功耗、高集成度的微處理器。集成度的微處理器。Samsung S3C2410微處理器片內(nèi)集成微處理器片內(nèi)集成ARM920T內(nèi)內(nèi)核。核。S3C2410微處理器最高主頻可達(dá)微處理器最高主頻可達(dá)203MHz，內(nèi)核工，內(nèi)核工作電壓為作電壓為1.8/2.0V，存儲器供電電壓為，存儲器供電電壓為3.3V，外部，外部I/O設(shè)備的供電電壓也是設(shè)備的供電電壓也是3.3V，采用，采用272 腳腳FBGA 封封裝，支持裝，支持WINCE、LINUX、SYMBIAN等嵌入式操等嵌入式操作系統(tǒng)。作系統(tǒng)。 10基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)封裝封裝1

5、1基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)12基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)272-FBGA引腳分配及順序引腳分配及順序13基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.2.2 S3C2410的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)一、一、S3C2410體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)為手持設(shè)備和通用嵌入式應(yīng)用提供片上集成系統(tǒng)解決為手持設(shè)備和通用嵌入式應(yīng)用提供片上集成系統(tǒng)解決方案方案16/32位位RISC體系結(jié)構(gòu)和體系結(jié)構(gòu)和ARM920T內(nèi)核強大的指令集內(nèi)核強大的指令集加強的加強的ARM體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)MMU用于支持用于支持wince,linux指令高速存儲緩沖器，數(shù)據(jù)高速存儲緩沖器，寫緩沖指令高速存儲緩沖器，數(shù)據(jù)高速存儲緩沖器，寫緩沖器和物理地址器

6、和物理地址TAG RAM減少主存帶寬和響應(yīng)性帶來的減少主存帶寬和響應(yīng)性帶來的影響影響采用采用ARM920T CPU內(nèi)核支持內(nèi)核支持ARM調(diào)試體系結(jié)構(gòu)調(diào)試體系結(jié)構(gòu)內(nèi)部高級微控制總線內(nèi)部高級微控制總線(AMBA)體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)(AMBA2.0，AHB/APB)14基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)二、系統(tǒng)（存儲）管理二、系統(tǒng)（存儲）管理支持大、小端模式（通過外部引腳來選擇）；支持大、小端模式（通過外部引腳來選擇）；尋址空間：尋址空間：bank為為128M字節(jié)，字節(jié)，(總共總共1G字節(jié)字節(jié))；支持可編程設(shè)置的每支持可編程設(shè)置的每bank8位、位、16位或位或32位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線帶寬；帶寬；(ban

7、k0-16/32)從從bank0到到bank6采用固定的采用固定的bank起始尋址；起始尋址；bank7具有可編程的具有可編程的bank起始地址和大??；起始地址和大?。?個存儲器個存儲器bank:其中其中6個適用于個適用于ROM,SRAM和其他和其他另外另外2個適用于個適用于ROM/SRAM和同步和同步DRAM所有存儲器所有存儲器bank都具有可編程的操作周期；都具有可編程的操作周期；支持外部等待信號延長總線周期；支持外部等待信號延長總線周期；支持掉電時的支持掉電時的SDARM自動刷新模式；自動刷新模式；支持各種型號的支持各種型號的ROM引導(dǎo)引導(dǎo)(NOR/NAND、EEPROM) 支持的系統(tǒng)管

8、理支持的系統(tǒng)管理15基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)16基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)三、三、 NAND Flash啟動引導(dǎo)啟動引導(dǎo) 支持使用支持使用NAND Flash作為系統(tǒng)引導(dǎo)存儲器作為系統(tǒng)引導(dǎo)存儲器系統(tǒng)復(fù)位后，自動復(fù)制系統(tǒng)復(fù)位后，自動復(fù)制NAND Flash起始的起始的4KB數(shù)據(jù)至內(nèi)部緩沖存儲器，進(jìn)行啟動引導(dǎo)數(shù)據(jù)至內(nèi)部緩沖存儲器，進(jìn)行啟動引導(dǎo)系統(tǒng)啟動后，系統(tǒng)啟動后，NAND Flash仍然可以作為普通的仍然可以作為普通的外部存儲器使用外部存儲器使用17基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)四、四、Cache存儲器存儲器64項全相連模式，采用項全相連模式，采用16KB指令指令/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)Cache；

9、每行每行8字長度，其中每行帶有一個有效位和兩個字長度，其中每行帶有一個有效位和兩個dirty位；位；偽隨機(jī)數(shù)或輪轉(zhuǎn)循環(huán)替換算法；偽隨機(jī)數(shù)或輪轉(zhuǎn)循環(huán)替換算法；采用寫穿式采用寫穿式(write-through)或?qū)懟厥交驅(qū)懟厥?write-back) cache操作來更新主存儲器操作來更新主存儲器(主內(nèi)存和緩沖區(qū)內(nèi)容之主內(nèi)存和緩沖區(qū)內(nèi)容之間保持一致間保持一致)；寫緩沖器可以保存寫緩沖器可以保存16個字的數(shù)據(jù)和個字的數(shù)據(jù)和4個地址；個地址；18基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)五、時鐘和電源管理五、時鐘和電源管理片上片上MPLL和和UPLL：采用采用UPLLUPLL產(chǎn)生操作產(chǎn)生操作USBUSB主機(jī)主機(jī)/

10、 /設(shè)備的時鐘設(shè)備的時鐘MPLLMPLL產(chǎn)生最大產(chǎn)生最大266MHz266MHz操作操作MCUMCU所需要的時鐘所需要的時鐘通過軟件可以選擇性地為每個功能模塊提供時鐘；通過軟件可以選擇性地為每個功能模塊提供時鐘；電源模式電源模式：正常、慢速、空閑和掉電模式：正常、慢速、空閑和掉電模式正常模式：正常運行模式；正常模式：正常運行模式；慢速模式：不帶慢速模式：不帶PLLPLL的低頻時鐘；的低頻時鐘；空閑模式：只使空閑模式：只使CPUCPU的時鐘停止；的時鐘停止；掉電模式：所有外設(shè)和內(nèi)核的電源都切斷了。掉電模式：所有外設(shè)和內(nèi)核的電源都切斷了。可通過可通過EINT15:0或或RTC警告中斷來從掉電模式中

11、警告中斷來從掉電模式中喚醒處理器。喚醒處理器。19基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)六、中斷控制器六、中斷控制器55個中斷源（個中斷源（1個看門狗定時器，個看門狗定時器，5個定時器，個定時器，9個個UART，24個外部中斷，個外部中斷，4個個DMA，2個個RTC，2個個ADC，1個個IIC中斷，中斷，2個個SPI，1個個USB，1個個LCD和和1個電池故障）；個電池故障）；電平電平/邊沿觸發(fā)模式的外部中斷源；邊沿觸發(fā)模式的外部中斷源；可編程的電平可編程的電平/邊沿觸發(fā)極性；邊沿觸發(fā)極性；支持緊急中斷請求的支持緊急中斷請求的FIQ（快速中斷請求）。（快速中斷請求）。20基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)

12、七、帶七、帶PWM的定時器（脈寬可調(diào)制）的定時器（脈寬可調(diào)制）4通道通道16位帶位帶PWM的定時器，的定時器，1通道通道16位基于位基于DMA或基于中斷的內(nèi)部定時器；或基于中斷的內(nèi)部定時器；可編程的占空比周期、頻率和極性；可編程的占空比周期、頻率和極性；死區(qū)（死區(qū)（Dead-zone）產(chǎn)生器；）產(chǎn)生器；支持外部時鐘源。支持外部時鐘源。21基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù) 八、實時時鐘八、實時時鐘RTC全時鐘特點：秒、分、時、日期、星期、月、年；全時鐘特點：秒、分、時、日期、星期、月、年；運行于運行于32.768KHz；CPU喚醒的報警中斷；喚醒的報警中斷；時間滴答（時間滴答（Time tick）

13、中斷。）中斷。 九、通用輸入輸出端口九、通用輸入輸出端口24個外部中斷端口；個外部中斷端口；117個（多功能）復(fù)用輸入輸出口。個（多功能）復(fù)用輸入輸出口。22基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)十、十、UART3通道基于通道基于DMA或基于中斷的或基于中斷的UART；支持支持5位、位、6位、位、7位、位、8位串行數(shù)據(jù)傳送位串行數(shù)據(jù)傳送/接收；接收；支持使用外部時鐘作為支持使用外部時鐘作為UART運行時鐘；運行時鐘；可編程的波特率；可編程的波特率；支持支持IrDA 1.0（115.2kbps）；）；支持測試用的自回環(huán)模式；支持測試用的自回環(huán)模式；每個通道有每個通道有16個字節(jié)的發(fā)送個字節(jié)的發(fā)送FIFO

14、和和16個字節(jié)的個字節(jié)的接收接收FIFO 。23基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)十一、十一、DMA控制器控制器4通道的通道的DMA控制器；控制器；支持存儲器到存儲器、支持存儲器到存儲器、I/O到存儲器、存儲器到到存儲器、存儲器到IO、IO到到IO的傳輸；的傳輸；DMA傳輸支持猝發(fā)模式傳輸支持猝發(fā)模式十二、十二、A/D轉(zhuǎn)換和觸摸屏接口轉(zhuǎn)換和觸摸屏接口8通道多路復(fù)用通道多路復(fù)用ADC；最大轉(zhuǎn)換速率最大轉(zhuǎn)換速率500KSPS/10位精度。位精度。24基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)十三、十三、LCD控制器和控制器和TFT彩色顯示屏彩色顯示屏支持彩色單色灰度支持彩色單色灰度LCD；支持單掃描和雙掃描顯示；

15、支持單掃描和雙掃描顯示；支持虛擬顯示功能；支持虛擬顯示功能；系統(tǒng)內(nèi)存可作為顯示內(nèi)存；系統(tǒng)內(nèi)存可作為顯示內(nèi)存；專用專用DMA用于從系統(tǒng)內(nèi)存中提取圖像數(shù)據(jù)；用于從系統(tǒng)內(nèi)存中提取圖像數(shù)據(jù)；可編程屏幕大小；可編程屏幕大小；灰度：灰度：16級；級；彩色模式：彩色模式：256色。色。十三、十三、十四、十四、25基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)十五、看門狗定時器十五、看門狗定時器16位看門狗定時器；位看門狗定時器；定時器溢出時發(fā)生中斷請求或系統(tǒng)復(fù)位。定時器溢出時發(fā)生中斷請求或系統(tǒng)復(fù)位。十六、十六、IIC總線接口總線接口1通道基于中斷操作的多主的通道基于中斷操作的多主的IIC總線；總線；8位雙向串行數(shù)據(jù)傳送器能

16、夠工作于位雙向串行數(shù)據(jù)傳送器能夠工作于100Kbps的標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)模式和準(zhǔn)模式和400Kbps的快速模式。的快速模式。十七、十七、IIS總線接口總線接口1通道可基于通道可基于DMA操作的音頻操作的音頻IIS總線接口；總線接口；每通道每通道8/16位串行數(shù)據(jù)傳送；位串行數(shù)據(jù)傳送；發(fā)送和接收具備發(fā)送和接收具備128字節(jié)字節(jié)(64+64)FIFO支持支持IIS格式和格式和MSB-justified數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)格式。26基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)十八、十八、USB主設(shè)備主設(shè)備 2個，符合個，符合OHCI 1.0和和USB 1.1標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) USB從設(shè)備從設(shè)備 1個，個，5個個Endpoint，符合，符

17、合USB 1.1標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)十九、十九、SD主機(jī)接口主機(jī)接口兼容兼容SD存儲卡協(xié)議存儲卡協(xié)議1.0版版兼容兼容SDIO卡協(xié)議卡協(xié)議1.0版版發(fā)送和接收具有發(fā)送和接收具有FIFO基于基于DMA或中斷模式工作或中斷模式工作兼容兼容MMC卡協(xié)議卡協(xié)議2.11版版27基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)二十、二十、SPI波特率可編程；波特率可編程；支持支持8位位SIO的串行數(shù)據(jù)傳送的串行數(shù)據(jù)傳送/接收操作。接收操作?？苫诳苫贒MA或基于中斷的或基于中斷的SPI；二十一、工作電壓范圍二十一、工作電壓范圍內(nèi)核：內(nèi)核：1.8V/2.0V；存儲器和存儲器和I/O：3.3V。二十二、操作頻率二十二、操作頻率最高達(dá)最高

18、達(dá)266MHz。二十三、封裝二十三、封裝272-FBGA。28基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.2.2 S3C2410的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)29基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.2.2 S3C2410 體系結(jié)構(gòu)框圖體系結(jié)構(gòu)框圖-cpu單元單元30基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)S3C2410 ARM MPU體系結(jié)構(gòu)框圖體系結(jié)構(gòu)框圖31基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)S3C2410片內(nèi)外設(shè)及接口片內(nèi)外設(shè)及接口 如圖如圖4-3 (1) LCD控制器，最大支持控制器，最大支持4K色色STN和和256色色TFT帶有觸摸屏的液晶顯示器，提供帶有觸摸屏的液晶顯示器，提供1通道通道LCD專用專用DMA；(2) 2

19、端口端口USB主機(jī)；主機(jī)；(3) 擴(kuò)展控制器；擴(kuò)展控制器；(4) NAND flash控制器；控制器；(5) AHB總線控制器；總線控制器；(6) 24通道外部中斷源；通道外部中斷源；32基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)S3C2410片內(nèi)外設(shè)及接口片內(nèi)外設(shè)及接口 (7) 功耗控制模式：具有普通、慢速、空閑和掉電模功耗控制模式：具有普通、慢速、空閑和掉電模式；式；(8) 外部存儲器控制外部存儲器控制(SRAM/NOR/SDRAM控制器和控制器和片選邏輯片選邏輯)；(9) 片上集成片上集成PLL時鐘發(fā)生器；時鐘發(fā)生器；(10) 4通用通用DMA并帶外部請求管腳的并帶外部請求管腳的DMA通道；通道；(

20、11) 3通道通道UART(IrD1.0、16字節(jié)字節(jié)TxFIFO和和16字節(jié)字節(jié)RxFIFO)；(12) 1端口端口USB設(shè)備設(shè)備(1.1版版)；(13) 兼容兼容SD主接口協(xié)議主接口協(xié)議1.0版和版和MMC卡協(xié)議卡協(xié)議2.11兼兼容版；容版；(14) 16位的看門狗定時器，支持定時中斷請求和系位的看門狗定時器，支持定時中斷請求和系統(tǒng)復(fù)位；統(tǒng)復(fù)位；33基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)S3C2410片內(nèi)外設(shè)及接口片內(nèi)外設(shè)及接口 (15) APB總線控制器；總線控制器；(16) 2通道通道SPI； (17) 1通道帶中斷的多主機(jī)通道帶中斷的多主機(jī)I2C總線控制器；總線控制器；(18) 1通道帶通道

21、帶DMA的音頻的音頻I2S總線控制器；總線控制器；(19) 117個通用可編程個通用可編程I/O口；口；(20) 具有日歷功能的具有日歷功能的RTC（實時時鐘）；（實時時鐘）；(21) 8通道通道10位位ADC和觸摸屏接口；和觸摸屏接口；(22) 4通道通道16位帶位帶PWM的定時器和的定時器和1通道通道16位基位基于于DMA或基于中斷的內(nèi)部定時器；或基于中斷的內(nèi)部定時器；34基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.2.3 S3C2410的總線的總線CPU與與I/O接口設(shè)備之間的信息交換是通過總線接口設(shè)備之間的信息交換是通過總線傳送的?？偩€是計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各獨立模塊之傳送的?？偩€是計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各獨

22、立模塊之間傳遞各種信號的渠道；而交換的信息概括起間傳遞各種信號的渠道；而交換的信息概括起來有三種：數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息。來有三種：數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息。數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息、控制信息都是通過數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息、控制信息都是通過CPU的總線傳送，總線的物理結(jié)構(gòu)包括多條信號線，的總線傳送，總線的物理結(jié)構(gòu)包括多條信號線，例如傳送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線，如果處理器支持的例如傳送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線，如果處理器支持的32位數(shù)據(jù)，那么數(shù)據(jù)總線有位數(shù)據(jù)，那么數(shù)據(jù)總線有32根線組成，同時根線組成，同時傳送傳送32個高低電平，代表個高低電平，代表32個個0、1。35基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.2.3 S3

23、C2410的總線的總線評價一種總線的性能主要注意以下幾個方面參數(shù)。評價一種總線的性能主要注意以下幾個方面參數(shù)。(1) 總線時鐘頻率總線時鐘頻率總線的工作頻率，以總線的工作頻率，以MHZ表示，它是影響總線傳輸速率表示，它是影響總線傳輸速率的重要因素之一。的重要因素之一。(2) 總線寬度（位寬）總線寬度（位寬）數(shù)據(jù)總線的位數(shù)，用位數(shù)據(jù)總線的位數(shù)，用位(bit)表示，如總線寬度為表示，如總線寬度為8位、位、16位、位、32位和位和64位。位。(3) 總線傳輸速率（帶寬）總線傳輸速率（帶寬）在總線上每秒鐘傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)在總線上每秒鐘傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)MB/S，即每秒處理多，即每秒處理多少兆字節(jié)。少兆字

24、節(jié)。三者之間有如下的關(guān)系。三者之間有如下的關(guān)系。傳輸速率傳輸速率(帶寬帶寬)=總線時鐘頻率總線時鐘頻率總線寬度總線寬度/836基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.2.3 S3C2410的總線的總線總線帶寬就象是高速公路的車流量，總線位寬總線帶寬就象是高速公路的車流量，總線位寬仿佛高速公路上的車道數(shù)，總線時鐘工作頻率仿佛高速公路上的車道數(shù)，總線時鐘工作頻率相當(dāng)于車速，高速公路上的車流量取決于公路相當(dāng)于車速，高速公路上的車流量取決于公路車道的數(shù)目和車輛行駛速度，車道越多、車速車道的數(shù)目和車輛行駛速度，車道越多、車速越快則車流量越大，相應(yīng)的，總線位寬越寬、越快則車流量越大，相應(yīng)的，總線位寬越寬、總線工

25、作時鐘頻率越高則總線帶寬越大。另外，總線工作時鐘頻率越高則總線帶寬越大。另外，總線寬度是位寬，而帶寬是以每秒處理的字節(jié)總線寬度是位寬，而帶寬是以每秒處理的字節(jié)數(shù)為單位的，所以需要除以數(shù)為單位的，所以需要除以8。 37基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.2.3 S3C2410的總線的總線ARM微處理器內(nèi)置了先進(jìn)微控制器總線接口微處理器內(nèi)置了先進(jìn)微控制器總線接口AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）。）。 AMBA是是1996年提出的，被年提出的，被ARM處理器做為處理器做為片上總線結(jié)構(gòu)。片上總線結(jié)構(gòu)。AMBA總線規(guī)范是總線規(guī)范是ARM公司設(shè)計

26、的一種用于高公司設(shè)計的一種用于高性能嵌入式系統(tǒng)的總線標(biāo)準(zhǔn)。性能嵌入式系統(tǒng)的總線標(biāo)準(zhǔn)。 2021-9-204.3 實驗開發(fā)系統(tǒng)實驗開發(fā)系統(tǒng)39基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)實驗開發(fā)系統(tǒng)實驗開發(fā)系統(tǒng)評估板是指用來作為開發(fā)者使用的開發(fā)平臺，評估板是指用來作為開發(fā)者使用的開發(fā)平臺，如學(xué)習(xí)板、實驗板、開發(fā)板等如學(xué)習(xí)板、實驗板、開發(fā)板等 。實驗開發(fā)系統(tǒng)（開發(fā)板、實驗箱等）一般是由實驗開發(fā)系統(tǒng)（開發(fā)板、實驗箱等）一般是由芯片供應(yīng)商提供，或者第三方提供的試驗板，芯片供應(yīng)商提供，或者第三方提供的試驗板，這樣的板子往往將這樣的板子往往將ARM的所有功能都集成在一的所有功能都集成在一起，就是做成一個功能比較齊全的系

27、統(tǒng)。起，就是做成一個功能比較齊全的系統(tǒng)。 實際的嵌入式產(chǎn)品是不需要功能如此齊全實際的嵌入式產(chǎn)品是不需要功能如此齊全 。40基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)實驗開發(fā)系統(tǒng)實驗開發(fā)系統(tǒng)實驗箱（左）和開發(fā)板（右）示意圖實驗箱（左）和開發(fā)板（右）示意圖 41基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.3.1 基于基于S3C2410的實驗開發(fā)系統(tǒng)的實驗開發(fā)系統(tǒng)42基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.3.1 基于基于S3C2410的實驗開發(fā)系統(tǒng)的實驗開發(fā)系統(tǒng)通常包含如下的功能模塊通常包含如下的功能模塊 (1) 基本模塊，如基本模塊，如CPU、存儲器、串行通訊口、存儲器、串行通訊口 、I2C總線接口總線接口 、I2S錄放音

28、接口錄放音接口 、多個、多個LED發(fā)光二發(fā)光二極管，多個極管，多個7(8)段數(shù)碼管段數(shù)碼管 、PWM定時器、其他一定時器、其他一些接口模塊；些接口模塊；(2) 調(diào)試模塊調(diào)試模塊(3) 通訊模塊通訊模塊(4) 人機(jī)交互模塊人機(jī)交互模塊(5) 工業(yè)控制模塊工業(yè)控制模塊(6) IDE/CF/SD/MMC接口模塊接口模塊(7) GPRS無線通訊模塊和無線通訊模塊和GPS全球定位系統(tǒng)模塊全球定位系統(tǒng)模塊43基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.3.2 實驗開發(fā)系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境實驗開發(fā)系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境常見的常見的ARM集成開發(fā)環(huán)境有很多，如集成開發(fā)環(huán)境有很多，如ARM公司公司早期開發(fā)的一整套開發(fā)工具早期開

29、發(fā)的一整套開發(fā)工具ARM SDT；后來用；后來用于取代于取代ARM SDT集成開發(fā)環(huán)境的，也是在第一集成開發(fā)環(huán)境的，也是在第一章介紹過的，章介紹過的，ARM ADS1.2；RealView MDK作作為為ARM公司主推的公司主推的ARM處理器集成開發(fā)環(huán)境，處理器集成開發(fā)環(huán)境，界面友好，功能強大，配合界面友好，功能強大，配合ARM公司的公司的ULINK2仿真器可以進(jìn)行仿真器可以進(jìn)行ARM處理器的仿真調(diào)試功能；為處理器的仿真調(diào)試功能；為了滿足了滿足SOC調(diào)試的挑戰(zhàn)，調(diào)試的挑戰(zhàn)，ARM公司推出了公司推出了RealView Developer Suite(RVDS)；除了；除了ARM公司提供的公司提供

30、的ARM集成開發(fā)環(huán)境以外，還有其他實集成開發(fā)環(huán)境以外，還有其他實驗開發(fā)系統(tǒng)生產(chǎn)廠商自主研發(fā)的驗開發(fā)系統(tǒng)生產(chǎn)廠商自主研發(fā)的ARM集成開發(fā)環(huán)集成開發(fā)環(huán)境，如境，如EmbestIDE、ADT IDE for ARM等。等。 44基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.3.2 實驗開發(fā)系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境實驗開發(fā)系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境以以ADS為例，簡要說明集成開發(fā)環(huán)境在嵌入式為例，簡要說明集成開發(fā)環(huán)境在嵌入式系統(tǒng)裸機(jī)開發(fā)中的主要設(shè)置步驟。系統(tǒng)裸機(jī)開發(fā)中的主要設(shè)置步驟。 假設(shè)已知某實驗箱上有六只數(shù)碼管，物理地址假設(shè)已知某實驗箱上有六只數(shù)碼管，物理地址空間分配的結(jié)果，地址空間分配的結(jié)果，地址0 x10000004做

31、為數(shù)碼做為數(shù)碼管的八段數(shù)據(jù)寄存器，由六只數(shù)碼管共用；地管的八段數(shù)據(jù)寄存器，由六只數(shù)碼管共用；地址址0 x10000006的低六位做為數(shù)碼管的位控制的低六位做為數(shù)碼管的位控制寄存器，為寄存器，為0的位對應(yīng)的數(shù)碼管發(fā)光。因此可的位對應(yīng)的數(shù)碼管發(fā)光。因此可以編寫下面這段程序控制六個數(shù)碼管同時從以編寫下面這段程序控制六個數(shù)碼管同時從0顯示到顯示到F，再從，再從F顯示到顯示到0。暫時不考慮程序的。暫時不考慮程序的原理（數(shù)碼管顯示的原理見第原理（數(shù)碼管顯示的原理見第11章中介紹），章中介紹），在在ADS中進(jìn)行開發(fā)調(diào)試。中進(jìn)行開發(fā)調(diào)試。45基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.3.3 嵌入式軟件開發(fā)步驟嵌入式軟

32、件開發(fā)步驟1. 硬件連接硬件連接2. 安裝仿真器驅(qū)動或工具軟件安裝仿真器驅(qū)動或工具軟件3. 安裝安裝ADS集成開發(fā)環(huán)境集成開發(fā)環(huán)境4. 配置超級終端配置超級終端步驟步驟5. 使用使用ADS開發(fā)嵌入式裸機(jī)程序開發(fā)嵌入式裸機(jī)程序步驟步驟2021-9-204.4 S3C2410接口功能示例接口功能示例47基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.4.1 S3C2410與十字路口交通控制系統(tǒng)與十字路口交通控制系統(tǒng)使用使用LED和和7(8)段數(shù)碼管模擬十字路口的交通燈。段數(shù)碼管模擬十字路口的交通燈。把把LED和數(shù)碼管分成兩組，分別代表一個路口的和數(shù)碼管分成兩組，分別代表一個路口的東西向和南北向紅黃綠三色交通燈。

33、東西向和南北向紅黃綠三色交通燈。功能：具有紅、綠、黃功能：具有紅、綠、黃3種指示信號的雙車道十種指示信號的雙車道十字路口交通控制軟件。雙車道是指在某個方向上字路口交通控制軟件。雙車道是指在某個方向上有兩股車道，于是配備兩組信號燈，分別控制左有兩股車道，于是配備兩組信號燈，分別控制左右兩股車道。右兩股車道。48基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.4.2 S3C2410與與MP3播放器播放器簡單的簡單的MP3播放器通過面板上的幾個按鈕可以播放器通過面板上的幾個按鈕可以實現(xiàn)播放、暫停、選曲等功能，還可以通過實現(xiàn)播放、暫停、選曲等功能，還可以通過USB數(shù)據(jù)線下載存儲文件的功能。數(shù)據(jù)線下載存儲文件的功能。

34、MP3的硬件系統(tǒng)包括的硬件系統(tǒng)包括MCU微控制器（或微控制器（或DSP數(shù)數(shù)字信號處理器）、存儲器（字信號處理器）、存儲器（SDRAM和和NAND Flash、ROM等），外圍設(shè)備需要用到等），外圍設(shè)備需要用到DMA控控制器、中斷控制器、制器、中斷控制器、USB控制器、控制器、UART控制控制器、器、I2S控制器、定時控制器、定時/計數(shù)器以及計數(shù)器以及MP3播放器播放器顯示器（顯示器（LCD顯示屏）。顯示屏）。在在MP3中，解碼部分可以通過硬件解碼芯片完成，中，解碼部分可以通過硬件解碼芯片完成，也可以通過也可以通過DSP軟件完成，因此，在嵌入式系統(tǒng)軟件完成，因此，在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，存在軟件和硬

35、件的協(xié)同設(shè)計問題。開發(fā)中，存在軟件和硬件的協(xié)同設(shè)計問題。49基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.4.3 軟硬件協(xié)同設(shè)計軟硬件協(xié)同設(shè)計在嵌入式系統(tǒng)中，同樣的功能，有時硬件能夠在嵌入式系統(tǒng)中，同樣的功能，有時硬件能夠完成，軟件也可以完成，因此在進(jìn)行嵌入式系完成，軟件也可以完成，因此在進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)設(shè)計時，首先要進(jìn)行系統(tǒng)軟、硬件整體結(jié)構(gòu)統(tǒng)設(shè)計時，首先要進(jìn)行系統(tǒng)軟、硬件整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，也就是軟硬件劃分。的設(shè)計，也就是軟硬件劃分。 1. 由硬件實現(xiàn)的部分由硬件實現(xiàn)的部分2. 由軟件實現(xiàn)的部分由軟件實現(xiàn)的部分3. 雙重性部分雙重性部分4. 軟硬件劃分軟硬件劃分50基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.4.4 嵌

36、入式系統(tǒng)的接口設(shè)計嵌入式系統(tǒng)的接口設(shè)計1. 十字路口的交通控制系統(tǒng)十字路口的交通控制系統(tǒng)2. MP3播放器播放器51基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.4.5 ARM處理器選擇的一般原則處理器選擇的一般原則1. 性能和配置性能和配置2. 技術(shù)支持技術(shù)支持3. 成本、封裝成本、封裝2021-9-204.5 回到工作場景回到工作場景53基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.5.1 回到工作場景一回到工作場景一工作過程一工作過程一 數(shù)字電子鐘的功能要求數(shù)字電子鐘的功能要求 工作過程二工作過程二 數(shù)字式電子鐘的需求分析數(shù)字式電子鐘的需求分析 工作過程三工作過程三 數(shù)字式電子鐘的接口設(shè)計數(shù)字式電子鐘的接口設(shè)計

37、 54基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.5.2 回到工作場景二回到工作場景二工作過程一工作過程一 建立一個工程建立一個工程在在CodeWarrior IDE中新建一個工程，輸入工程中新建一個工程，輸入工程名名leddemo，存放在，存放在D:testleddemo目錄下；再目錄下；再新建一個新建一個C語言的源文件，輸入文件名語言的源文件，輸入文件名leddemo.c，放在同一目錄下；最后在工程中填，放在同一目錄下；最后在工程中填加初始化實驗箱硬件的匯編程序加初始化實驗箱硬件的匯編程序2410ini.s。55基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.5.2 回到工作場景二回到工作場景二工作過程二工作過程

38、二 編寫編寫leddemo.c程序程序1. 用數(shù)組建立字形表。因為只要顯示六種字形用數(shù)組建立字形表。因為只要顯示六種字形0-5，因此建立的字形表只需要六個元素。因此建立的字形表只需要六個元素。2. 動態(tài)掃描顯示動態(tài)掃描顯示#define U8 unsigned char/用宏定義，定義U8U8 seg7table6 = /如果前面沒有定義U8，也可以直接使用unsigned char /* 0 1 2 3 4 5*/ 0 xc0, 0 xf9, 0 xa4, 0 xb0, 0 x99, 0 x92, ;/只用到0-5void Main(void) /此處Main名稱必須和2410init.s程

39、序最后跳轉(zhuǎn)的函數(shù)名一致int i,j; while(1) for(i=0;ii);/1右移i位，取反為0，點亮一位 *(U8*) 0 x10000004) = seg7tablei;/下標(biāo)為i的元素，輸出字形數(shù)據(jù) for(j=0;j0 x1000;j+);/循環(huán)次數(shù)控制延時時間，可以調(diào)整 56基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.5.2 回到工作場景二回到工作場景二工作過程三工作過程三 設(shè)置工程設(shè)置工程 選擇選擇edit|DebugRel Settings命令或者在工程窗命令或者在工程窗口中單擊口中單擊DebugRel Settings圖標(biāo)按鈕，打開圖標(biāo)按鈕，打開DebugRel Settings

40、對話框，除了設(shè)置目標(biāo)板為對話框，除了設(shè)置目標(biāo)板為ARM920T外，還需要設(shè)置外，還需要設(shè)置Linker項下面的項下面的ARM Linker中第一個標(biāo)簽頁中第一個標(biāo)簽頁Output的的Linktype為為Simple，Simple image中的中的RO Base文本框為文本框為所使用的文件下載位置，如所使用的文件下載位置，如SDRAM的地址的地址0 x30000000，再設(shè)置，再設(shè)置Layout標(biāo)簽頁中標(biāo)簽頁中Object/Symbol文本框為啟動程序代碼的目標(biāo)文文本框為啟動程序代碼的目標(biāo)文件，如此處設(shè)置為件，如此處設(shè)置為2410init.o，設(shè)置，設(shè)置Section文本文本框為啟動代碼段名，

41、此處設(shè)置為框為啟動代碼段名，此處設(shè)置為init。 57基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.5.2 回到工作場景二回到工作場景二工作過程四工作過程四 編譯工程編譯工程選擇選擇Project|make命令或者在工程窗口中單擊命令或者在工程窗口中單擊Make圖標(biāo)按鈕，就可以對工程進(jìn)行編譯和鏈接了，圖標(biāo)按鈕，就可以對工程進(jìn)行編譯和鏈接了，如果編譯成功，得到的可執(zhí)行的二進(jìn)制文件存放如果編譯成功，得到的可執(zhí)行的二進(jìn)制文件存放在在DebugRel目錄下，其后綴為目錄下，其后綴為.axf 。58基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.5.2 回到工作場景二回到工作場景二工作過程五工作過程五 下載程序下載程序打開打開A

42、XD Debugger，選擇，選擇Options|Configure Target命命令，彈出令，彈出Choose Target對話框，在對話框中單擊對話框，在對話框中單擊“Add”按鈕，填加上所使用的按鈕，填加上所使用的JTAG的工具軟件，這里填加的文件的工具軟件，這里填加的文件是是adtrdi.dll，在，在adtide的安裝目錄下。接著再單擊的安裝目錄下。接著再單擊Choose Target對話框的對話框的“Configure”按鈕，在彈出的對按鈕，在彈出的對話框中選擇所使用的處理器型號話框中選擇所使用的處理器型號(Processor)為為ARM9，Emulate選項選擇選項選擇Simp

43、le。如果已經(jīng)填加過，則不需要再次填加。如果已經(jīng)填加過，則不需要再次填加?；氐交氐紸XD Debugger主窗口，選擇主窗口，選擇File|Load Image命令，命令，打開打開Load Image對話框，選擇對話框，選擇D:testleddemoleddemo_DataDebugRelleddemo.axf文件，單擊文件，單擊“打開打開”按鈕，加載要調(diào)試的文件。按鈕，加載要調(diào)試的文件。59基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.5.2 回到工作場景二回到工作場景二工作過程六工作過程六 調(diào)試、運行調(diào)試、運行將程序下載到目標(biāo)系統(tǒng)后，可以在將程序下載到目標(biāo)系統(tǒng)后，可以在AXD Debugger窗口選擇

44、窗口選擇Execute|Go命令運行，或者命令運行，或者選擇選擇Execute|Step命令等單步運行。運行的結(jié)果命令等單步運行。運行的結(jié)果是可以看到實驗箱上的六只數(shù)碼管分別顯示是可以看到實驗箱上的六只數(shù)碼管分別顯示012345，如果顯示不夠穩(wěn)定，有閃爍，可以通過，如果顯示不夠穩(wěn)定，有閃爍，可以通過調(diào)整程序調(diào)整程序leddemo.c中的延時時間來使其穩(wěn)定的中的延時時間來使其穩(wěn)定的顯示。顯示。2021-9-204.6 工作工作實訓(xùn)營實訓(xùn)營61基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.6.1 訓(xùn)練實例訓(xùn)練實例1. 訓(xùn)練內(nèi)容訓(xùn)練內(nèi)容實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。在在3.7節(jié)的工作實訓(xùn)營中，編寫

45、了一個簡單的控制步進(jìn)節(jié)的工作實訓(xùn)營中，編寫了一個簡單的控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的程序。電機(jī)轉(zhuǎn)動的程序。本次實訓(xùn)內(nèi)容將該控制程序下載到實驗箱上。本次實訓(xùn)內(nèi)容將該控制程序下載到實驗箱上。2. 訓(xùn)練目的訓(xùn)練目的掌握在掌握在ADS集成開發(fā)環(huán)境下使用簡易仿真方式調(diào)集成開發(fā)環(huán)境下使用簡易仿真方式調(diào)試程序的方法。試程序的方法。 62基于ARM的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)4.6.1 訓(xùn)練實例訓(xùn)練實例3. 訓(xùn)練過程訓(xùn)練過程編輯程序的過程同編輯程序的過程同3.7節(jié)的訓(xùn)練過程。節(jié)的訓(xùn)練過程。程序編譯通過后，使用程序編譯通過后，使用AXD進(jìn)行調(diào)試。進(jìn)行調(diào)試。(1) 打開打開AXD Debugger，單擊菜單欄，單擊菜單欄OptionsConfigure Target，彈出，彈出Choose Target對話框，在對話框中單擊對話框，在對話框中單擊Add，填加所使用的填加所使用的JTAG的驅(qū)動，通常是后面帶后綴的驅(qū)動，通常是后面帶后綴.dll。