S3C4510B型ARM微處理器最小系統(tǒng)構(gòu)建

　　JTAG(Joint Test Action Group-聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組)是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真、調(diào)試，JTAG技術(shù)是一種嵌入式測(cè)試技術(shù)。通過(guò)JTAG接口可對(duì)芯片內(nèi)部的所有部件進(jìn)行訪問，是開發(fā)調(diào)試嵌入式系統(tǒng)的一種簡(jiǎn)潔高效的手段。它有2種連接標(biāo)準(zhǔn)，即14針接口和20針接口。此處選擇14針接口的標(biāo)準(zhǔn)。JTAG接口電路如圖5所示。在設(shè)計(jì)完以上4部分電路后，S3C4510B就具有安全和可靠工作的基本條件。

　　3.2 外圍引出接口設(shè)計(jì)

　　最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為更好地研究開發(fā)微處理器服務(wù)的，因此，還應(yīng)將微處理器的一些必要引腳用接口插座引出，方便實(shí)驗(yàn)開發(fā)使用。下面將以模塊為單元介紹典型的需要引出的引腳，并給出相應(yīng)電路的選型。

　　3.2.1 FLASH存儲(chǔ)器模塊

　　所需引腳為ADDR[21：0]、XDATA[31：0]、nRCS0、nOE、nWBE0、nRESFT。推薦電路為INTEL公司生產(chǎn)的TE28F320B，其存儲(chǔ)容量為32M位(4M字節(jié))，工作電壓為2.7V-3.6V，采用48腳TSOP封裝或48腳FBGA封裝，16位數(shù)據(jù)寬度。

　　3.2.2 SDRAM模塊

　　所需引腳為ADDR[21：0]、XDATA[31：0]、nSDCS0、nDWE、nSDRAS、nSDCAS、nWBE0、nWBE1、SDCLK、CKE。推薦電路為Winbond公司的W986416DH，其存儲(chǔ)容量為4組×16M位(8M字節(jié))，工作電壓為3.3V，常見封裝為54腳TSOP，兼容LVTTL接口，支持自動(dòng)刷新和自刷新，16位數(shù)據(jù)寬度。

　　3.2.3 以太網(wǎng)接口模塊

　　所需引腳為TX_ERR、TXD[3：0]、TX_EN、TX_CLK、RX_ERR、RXD[3：0]、RX_CLK、RX_DV、RX_ERR、nRESET、CRS、COL。推薦接口電路為Davicom公司生產(chǎn)的DM9161，它是單口高速以太網(wǎng)物理層接口電路，可提供MII接口和傳統(tǒng)7線制網(wǎng)絡(luò)接口，工作電壓為3.3V。

　　3.2.4 I2C接口模塊

　　所需引腳為SCL、SDA。此處外擴(kuò)1個(gè)Atmel公司生產(chǎn)的AT24C01作為I2C接口模塊的存儲(chǔ)器，其工作電壓為5V，可提供128字節(jié)的EEPROM存儲(chǔ)空間，用于存放少量在系統(tǒng)掉電時(shí)需要保存的數(shù)據(jù)。

　　3.2.5 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊

　　所需引腳為E_ADDR3、SCL、SDA。Philips公司生產(chǎn)的PCF8583是一種低功耗CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷接口電路，工作電壓為3.3V，內(nèi)置256字節(jié)的SRAM，通過(guò)I2C接口與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，每次讀、寫操作完成后，內(nèi)置的地址寄存器會(huì)自動(dòng)增加。

　　3.2.6 ADC模塊

　　所需引腳為E_ADDR0、E_ADDR1、E_ADDR2、E_nWBE0、E_nOE、nADC_CS，ADC_CLK。National公司生產(chǎn)的ADC0809是一種8位8通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，工作電壓為5V，具有高速、高精度、溫度依賴性小和功耗低等特點(diǎn)。

　　3.2.7 DAC模塊

　　所需引腳為E_D[7：0]、nDAC_CS。National公司生產(chǎn)的DAC0832是8位CMOS D/A轉(zhuǎn)換器，工作電壓為5V，由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換控制電路組成，2級(jí)寄存器使它能夠?qū)崿F(xiàn)多路D/A的同步轉(zhuǎn)換輸出。

　　3.2.8 通用I/O接口模塊

　　引腳P0-P3可外接跳線選擇高、低電平用作狀態(tài)輸入或其他輸入功能;引腳P4-P7可外接LED，用作程序運(yùn)行狀態(tài)的顯示或其他輸出顯示。

　　以上僅列出了8種模塊

　　所用到的引腳和電路，此外還有串行接口模塊、總線驅(qū)動(dòng)模塊、譯碼模塊、LED/LCD顯示模塊、鍵盤模塊等，不再一一列舉。以上提到的E_xxx引腳均為經(jīng)過(guò)總線驅(qū)動(dòng)與電平轉(zhuǎn)換電路后的引腳，此類電路有TI公司的N74ALVC16245(雙8通道)、SN74LVC4245(通道)等。

　　4 硬件調(diào)試

　　系統(tǒng)上電后，電源電路的輸出電壓為DC3.3V;有源晶體振蕩器的輸出頻率為10MHz;復(fù)位電路的輸出端(以低電平有效引腳為例)在按鈕未按下時(shí)輸出為高電平，按下按鈕后為低電平，按鈕松開后輸出端恢復(fù)為高電平。

　　通過(guò)JTAG接口調(diào)試S3C4510B，上電前應(yīng)檢查S3C4510B的引腳nEWAIT是否已上拉，引腳ExtMREQ是否已下拉，對(duì)這2個(gè)引腳的處理關(guān)系到S3C4510B能否正常工作，必須非常注意。上電后，如果在使能片內(nèi)PLL電路的情況下，引腳MCLKO/SDCLK可輸出50MHz的波形，就說(shuō)明S3C4510B已正常工作。此時(shí)，就可使用集成開發(fā)工具ADS或SDT通過(guò)JTAG接口對(duì)電路內(nèi)的部件訪問和控制，如通過(guò)對(duì)電路內(nèi)部控制通用I/O口的特殊功能寄存器的操作來(lái)點(diǎn)亮連接在P4-P7口上的LED，如果LED能夠按照寄存器的設(shè)置正常開關(guān)，那就說(shuō)明所設(shè)計(jì)的最小系統(tǒng)是可靠的。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　在將來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，ARM微處理器仍將主宰32位嵌入式微處理器市場(chǎng)。學(xué)習(xí)和掌握ARB微處理器技術(shù)是非常必要的，而設(shè)計(jì)ARM微處理器是最小系統(tǒng)是一種學(xué)習(xí)該技術(shù)的極佳方法。