S3C2410簡介多媒體課件

嵌入式系統(tǒng)的原理及應用S3C2410簡介2.7S3C2410ARM微處理器簡介Samsung公司推出的16/32位RISC處理器S3C2410A，為手持設備和一般類型應用提供了低價格、低功耗、高性能小型微控制器的解決方案。采用272腳FBGA

封裝，內含一個ARM920T

內核。為了降低系統(tǒng)成本，S3C2410A提供了以下豐富的片內外圍:★1個LCD控制器(支持STN和TFT帶有觸摸屏的液晶顯示器)；★SDRAM控制器；★3個通道的UART；★4個通道的DMA；S3C2410簡介2.7S3C2410ARM微處理器簡介★4個具有PWM功能的計時器和1個內部時鐘；★8通道的10位ADC；★觸摸屏接口；★I2C總線接口；★1個USB主機接口，1個USB設備接口；★2個SPI接口；★SD接口和MMC卡接口；★117位通用I/O口和24位外部中斷源。S3C2410簡介2.7S3C2410ARM微處理器簡介S3C2410A采用了ARM920T內核，0.18um工藝的CMOS標準宏單元和存儲器單元。它的低功耗、精簡和出色的全靜態(tài)設計特別適用于對成本和功耗敏感的應用。同樣它還采用了一種叫做AMBA新型總線結構。

S3C2410A顯著特性是CPU核心。

ARM920T實現(xiàn)了MMU，AMBABUS和Harvard高速緩沖體系結構。這一結構具有獨立的16kB指令Cache和16kB數(shù)據(jù)Cache，每個都是由8字長的行(line)構成。通過提供一系列完整的系統(tǒng)外圍設備，S3C2410A大大減少了整個系統(tǒng)的成本，消除了為系統(tǒng)配置額外器件的需要。S3C2410簡介S3C2410X和S3C2410A的區(qū)別A/D9位升到10位；

MMC的接口頻率從10M升到20M。其他功能一樣！管腳兼容，封裝一樣。S3C2410A可以替代S3C2410X。S3C2410X01已經停產。S3C2410簡介2.7.1內部結構ClockCont.InterruptCont.JTAGPowerManagementARM920TCore200MHzLCDDMALCDCont.4ChannelDMAControllerBusCont.Arbiter/DecoderUSBHostCONT.NandFlashCont.MemoryCont.AHBBridgeUARTSUSBDevicesSDI/MMCWatchdogTimerBUSCont.SPII2CI2SGPIORTCADCS3C2410簡介S3C2410A的272腳FBGA封裝S3C2410簡介2.7.2S3C2410A的啟動S3C2410A支持從NANDFlash啟動，NANDFlash具有容量大，比NORFlash價格低等特點。系統(tǒng)采用NANDFlash與SDRAM組合，可以獲得非常高的性價比。

S3C4120X具有三種啟動方式，可通過OM[1:0]管腳(OM0為管腳U14,OM1為管腳U15)進行選擇。

OM[1:0]=00 從NandFlash

啟動；

OM[1:0]=01 從16位寬的ROM啟動；

OM[1:0]=10 從32位寬的ROM啟動；

OM[1:0]=11 TEST模式。S3C2410簡介2.7.3存儲器控制器FLASHROM屬于真正的單電壓芯片，在使用上很類似EPROM，因此，有些書籍上便把FLASHROM作為EPROM的一種。事實上，二者還是有差別的。

FLASHROM在擦除時，也要執(zhí)行專用的刷新程序，但是在刪除資料時，并非以Byte為基本單位，而是以Sector(又稱Block)為最小單位，Sector的大小隨廠商的不同而有所不同；只有在寫入時，才以Byte為最小單位寫入；

FLASHROM芯片的讀和寫操作都是在單電壓下進行，不需跳線，只利用專用程序即可方便地修改其內容。

DRAM，動態(tài)隨機存取存儲器，需要不斷的刷新(ms級)，才能保存數(shù)據(jù)。而且是行列地址復用的，許多都有頁模式。S3C2410簡介2.7.3存儲器控制器SRAM，靜態(tài)的隨機存取存儲器，加電情況下，不需要刷新，數(shù)據(jù)不會丟失，而且，一般不是行列地址復用的。需要更大的硅片面積，成本較高。它的存取時間比DRAM要短得多，經常用于Cache。

SDRAM，同步的DRAM，即數(shù)據(jù)讀寫需要時鐘來同步。因而能夠工作在較高的時鐘頻率下。數(shù)據(jù)從存儲元(memorycell)被流水化地取出，最后突發(fā)式(burst)輸出到總線。

DRAM和SDRAM由于實現(xiàn)工藝問題，容量較SRAM大。但是讀寫速度不如SRAM。S3C2410簡介2.7.3存儲器控制器(續(xù)1)

存儲器控制是通過相關的寄存器來實施的。寄存器分為控制寄存器和狀態(tài)寄存器?？梢越o控制寄存器賦值以得到所需要的狀態(tài),而狀態(tài)寄存器會根據(jù)情況自行產生變化。不要試圖控制狀態(tài)寄存器。

存儲器控制器是由若干寄存器組成。了解這些寄存器，就可以閱讀或編寫B(tài)ootloader程序了。S3C2410簡介2.7.3存儲器控制器(續(xù)1)—可通過軟件選擇大小端—地址空間:每個Bank128Mbytes(總共1GB)—除bank0(16/32-bit)外，所有的Bank都可以通過編程選擇總線寬度=(8/16/32-bit)—共8個banks

前6個Bank用于控制ROM,SRAM,etc.

最后2個Bank用于控制ROM,SRAM,SDRAM,etc.—7個Bank固定起始地址；—最后一個Bank可調整起始地址；—最后兩個Bank大小可編程；—所有Bank存儲周期可編程控制。S3C2410簡介S3C2410簡介2.7.3存儲器控制器(續(xù)2)與存儲器有關的寄存器主要有：總線寬度和等待控制寄存器BWSCON；組控制寄存器BANKCONn；REFRESH控制寄存器；BANKSIZE控制寄存器；SDRAM模式控制寄存器MRSRB6，MRSRB7。S3C2410簡介(1)總線寬度和等待控制寄存器BWSCON寄存器地址讀/寫功能復位后的值BWSCON0x48000000R/W總線寬度和等待控制0x000000bank0的數(shù)據(jù)總線(nGCS0)必須首先設置成16位或32位的。因為bank0通常作為引導ROM區(qū)(映射到地址0x0000-0000)，在復位時，系統(tǒng)將檢測OM[1:0]上的邏輯電平，并據(jù)此來決定bank0的總線寬度。BWSCON寄存器描述了bank1~bank7數(shù)據(jù)總線寬度和等待控制?？偩€寬度可以是8位、16位和32位。每個bank_n(n=1~7)用該寄存器的4位來描述，分別是UB/LB(即高8位和低8位)、是否需要總線訪問等待周期、數(shù)據(jù)總線寬度的是多少(占用了2位)。如果對每個bank使能WAIT功能，當對某個bank區(qū)進行訪問時，nOE的低電平有效時間就會在nWAIT引腳的控制下延長。從tacc-1時刻開始檢測nWAIT的狀態(tài)。在采樣到nWAIT為高電平后的下一個時鐘，nOE將恢復高電平。nWAIT對nWE信號的作用與對nOE信號相同。

S3C2410簡介(2)組控制寄存器(nGCS0~nGCS7)寄存器地址讀/寫功能復位后的值BANKCON00x48000004R/WBANK0控制0x0700BANKCON10x48000008R/WBANK1控制0x0700BANKCON20x4800000cR/WBANK2控制0x0700BANKCON30x48000010R/WBANK3控制0x0700BANKCON40x48000014R/WBANK4控制0x0700BANKCON50x48000018R/WBANK5控制0x0700BANKCON60x4800001cR/WBANK6控制0x18008BANKCON70x48000020R/WBANK7控制0x18008S3C2410簡介2.7.4NANDFlash控制器

當前，NORflash存儲器的價格比較昂貴，而SDRAM和NANDflash存儲器的價格相對來說比較合適，這樣就激發(fā)了一些用戶產生希望從NANDflash啟動和引導系統(tǒng)，而在SDRAM上執(zhí)行主程序代碼的想法。S3C2410A恰好滿足這一要求，它可以實現(xiàn)從NANDflash上執(zhí)行引導程序。S3C2410A具備一個內部SRAM緩沖器--“Steppingstone”。當系統(tǒng)啟動時，NANDflash存儲器的前面4KByte字節(jié)將被自動載入到Steppingstone中，然后系統(tǒng)自動執(zhí)行這些載入的引導代碼。S3C2410簡介圖2.9NandFlash工作方式Steppingstone(4KBBuffer)特殊功能寄存器NandFlash控制器NandFlash存儲器用戶程序操作CPU操作(boot代碼)NandFlash模式自動啟動模式S3C2410簡介NANDFLASH模式配置通過NFCONF寄存器配置NANDflash；寫NANDflash命令到NFCMD寄存器；寫NANDflash地址到NFADDR寄存器；在讀寫數(shù)據(jù)時，通過NFSTAT寄存器來獲得NANDflash的狀態(tài)信息。應該在讀操作前或寫入之后檢查R/nB信號(準備好/忙信號)；通過NFDATA讀寫數(shù)據(jù)。S3C2410簡介NANDFlash與NORFlashNANDFlash與NORFlash是有很大不同的。

NORFlash帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來尋址，可以很容易地存取其內部的每一個字節(jié)。

NANDFlash用復雜的I/O口來串行地存取數(shù)據(jù)，各個產品或廠商的方法各不相同。8個引腳用來傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息。所有Flash器件都受位交換現(xiàn)象的困擾，此問題更多見于NAND

Flash。必須采用錯誤檢測/錯誤更正(EDC/ECC)算法確?？煽啃浴3C2410簡介2.7.5時鐘和電源管理(1)時鐘控制

S3C2410A能夠產生3種時鐘信號，分別是：

FCLK應用于CPU的時鐘，

HCLK用于AHBBus各種外圍設備，

PCLK用于APBBus各種接口設備。其中FCLK應用的就是MPLL的頻率，不用設置。(2)USB控制主要對USB的時鐘參數(shù)進行配置。

時鐘和電源由3部分組成：時鐘控制、USB控制和電源控制。

S3C2410簡介2.7.5時鐘和電源管理

時鐘和電源由3部分組成：時鐘控制、USB控制和電源控制。

(3)電源控制

S3C2410A通過4種電源管理模式有效地控制了功耗：

NORMAL模式

SLOW模式

IDLE模式

POWER-OFF模式S3C2410簡介2.7.6輸入/輸出口S3C2410A有117多功能I/O口，它們分別是：

—PortA(GPA):23-輸出口

—PortB(GPB):11-輸入/輸出口

—PortC(GPC):16-輸入/輸出口

—PortD(GPD):16-輸入/輸出口

—PortE(GPE):16-輸入/輸出口

—PortF(GPF):8-輸入/輸出口

—PortG(GPG):16-輸入/輸出口

—PortH(GPH):11-輸入/輸出口S3C2410簡介2.7.6輸入/輸出口每個口通過三個寄存器進行配置及讀寫數(shù)據(jù)。分別是：GPxCON、GPxDAT、GPyUP，其中x為A~H，y為B~H。(1)輸入/輸出口配置寄存器(GPACON-GPHCON)

在S3C2410A中大多數(shù)輸入/輸出口引腳是復用的，因此需要用輸入/輸出口控制寄存器來確定每個引腳的功能。如果GPF0–GPF7和GPG0–GPG7為Power-OFF模式下的喚醒信號，那么這些管腳必須被配置成中斷模式。S3C2410簡介2.7.6輸入/輸出口(2)輸入/輸出口數(shù)據(jù)寄存器(GPADAT-GPHDAT)

如果管腳被置成輸出方式則可以向相應的位寫數(shù)據(jù)；如果管腳被置成輸入方式則可以從相應的位讀數(shù)據(jù)。(3)輸入/輸出口上拉電阻使能寄存器(GPBUP-GPHUP)

該寄存器能夠使能或禁止每個端口組是否需要上拉電阻。0表示使能，1表示禁止。如果該端口上拉電阻使能，則上拉電阻始終有效，無論是否設置了管腳的功能。S3C2410簡介2.7.7中斷S3C2410A的中斷控制器能夠接收來自56個中斷源的請求。這些中斷源由內部的外設提供(如DMA控制器、UART等)。中斷的工作過程如圖2.10所示。

處理器地址解碼邏輯

中斷控制邏輯芯片外設控制器地址總線中斷請求中斷應答數(shù)據(jù)總線中斷請求

S3C2410簡介2.7.7中斷中斷異常處理模塊總共由以下8個寄存器構成：—SRCPND(中斷源懸掛寄存器)—INTMOD(中斷模式寄存器)—INTMSK(中斷屏蔽寄存器)—PRIORITY(中斷優(yōu)先級寄存器)—INTPND(中斷懸掛寄存器)—INTOFFSET(中斷偏移寄存器)—SUBSRCPND(子中斷源懸掛寄存器)—INTSUBMSK(子中斷屏蔽寄存器）S3C2410簡介2.7.8異步串行口UARTS3C2410A的UART(UniversalAsynchron-ousReceiverandTransmitter)提供了三個獨立的異步串行I/O口。每個UART都可工作在中斷模式或DMA模式，即產生中斷或DMA請求以在CPU和UART之間傳送數(shù)據(jù)。使用系統(tǒng)時鐘，UART最高可以支持230.4kbps

的位傳輸率。如果采用外部時鐘，則UART可以實現(xiàn)更高速度的傳輸；每個UART包括2個16字節(jié)的接收/發(fā)送FIFO。S3C2410簡介2.7.8異步串行口UART共有11類UART寄存器

其中x=0,1,2；y=0,1?！猆FSTATx FIFO狀態(tài)寄存器—UMSTATy Modem狀態(tài)寄存器—UTXHx

發(fā)送緩沖區(qū)寄存器—URXHx

接收緩沖區(qū)寄存器—UBRDIVx

波特率因子寄存器—ULCONx

線控制寄存器—UCONx

控制寄存器—UFCONx FIFO控制寄存器—UMCONy Modem控制寄存器—UTRSTATx TX/RX狀態(tài)寄存器—UERSTATx

錯誤狀態(tài)寄存器S3C2410簡介2.7.8異步串行口UART(1)UART的操作模式

數(shù)據(jù)收發(fā)模式 紅外模式 自動流控模式

Loopback模式S3C2410簡介2.7.8異步串行口UART自動流控模式

S3C2410的UART0和UART1都可以通過各自的nRTS和nCTS信號來實現(xiàn)自動流控。在自動流控(AFC)模式下nRTS取決于接收端的狀態(tài)，而nCTS控制了發(fā)送端的操作。具體地說：只有當nCTS有效時(表明接收方的FIFO已經準備就緒來接收數(shù)據(jù)了)，UART才會將FIFO中的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。在UART接收數(shù)據(jù)之前，只要當接收FIFO有至少2-byte空余的時候，nRTS就會被置為有效。圖2-11是UART自動流控模式的連接方式。S3C2410簡介UARTA為發(fā)送狀態(tài)UARTA為接收狀態(tài)UARTAUARTBUARTBUARTATxDTxDRxDRxD