現(xiàn)場總線的開關(guān)量 I/O 模塊的總體方案設(shè)計

其中，MMU可以管理虛擬內(nèi)存，高速緩存有獨立的16KB地址和16KB數(shù)據(jù)高速Cache組成。ARM9 20T有兩個內(nèi)部協(xié)處理器：CP14和CP15.CP14用于調(diào)試控制，CP15用于存儲系統(tǒng)控制以及測試控制。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4 .2所示：

S3C2440X芯片集成了大量的功能單元，包括：

(1) 內(nèi)核采用1.2 V供電，存儲器采用3.3V獨立供電，外部IO采用3.3 V獨立供電，16KB數(shù)據(jù)Cache，16KB指令Cache，MMU;

(2) 內(nèi)置外部存儲器控制器(SDRAM控制和芯片選擇邏輯);

(3) LCD控制器(最高4K色STN和256K彩色TFT)，一個LCD專用DMA;

(4) 4路帶外部請求線的DMA;

(5) 三個通用異步串行端口(IrDA1.0 ， 16-Byte TxFIFO ， and 16-Byte RxFIFO)， 2通道SPI;

(6) 一個多主IIC總線，一個IIS總線控制器;

(7) SD主接口版本1.0和多媒體卡協(xié)議版本2.11兼容;

(8) 2個USB Host接口，一個USB Device(VER1.1)接口;

(9) 4個PWM定時器和一個內(nèi)部定時器;

(10)看門狗定時器;

(11)130個通用I/O;

(12)24個外部中斷;

(13)電源控制模式：標準、慢速、休眠、掉電;

(14)8通道10位ADC和觸摸屏接口;

(15)帶日歷功能的實時時鐘;

(16)芯片內(nèi)置PLL;

(17)數(shù)碼相機接口;

(18)設(shè)計用于手持設(shè)備和通用嵌入式系統(tǒng);

(19)16/32位RISC體系結(jié)構(gòu)，使用ARM920TCPU核的強大指令集;

(20)ARM帶MMU的先進的體系結(jié)構(gòu)支持Windows CE、EPOC32、Linux;

(21)指令緩存(Cache)、數(shù)據(jù)緩存、寫緩沖和物理地址TAGRAM，減小了對主存儲器帶寬和性能的影響;

(22)ARM920TCPU核支持ARM調(diào)試的體系結(jié)構(gòu);

(23)內(nèi)部先進的位控制器總線( AMB A2.0 ，AHB/APB)。

4.3存儲器模塊

存儲器模塊包含：64M的FLASH和2片32M的SDRAM.

存儲器模塊：FLASH存儲器是一種在系統(tǒng)可編程器件，存儲的信息在系統(tǒng)掉電后不會丟失。它具有低功耗、大容量、擦寫速度快、可整片或分區(qū)編程(燒寫)和擦出等特點，并且可由內(nèi)部潛入的算法完成對芯片的操作，因而在各種嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。作為一種非易失性存儲器，F(xiàn)LASH在系統(tǒng)中通常用于存放程序代碼、常量表以及一些在系統(tǒng)掉電以后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。主要的生產(chǎn)廠商為Intel、ATMEL、AMD、SAMSUNG等，他們生產(chǎn)的同型器件一般具有相同的電氣特性和封裝形式，可以通用。常用的FALSH為8位或16位的數(shù)據(jù)寬度，編程電壓為3.3V.本系統(tǒng)中使用的是三星K9F1208的一款Nand flash，數(shù)據(jù)存儲容量為64MB，采用塊頁式存儲管理。8個I/O引腳充當數(shù)據(jù)、地址、命令的復(fù)用端口。如圖4.3所示為S3C2440和K9F1208的連接電路原理圖。

與FLASH存儲器相比較，SDRAM不具有掉電保持數(shù)據(jù)的特性，但其存取速度大大高于FLASH存儲器，且具有讀、寫屬性。因此，SDRAM在系統(tǒng)中主要用做程序的運行空間、數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)。當系統(tǒng)啟動時，CPU首先從復(fù)位地址0X0處讀取啟動代碼，在完成系統(tǒng)的初始化后，程序代碼一般調(diào)入SDRAM中運行，以提高系統(tǒng)的運行速度;同時，系統(tǒng)及用戶堆棧、運行數(shù)據(jù)也都放在SDRAM中。SDRAM具有單位空間存儲容量大、價格便宜的優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用在各種嵌入式系統(tǒng)中。SDRAM的存儲單元可以理解為一個電容，總是傾向于放電，為避免數(shù)據(jù)丟失，必須定時刷新(充電)。因此，要在系統(tǒng)中使用SDRAM，就要求微處理器具有刷新控制邏輯，或在系統(tǒng)中另外加入刷新控制邏輯電路。S3C2440微處理器片內(nèi)具有獨立的SDRAM刷新控制邏輯，可方便地與SDRAM接口相連。目前常用的SDRAM為16位數(shù)據(jù)寬度，工作電壓一般為3.3 V.本系統(tǒng)中使用HY57V561620作為SDRAM，其基本特性為：工作電壓為3.3 V，按4Bank *4M *16 Bit方式組織，單片存儲容量為32 MB，支持自動刷新( Auto-Refresh )和自刷新(Self-Refresh )功能，16位數(shù)據(jù)寬度。如圖4.4所示為S3C2440和HY57V561620的連接電路原理圖。

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