嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)板介紹-陳文智

1、1、實(shí)驗(yàn)采用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)2、AT91SAM9G45芯片3、ARM926EJ-S內(nèi)核4、AT91SAM9G45-EKES硬件資源本書(shū)實(shí)驗(yàn)部分采用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)采用Atmel AT91SAM9G45-EKES全功能評(píng)估板，而英蓓特公司生產(chǎn)的基于Atmel AT91SAM9G45處理器的EM-SAM9G45開(kāi)發(fā)板具有基本相同的硬件配置，同樣適用于本書(shū)的實(shí)驗(yàn)部分。Atmel AT91SAM9G45-EKES是基于Atmel AT91SAM9G45處理器（ARM926EJ-S內(nèi)核）的全功能評(píng)估板。AT91SAM9G45開(kāi)發(fā)板主頻高達(dá)400MHz，可支持WinCE和Linux操作系統(tǒng)圖1-1 AT91SAM9G

2、45評(píng)估板圖1-2 AT91SAM9G45-EKES主要部件 接口 DDR2/LPDDR內(nèi)存接口連接到128 MB的DDR2 - SDRAM內(nèi)存 外部總線接口（EBI）連接到3種內(nèi)存設(shè)備（DDR2-SDRAM，NAND FLash和NOR FLash） 1個(gè)TWI串行存儲(chǔ)器 1個(gè)USB Host/Device復(fù)用端口接口 1個(gè)USB Host端口接口 1個(gè)RS-232串行通信端口 1個(gè)DBGU串行通信端口 1個(gè)JTAG/ICE調(diào)試接口 1個(gè)帶狀態(tài)LED的100BASE-TX（5類雙絞線）以太網(wǎng)口 1個(gè)AC97音頻解碼器，具有耳機(jī)輸出，輸入以及單聲道/立體聲微輸入 1個(gè)TV接口（包括視頻輸出）

3、1個(gè)4.3寸TFT LCD模塊，具有觸摸屏和背光燈 1個(gè)ISI連接器（攝像頭接口） 1個(gè)電源紅LED和兩個(gè)通用綠LED指示燈 2個(gè)用戶輸入按鍵 1個(gè)四向控制操縱桿 1個(gè)喚醒輸入按鍵 1個(gè)重置輸入按鍵 1個(gè)DataFlash/SD/SDIO/MMC plus卡插槽（4/8位接口） 1個(gè)SD/SDIO/MMC卡插槽（4位接口） 1個(gè)12毫米鋰鈕扣電池單元（用于內(nèi)存?zhèn)浞荩┌褰涌谶B接板接口連接 以太網(wǎng)使用RJ45連接器（J15） USB Host，支持USB Host使用A類連接器（J12） UART1（Rx，Tx，Rts，Cts）連接到9路公D型RS-232連接器（J11） DBGU（只有Rx和Tx

4、）連接到9路公D型S232連接器（J10） JTAG，20針 IDC連接器（J13） SD/MMC plus 連接器（J5） SD/MMC 連接器（J6） 耳機(jī)（J7），輸入（J8）和麥克風(fēng)耳機(jī)（J9） 揚(yáng)聲器輸出（JP15） 圖像傳感器連接器（J17） TFT LCD顯示器（J16），觸摸屏（J19）以及背光燈（J21） 測(cè)試點(diǎn)；板上有許多測(cè)試點(diǎn) 主電源（J2）按鍵開(kāi)關(guān)按鍵開(kāi)關(guān) 重啟，板重置（BP1） 低耗模式喚醒鍵（BP2） 右鍵和左鍵（BP4和BP5） 操縱桿（BP3）LCDLCD和和LEDLED顯示器顯示器 顯示器，480*RGB*272像素LCD模塊顯示器連接到PIO E端口（LCD

5、1） 1個(gè)表面黏著式紅色LED，用戶接口（D8） 2個(gè)表面黏著式綠色LED，用戶接口（D6和D7） 3個(gè)表面黏著式LED只是以太網(wǎng)狀態(tài)（D9，D10，D11）EM-SAM9G45實(shí)驗(yàn)板是英蓓特公司新推出的一款基于Atmel公司AT91SAM9G45處理器（ARM926EJ-S內(nèi)核）的全功能評(píng)估板。硬件配置與Atmel AT91SAM9G45-EKES基本相同AT91SAM9G45（32位ARM處理器）400MHz運(yùn)行頻率帶后備電池的RTC硬件尺寸：12090mm1個(gè)IIS音頻輸入接口液晶屏：4.3寸（16：9）觸摸屏（480272）1個(gè)IIS音頻輸出接口64KB片內(nèi)SRAM外接5V供電64KB

6、片內(nèi)ROMDBGU調(diào)試串口外擴(kuò)的256MBNand Flash1個(gè)USB Host接口外擴(kuò)的2MB Nor Flash1個(gè)USB Device接口外擴(kuò)的4MB DataFlash2個(gè)用戶可用LED燈外擴(kuò)的2個(gè)64MB的DDR2 SDRAM1個(gè)10/100M網(wǎng)口2個(gè)功能按鈕1個(gè)Micro SD卡接口1個(gè)喚醒按鈕1個(gè)SD/MMC卡接口1個(gè)復(fù)位按鈕10-pin的JTAG調(diào)試接口60個(gè)I/O Pin用戶擴(kuò)展接口 表1-1 EM-SAM9G45板硬件資源圖1-3 EM-SAM9G45實(shí)驗(yàn)板AT91SAM9G45芯片使用ARM926EJ-S處理器，它帶有MMU功能，有一個(gè)64KB的內(nèi)部SRAM和一個(gè)64K

7、B的內(nèi)部ROM，并帶有兩個(gè)外部總線接口，總共可支持4塊DDR2/LPDDR，SDRAM/LPSDR，靜態(tài)存儲(chǔ)器，CF閃存或帶ECC校驗(yàn)的SLC NAND Flash。AT91SAM9G45芯片把用戶接口的功能性和高速數(shù)據(jù)連接相結(jié)合，包含了豐富的外設(shè)： LCD控制器，支持STN顯示屏和TFT顯示屏，最高分辨率支持達(dá)1280*860 支持電阻觸摸屏，相機(jī)接口 AC97音頻控制器 10/100M以太網(wǎng) 高速USB 和SDIO 兩個(gè)主/從串行外設(shè)接口 兩個(gè)三通道32位計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器 兩個(gè)異步串行控制器 兩個(gè)IC接口 四通道16位PWM控制器ARM926EJ-S內(nèi)核是ARM9系列的一員，它采用ARM5T

8、EJ架構(gòu)版本，具有完全內(nèi)存管理，高性能，低芯片尺寸，低功耗等特性，面向多任務(wù)應(yīng)用ARM926EJ-S內(nèi)核支持32位的ARM指令集和16位的Thumb指令集，還支持java加速技術(shù)Jazelle同時(shí)ARM926EJ-S處理器還包括了一個(gè)為改進(jìn)DSP性能的增強(qiáng)乘法器設(shè)計(jì)。圖1-4 ARM926EJ-S內(nèi)部功能框圖外部外部存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器接口接口 AT91SAM9G45芯片本身帶有的64KB內(nèi)部ROM和64KB內(nèi)部SRAM 帶有兩個(gè)外部總線接口（External BUS Interface），總共可支持4塊DDR2/LPDDR，SDRAM/LPSDR，靜態(tài)存儲(chǔ)器，CF閃存或帶ECC校驗(yàn)的SLC NAND

9、 Flash。LCD控制器 AT91SAM9G45芯片內(nèi)置的LCD控制器支持單掃描或雙掃描彩色或單色的被動(dòng)STN LCD顯示屏，也支持單掃描主動(dòng)TFT LCD顯示屏。 對(duì)于STN顯示，控制器支持4位單掃描，8位的單掃描或雙掃描以及16位的雙掃描。單色STN顯示支持最高16級(jí)灰度，彩色STN顯示最高可有4096種顏色。 24位的單掃描TFT接口也被支持。分辨率最高可達(dá)2048*2048。 以太網(wǎng)接口 AT91SAM9G45-EKES開(kāi)發(fā)板采用DM9161AEP物理層收發(fā)器，它是單芯片低功耗的100BASE-TX和10BASE-T操作的收發(fā)器，它包含了IEEE 802.3u定義的100BASE-T

10、X全部的物理層功能，包括物理編碼子層（PCS），物理媒體連接子層（PMA），雙絞線物理介質(zhì)相關(guān)子層（TP-PMD），10BASE-TX編碼/解碼（ENC/DEC）以及雙絞線介質(zhì)訪問(wèn)單元（TPMAU）。音頻接口 AT91SAM9G45-EKES開(kāi)發(fā)板使用集成了低功耗立體聲音頻編碼芯片的WM8731芯片，編碼器包括麥克風(fēng)到板上ADC的輸入和線路以及從板上DAC到耳機(jī)的輸出和線路 開(kāi)發(fā)板采用TWI對(duì)WM8731進(jìn)行傳輸控制，并使用SSC來(lái)發(fā)送和接受WM8731的數(shù)據(jù)調(diào)試接口 JTAG/ICE DBGU COM端口 USB接口 用戶串行COM端口JTAG/ICEAT91SAM9G45-EKES板提供J

11、TAG/ICE接口，軟件調(diào)試可以連接板上標(biāo)準(zhǔn)20針接口進(jìn)行訪問(wèn)。這樣允許標(biāo)準(zhǔn)的USB-JTAG內(nèi)電路仿真器連接。DBGU COM端口AT91SAM9G45-EKES開(kāi)發(fā)板采用10pin 的MAX3232 UART調(diào)試接口，它通過(guò)提供的轉(zhuǎn)換器可以將其轉(zhuǎn)換為普通的9pin RS-232接口。這個(gè)DBUG接口可以用作通訊和追蹤的目的。它提供了一個(gè)理想的ISP下載通道。USB接口 AT91SAM9G45芯片支持兩個(gè)全速OHCI和高速EHCI的USB Host，一個(gè)高速USB Device。USB Host端口A直接和UTMI收發(fā)器相連；USB Host端口B和高速USB Device通過(guò)一個(gè)多路復(fù)用器

12、連接到UTMI的第二端口，選擇信號(hào)是位于UDPHS_control寄存器的UDPHS使能位 用戶串行COM端口 USATR1被用作用戶串行COM端口，該接口是一個(gè)緩沖的RS - 232收發(fā)器，并且連接到DB - 9公插座。軟件必須正確給PIO引腳復(fù)制才能開(kāi)啟UART1的功能（PB5 = RXD1, PB4 = TXD1, PD16 = RTS1, PD17 = CTS1）。擴(kuò)展槽 GPIO和GPIO2，LCD信號(hào)（PIO E）都被路由到連接器擴(kuò)展J23；所有的I/O SAM9G45圖像傳感器接口都被路由到連接器J17；觸摸屏信號(hào)和模擬I/O連接到J18。這些擴(kuò)展槽允許開(kāi)發(fā)人員通過(guò)增加外部硬件組

13、件來(lái)擴(kuò)展開(kāi)發(fā)板的功能。類別功能特性描述BootloaderFirstBoot用來(lái)引導(dǎo)Eboot，提供源碼及最終生成映像FIRSTBOOT.nb0Eboot提供源碼及最終生成映像Eboot.nb0Eboot功能強(qiáng)大，主要包括：1.網(wǎng)絡(luò)下載：可設(shè)置Mac地址、靜態(tài)IP、DHCP獲取動(dòng)態(tài)IP，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載WinCE內(nèi)核2.格式化NAND Flash3.設(shè)置啟動(dòng)延遲時(shí)間4.設(shè)置內(nèi)核在NADN Flash中的地址，內(nèi)核復(fù)制到RAM，以及內(nèi)核的大小底層驅(qū)動(dòng)程序DisplayLCD顯示驅(qū)動(dòng)EEPROMEEPROM存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)EMACB網(wǎng)口驅(qū)動(dòng)I2CI2C總線驅(qū)動(dòng)KeyPad按鍵驅(qū)動(dòng)程序，支持外置矩陣按鈕Na

14、nd FlashFMD模式Nand Flash驅(qū)動(dòng)SDHCMicro SD卡驅(qū)動(dòng)Serial串口驅(qū)動(dòng)Touchscreen觸摸屏驅(qū)動(dòng)USB HostUSB Host驅(qū)動(dòng)，支持EHCI和OHCI兩種模式WAVEDEV音頻驅(qū)動(dòng)，支持WM8731，I2C傳輸命令，TWI傳輸數(shù)據(jù)上層應(yīng)用程序WinCE自帶程序WinCE里包含的功能： 1.觸摸屏校準(zhǔn)；2.IE網(wǎng)絡(luò)瀏覽器；3.Windows Media Player播放器，支持播放mp3，WMV文件；4.圖片瀏覽器，支持bmp，gif，jpg，png等格式的圖片；5.內(nèi)置鍵盤PC端同步軟件Microsoft ActivesyncPC和WinCE的同步軟件

15、，同步建立后，可通過(guò)USB Device口與PC間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，應(yīng)用程序單步調(diào)試等PC端燒寫(xiě)工具超級(jí)終端串口調(diào)試終端，USB下載映像工具SAM-BA1.13+USBSAM-BA通過(guò)USB將Eboot和內(nèi)核燒寫(xiě)到開(kāi)發(fā)板的Nand FlashWinCE6.0 軟件資源軟件資源類別功能特性描述BootloaderAT91Bootstrap用來(lái)引導(dǎo)UbootUboot版本：UBoot1.3.4主要功能：1.支持Nand Flash擦除讀寫(xiě)；2.支持網(wǎng)絡(luò)下載映像；3.支持設(shè)置、保存環(huán)境變量 ；4.支持內(nèi)存內(nèi)容顯示、對(duì)比、修改 ； 5.支持bootm、bootargs設(shè)置內(nèi)核及設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序內(nèi)核內(nèi)核版本：L

16、inux-2.6.30系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)主頻：400MHz顯示驅(qū)動(dòng)支持多種不同尺寸液晶屏，分辨率可調(diào)Touchscreen觸摸屏驅(qū)動(dòng)DM9000DM9000網(wǎng)口驅(qū)動(dòng)HSMMCSD/MMC/SDIO驅(qū)動(dòng)IICI2C驅(qū)動(dòng)SPISPI驅(qū)動(dòng)NAND FLash支持512 Byts小Page、2K bytes大Page，驅(qū)動(dòng)兼容128Mbit8Gbit容量SERIAL串口驅(qū)動(dòng)，4個(gè)USART ，1個(gè)UARTWAVEDEV音頻驅(qū)動(dòng)，支持AC97和IIS，默認(rèn)驅(qū)動(dòng)為IIS（WM8731）USB Host支持USB鍵盤、鼠標(biāo)、U盤等DMADMA驅(qū)動(dòng)GPIOLED和按鍵驅(qū)動(dòng)文件系統(tǒng)Jffs2文件系統(tǒng)支持Jffs2文件系統(tǒng)交叉編譯器arm-none-linux-gnueabi交叉工具鏈圖形界面Angstrom圖形界面支持多種功能： 1.圖片瀏覽器 ；2.MPlayer，支持播放mp3，wmv；3.日歷、時(shí)鐘、計(jì)算器；4.文件管理器 ；5.終端 ；6.多款游戲 7.觸摸屏校準(zhǔn)程序PC端燒寫(xiě)工具超級(jí)終端串口調(diào)試終端，USB下載映像工具SAM-BA1.13+USBSAM-BA通過(guò)USB將Bootloader和內(nèi)核燒寫(xiě)到開(kāi)發(fā)板的Nand FlashLinux 2.6.30 軟件資源軟件資源目錄內(nèi)容01-Documents用戶手冊(cè)，數(shù)據(jù)手冊(cè)以及硬件電路圖02-Image