arm嵌入式處理器-課件

第4章ARM嵌入式處理器4.1ARM微處理器的概述4.2S3C44B0X處理器4.3PXA25x/PXA27x處理器4.1ARM微處理器的概述分類和特點處理器數據手冊處理器典型內部模塊一.分類和特點ARM微處理器的生產要經過兩個環(huán)節(jié)：ARM公司提供內核的IP（即知識產權）授權半導體公司購買內核的使用權，進行擴展，制作成芯片（處理器）

在通用的ARM處理器領域，主要使用的內核有以下幾種：ARM7TDMI(-s)ARM720TARM920TXscale（詳見P80）內核公司處理器ARM7TDMI(-s)三星S3C44B0X\S3C4510飛利浦LPC2000系列ATMELAT91系列意法半導體STR71x\STR73xARM720TCirrusEP7312現(xiàn)代HMS30C7202ARM920T三星S3C2410\S3C2440CirrusEP9312\EP9315ATMELAT91RM9200XScaleIntelPXA255\PXA27x按照應用領域，目前廣泛流行的ARM處理器主要用于以下幾種應用中：控制類芯片應用處理器數字處理器消費類嵌入式芯片安全芯片1控制類芯片面向深度嵌入式設備同一系列多品種高級中斷控制器片內的存儲器無MMU具有工業(yè)級性能從宏觀上考慮，各種處理器在MCU的應用領域中的優(yōu)劣主要體現(xiàn)在三方面：1、處理器的性價比2、開發(fā)成本（詳見P84表4-3）3、維護以及向后兼容性2應用處理器具有MMU

支持SDRAM

具有LCD控制器具有DMA

高級應用處理器具有更強大的運算能力，一般為ARMv5E以上的版本。與控制類芯片的主要區(qū)別為運算能力。3.數字信號處理（使用協(xié)處理器和DSP等方式提高運算能力）4.消費類電子的嵌入式芯片（較強的專業(yè)性）5.安全芯片（SecurCore內核）處理器的數據手冊數據手冊（Datasheet）包含的主要內容：處理器特點概述處理器的功能結構及其框圖處理器的封裝形式和引腳排列處理器各個功能模塊介紹處理器的電氣特性處理器的機械特性處理器中需要關注的基本內容：功能結構框圖處理器地址空間（memorymap）可擴展的內存類型處理器典型內部模塊內存控制單元（MemoryController）中斷控制單元（InterruptController）GPIO（輸入輸出端口）定時器（Timer）UART（通用-串行收發(fā)機）

見P88總結4.2S3C44B0X處理器S3C44B0X概述S3C44B0X處理器組成與框圖ARM7TDMI核心S3C44B0X重點部件特點S3C44B0X概述S3C44B0X采用ARM7TDMI內核，最大速度可以達66MHZ。S3C44B0X主要提供了以下集成的器件：8KBCache外部存儲控制器LCD控制器4個DMA2個通用串行總線一個多主IIC一個IIS5通道的PWM定時器一個內部定時器71個GPIO8個外部中斷實時時鐘8通道10位ADC相比同類型和價位的處理器，S3C44B0X有以下的優(yōu)點：1、內部的Cache和寫緩沖2、內存控制器支持SDRAM3、外部內存引腳有片選信號4、內部4路DMA（2路橋梁DMA和2路主DMA）5、LCD控制器S3C44B0X處理器組成與框圖

S3C44B0X處理器組成與框圖組成部分描述核心部件

嵌入式處理器不僅包括CPU，也包括了其它的部分。核心部件包括處理器的核心、片內總線、時鐘電源模塊。核心部件是整個處理器運行的基礎?？偩€上的部件S3C44B0X的總線部件包括了在系統(tǒng)總線上部件外設器件

外設總線是S3C44B0X的二級總線，通過總線橋掛接在一級總線上。S3C44B0X的組成見P92-P94ARM7TDMI核心（p94）S3C44B0X地址空間（P97）S3C44B0X各部件的詳細介紹如下：S3C44B0X中斷控制器ARM內核本身提供的異常只有8個，異常向量表如下：ResetEntrybResetHandlerbHandlerUndefbHandlerSWIbHandlerPabortbHandlerDabortb.bHandlerIRQbHandlerFIQ見（P99）S3C44B0X中斷控制器功能框圖（P103）S3C44B0XGPIO（P104）S3C44B0X的一共有7個通用端口，共71位：A：10位輸出端口B：11位輸出端口C：16位輸入/輸出端口D：8位輸入/輸出端口E：9位輸入/輸出端口F：9位輸入/輸出端口G：8位輸入/輸出端口

S3C44B0XUARTS3C44B0XUART的特性包括：基于DMA或者中斷的RxD0,TxD0,RxD1,TxD1

通道0支持IrDA1.0具有16位的FIFO

通道1支持IrDA1.0具有16位的FIFO

支持握手接收/發(fā)送見p106-107S3C44B0X定時器S3C44B0XPWM定時器的特性為:6個基于中斷或者DMA方式PWM定時器

3個8位預分頻器、5個5位除法器、1個4位除法器輸出坡形可編程的脈寬調制(PWM)

自動裝載或者一短脈沖模式死區(qū)發(fā)生器見p109S3C44B0X的LCD控制器見P1134.3PXA25x/PXA27x處理器PXA處理器概述PXA處理器組成與框圖XScale核心PXA處理器概述PXA255處理器是PXA系列較早一款廣泛使用的處理器，其運算速度高達400MHz，采用IntelXScale架構（用于多媒體），ARMv5E內核，外圍控制器眾多，具有高集成度高性能的特點，具有增強型DSP指令集。

PXA27x在PXA25x的基礎上又增了三大特性：QuickCapture（快速拍攝）、WirelessSpeedStep（無線動態(tài)節(jié)能）和WirelessMMX（無線MMX指令）。PXA處理器組成與框圖PXA255功能框圖（見p116）PXA處理器組成與框圖PXA272功能框圖

見p118表4-16PXA處理器組成與框圖Xscale核心（見p119）PXA系統(tǒng)存儲器接口（見p121）PXA2xx內存空間使用ARM處理器所有32位地址（4G地址空間），包括以下內容：靜態(tài)存儲器空間：從地址[0x00000000]開始的6個64MStaticMemory空間；SDRAM的空間：

[0xA0000000]-[0xB0000000]的4個64M的SDRAM空間，在PXA27x設置1G模式后使用[0x80000000]-[0xC0000000]的4個256M的SDRAM空間；卡空間：從地址[0x20000000]-[0x40000000]的2個256M的卡空間；內部寄存器空間：

[0x40000000]-[0x4C000000]，分成外設（Peripherals）、LCD和存儲器控制（MemoryCtl）三個部分。

PXA中斷控制器

PXA2xx的中斷控制器控制所有的中斷源到處理器的入口，同時確定著所有中斷的第一級。它也用于確定是否由IRQ或者FIQ觸發(fā)中斷，或者屏蔽中斷。各個中斷可以設置為IRQ或者FIQ模式，而且FIQ的優(yōu)先級高于IRQ。

PXAUART控制器

PXA2xx均具有3個通用異步接收/發(fā)送器：全功能UART（FFUART）藍牙UART（BEUART）標準UART（STUART）串口類型描述傳輸速度引腳、全功能UART

包含RS232的全部8個引腳230.4Kb/sTxD（發(fā)送）和RxD（接收）CTS（清除發(fā)送）和RTS（請求發(fā)送）DTR（數據終端就緒）DCD（載波檢測）DSR（數據設置就緒）RI（振鈴檢測）藍牙UART

可以連接藍牙模塊具有Modem控制引腳921.6Kb/sTxD（發(fā)送）和RxD（接收）CTS（清除發(fā)送）和RTS（請求發(fā)送）標準UART標準2引腳串口230.4Kb/sTxD（發(fā)送）和RxD（接收）PXA

LCD控制器

PXA2xx的LCD控制器提供了對被動顯示模塊（DSTN，雙層超扭曲向列型液晶顯示屏幕）和主動顯示模塊（TFT，薄膜晶體管）的支持。

PXA27x的LCD控制器功能更為強大，支持一個基本層，兩個疊加層，一個為硬件光標層。ARM處理器核簡介ARM公司開發(fā)了很多系列的ARM處理器核，目前最新的系列已經是ARM11了，而ARM6核以及更早的系列已經很罕見了。目前應用比較廣泛的系列是：ARM7ARM9ARM9EARM10SecurCoreXscaleARM11CortexARM處理器內核結構項目ARM7ARM9ARM10ARM11流水線3568典型頻率（MHz）80150260335功耗（mW/MHz）0.060.19（+cache）0.5（+cache）0.4（+cache）性能MIPS**/MHz0.971.11.31.2架構馮諾伊曼哈佛哈佛哈佛簡介ARM7TDMI基于ARM體系結構V4版本，是目前低端的ARM核。具有廣泛的應用，其最顯著的應用為數字移動電話。注意：“ARM核”并不是芯片，ARM核與其它部件如RAM、ROM、片內外設組合在一起才能構成現(xiàn)實的芯片。簡介ARM7TDMI支持32位尋址范圍，并彌補了ARM6不能在低于5V電源電壓下工作的不足。ARM7TDMI的后綴意義為：支持高密度16位的Thumb指令集；支持片上調試；支持64位乘