基于ARM芯片的PDA系統(tǒng)中硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

摘 要：嵌入式PDA系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，為了設(shè)計(jì)一個(gè)高性能低成本的PDA系統(tǒng)，該設(shè)計(jì)利用ADSl．2開發(fā)環(huán)境開發(fā)基于ARM芯片的PDA系統(tǒng)，采用STR710芯片設(shè)計(jì)PDA硬件電路系統(tǒng)，利用壞塊管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)NAND_FLASH的存儲(chǔ)管理，提高系統(tǒng)的整體性能，以及其在整體電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中外圍芯片與CPU連接方式的可行性探討，通過該設(shè)計(jì)很好地實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目的，證實(shí)了系統(tǒng)采用ST公司的STR710芯片設(shè)計(jì)一套嵌入式PDA的可行性。
關(guān)鍵詞：ARM；嵌入式PDA；驅(qū)動(dòng)程序；NAND_FLASH

0 引 言
隨著CPU技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，基于ARM平臺(tái)的32位嵌入式PDA技術(shù)也得到了很大的發(fā)展。PDA已經(jīng)從原來簡單意義上的個(gè)人數(shù)字助理，變成了人們離不開的隨身工具。該設(shè)計(jì)基于ARM平臺(tái)的STR710CPU。主要完成了其硬件電路的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)并通過編程實(shí)現(xiàn)液晶顯示器、NANAD_FLASH的驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)并在此基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)PDA的圖形操作。

l 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及功能模塊
設(shè)計(jì)中主要采用ARM平臺(tái)的32位處理器STR710，NAND512W3，MAX4468語音數(shù)據(jù)采集芯片以及LCD液晶顯示器，在完成硬件電路的基礎(chǔ)上編寫程序?qū)崿F(xiàn)LED顯示器及NAND_FLASH驅(qū)動(dòng)。系統(tǒng)采用STR710單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)PDA系統(tǒng)具有很高的性價(jià)比和可靠性特別是在A／D采集上具有12位的精度非常適合工業(yè)和手持設(shè)備使用。
1．1 STR710及NAND512W3主要芯片功能介紹
ST ARM微控制器集成了常用的各種外設(shè)，彌補(bǔ)了其他許多ARM微控制器的不足，可以大大簡化系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中采用NAND_FLASH是由于在PDA系統(tǒng)中一般需要存放大量代碼及數(shù)據(jù)而NAND512W3系列芯片正好具有很高的存儲(chǔ)密度、可擦寫性能好、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)很適合作PDA的存儲(chǔ)芯片，而且具有很高的性價(jià)比。
1．2 STR710與各芯片的功能模塊及接口電路設(shè)計(jì)
在系統(tǒng)中PDA主要有以下功能：通過CPU的控制實(shí)現(xiàn)LCD顯示屏的顯示控制，NAND_FLASH的存儲(chǔ)操作、并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的FATl6格式存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)ADC采集，USB接口的識(shí)別及控制鍵操作等功能模塊主要功能模塊如圖l所示。
1．3 STR710與主要外圍芯片接口電路
1．3．1 NAND_FLASH接口電路
設(shè)計(jì)采用STR芯片的BANK3作為NAND_FLASH的外部存儲(chǔ)I／O口，主要引腳ALE，CLE引腳與處理器的P2．5，P2．6連接作為地址和命令鎖寸引腳的I／O口；讀、寫使能RE，WE引腳與nRD和nWE連接；I／O口與處理器的D0～D7連接用于數(shù)據(jù)傳輸。圖2為NAND_FLAsH與STR710的典型接口連接圖。

在設(shè)計(jì)NAND_FLASH與STR710的接口電路圖時(shí)不能將電路設(shè)計(jì)為ALE，CLE，WP，R／B全部連接到STR710的地址線上。這樣在寫入命令或地址時(shí)會(huì)引起CLE和ALE(對應(yīng)MCU的地址線)在寫信號(hào)WE的上升沿鎖存時(shí)保持時(shí)間至少應(yīng)達(dá)到10 ns，而MCU的芯片說明中寫信號(hào)WE發(fā)出之后，地址線在WE的上升沿后的保持時(shí)間只有3 ns，這樣兩者之間會(huì)造成時(shí)序的不匹配，無法正確操作NAND_FLASH。在設(shè)計(jì)時(shí)需采用將上述引腳與CPU的GPIO引腳連。

1．3．2 LCD接口電路
該設(shè)計(jì)采用160×160像素LCD液晶顯示器，R18是一個(gè)滑動(dòng)變阻器可用于液晶顯示器進(jìn)行灰度的調(diào)節(jié)，LCD片選信號(hào)與處理器的P2．O引腳連接，圖3為LCD顯示的典型接口電路。

2 PDA系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)