基于MC9328MX21的多功能開發(fā)平臺設(shè)計

　　引言

　　在日益信息化的社會中，計算機和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面滲透到日常生活中。對于個人，需要的不僅僅是放在桌上處理的文檔而是需要能夠工作管理和生產(chǎn)控制的計算“機器”。而各種各樣的新型嵌入式產(chǎn)品在應(yīng)用數(shù)量上已遠遠超過通用計算機。小到MP3、PDA，大到網(wǎng)絡(luò)家電、智能家電、車載電子設(shè)備等。在工業(yè)、服務(wù)、國防等領(lǐng)域，數(shù)字機床、智能工具、測試設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等也正逐漸改變傳統(tǒng)設(shè)計，朝著小型、便攜、多功能方向發(fā)展。這里介紹一種基于ARM9系列微處理器MC9328MX21的多功能開發(fā)平臺設(shè)計，該平臺具有小型、低功耗、功能完善、方便操作等特點。

　　2 MC9328MX21的主要特性

　　ARM9系列微處理器MC9328MX21是基于ARM926EJ-S內(nèi)核的微處理器，32．768 kHz系統(tǒng)時鐘，可計時512天；超低功耗；主頻266 MHz，最高可加速到533 MHz；帶有SDRAM、NAND Flash、PCMCIA/CF接口，方便擴展外部存儲器；有LCD、Keypad接口控制器，提供顯示和輸入途徑：采用289引腳MAPBGA封裝。因MC9328MX21具有高速、低功耗、易擴展存儲空間的特性而廣泛應(yīng)用。

　　3 多功能開發(fā)平臺的設(shè)計

　　3．1 外部存儲器的擴展設(shè)計

　　開發(fā)平臺要固化WinCE系統(tǒng)．系統(tǒng)的移植和固化需要相應(yīng)存儲器支持，因此擁有一套完善的存儲模塊在整個系統(tǒng)的運行中至關(guān)重要。根據(jù)MC9328MX21數(shù)據(jù)資料，它可以支持直接的NAND B00T方式，但這種方式并不好，會出現(xiàn)開發(fā)板工作不穩(wěn)定、狀態(tài)隨機的現(xiàn)象，因此該設(shè)計采用更加靈活的NOR+NAND方式。NOR Flash選用SST39VF6401，4MB空存儲間，2．7~3．6 V單電源16 bit讀寫，超過100年數(shù)據(jù)保存時間，最快訪問速度7 ns。因為MC9328MX21沒有專門的NOR Flash接口。所以通過片選信號、數(shù)據(jù)線、地址線的復用對其調(diào)用，其與MC9328MX21的連接關(guān)系如圖1所示。使用PB編譯Win CE內(nèi)核時，會產(chǎn)生eb00t．nb0，這是下載或燒寫系統(tǒng)鏡像時必要的初始化信息，實驗中eboot．nb0將通過仿真器與ADS下載至SST39VF6401中，再引導操作系統(tǒng)鏡像寫入NAND Flash存儲器。

　　NAND Flash選用8 bit 64 MB的存儲器K9F1208，因MC9328MX21本身有NAND Flash控制器，所以可直接連至SK9F1208外部接口。

　　涉及軟件的操作都離不開內(nèi)存的使用，該設(shè)計的平臺選用2片HY57V561620C'I'p[4l組成32 bit 64 MB的內(nèi)存直接連接到MC9328MX2l的SDRAM控制器外部接口上．兩器件分別連接數(shù)據(jù)線的高、低16 bit，共享A2～A10與A17～A20地址段及片選、時鐘、寫使能等控制信號。系統(tǒng)上電后軟件自動初始化SDRAM控制器，使外部64 MB的SDRAM正常工作。

　　3．2 LVDS LCD接口設(shè)計

　　MC9328MX21內(nèi)部有LCD控制器，支持各種STN，TFTLCD液晶屏，最大分辨率達800x600，支持4 bpp和8 bppSTN屏，支持4 bpp、8 bpp、12 bpp、16 bpp、18 bpp TFT屏。所以設(shè)計的多功能開發(fā)平臺的LCD接口適合各種液晶屏接口，滿足各種顯示要求。并在此基礎(chǔ)上采用DS90CF363器件擴展LVDS接口，可提供降低EMI的方案，豐富了LCD接口功能。DS90CF363將21 bit的TTL電平信號(包括18位RGB數(shù)據(jù)和3位LCD定時、控制信號)轉(zhuǎn)換為3組低壓差分信號流送出。圖2為LVDS LCD擴展接口連接電路。

　　3．3 觸摸屏接口設(shè)計

　　為了減少開發(fā)平臺的配件，提高操作靈活度，采用AT-MEGA8L擴展出一個觸摸屏接口，適合各種4線制電阻式觸摸屏輸入。ATmega8L是一款低功耗8 bit AVR單片機，帶有8 KB系統(tǒng)可編程Flash，1 KB片內(nèi)SDRAM，512B的EEPROM,通過復用UART2信號與CPU連接，通過兩片互補型場效應(yīng)管SIl555DL分別接收X、Y坐標數(shù)據(jù)。圖3為具體的觸摸屏接口電路。

　　4 其他接口設(shè)計

　　其他接口如USB、網(wǎng)絡(luò)接口、RS-485串口、RS-232串口，選擇通用器件，通過數(shù)據(jù)線、地址線的復用即可實現(xiàn)調(diào)用，依次使用的器件是ISP1 161A1BM、DM9000A、SP3481、SP3232E。這些器件價格低廉、性能可靠，設(shè)計人員可方便快速地搭建出簡易開發(fā)平臺。

　　5 結(jié)束語

　　開發(fā)的平臺經(jīng)初步調(diào)試，各項功能均可實現(xiàn)，且?guī)в|摸屏時工作電流不超過500 mA，不帶時低于200 mA，可長時間工作。但要注意PCB板設(shè)計時，要運用高速布線技巧，尤其是數(shù)據(jù)線與地址線的走向，是決定板成功與否的關(guān)鍵。該平臺為設(shè)計人員提供了開發(fā)參考模板，幫助減少底層重復工作。