S3C44B02410硬件结构与关键技术分析课件

《S3C44B02410硬件结构与关键技术分析课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《S3C44B02410硬件结构与关键技术分析课件（67页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、1TM1n配套教材：配套教材：ARMARM嵌入式系统结构与编程嵌入式系统结构与编程，2009,32009,3ARMARM嵌入式系统结构与编程嵌入式系统结构与编程2TM第第9章章S3C44B0/S3C2410硬件结构硬件结构与关键技术分析与关键技术分析S3C44B0是基于是基于ARM7TDMI架构的，架构的，S3C2410是基于是基于ARM920T架构的。当前，这架构的。当前，这两款芯片在嵌入式开发领域广泛应用。本章两款芯片在嵌入式开发领域广泛应用。本章主要介绍主要介绍S3C44B0和和S3C2410的硬件资源和的硬件资源和整体架构，对其存储控制器、整体架构，对其存储控制器、NAND Flash

2、控控制原理、时钟电源管理、通用制原理、时钟电源管理、通用I/O接口和中断接口和中断控制器作了详细介绍，并通过一定的实例来控制器作了详细介绍，并通过一定的实例来加深读者对关键技术的理解。加深读者对关键技术的理解。3TM3内容提要内容提要n91 处理器简介处理器简介n92S3C44B0/ S3C2410存储控制器存储控制器n93S3C2410 NAND Flash控制器控制器n94 S3C44B0/ S3C2410时钟电源管理时钟电源管理n95 S3C44B0/ S3C2410通用通用 I/O端口端口n96 S3C44B0/S3C2410中断机制中断机制4TM494 S3C44B0/ S3C241

3、0时钟电源管理时钟电源管理nS3C44B0的电源管理有五种模式：正常模式的电源管理有五种模式：正常模式，低速模式，空闲模式，停止模式和，低速模式，空闲模式，停止模式和LCD的的SL空闲模式。空闲模式。 nS3C2410的电源管理模块有四种活动模式：的电源管理模块有四种活动模式：正常模式，低速模式，休眠模式和断电模式正常模式，低速模式，休眠模式和断电模式。 5TM5941 S3C44B0/ S3C2410时钟管理时钟管理 n1时钟结构：时钟结构：nS3C44B0的时钟发生器模块的时钟发生器模块 6TM6nS3C2410的时钟发生器模块的时钟发生器模块 n见教材见教材ARM嵌入式系统结构与编程嵌入

4、式系统结构与编程第第241页页9-207TM7n2时钟源的选择：时钟源的选择：n控制模式引脚（控制模式引脚（OM3和和OM2）与）与S3C44B0/S3C2410时钟源选择的结合关系时钟源选择的结合关系如表如表9-18所示。所示。OM3:2状态通过查阅状态通过查阅OM3和和OM2引脚在引脚在nRESET上升沿时的值内部锁上升沿时的值内部锁存的。存的。8TM89TM9n3PLL（锁相环）（锁相环）n内置时钟发生器的内置时钟发生器的S3C44B0 PLL/ S3C2410MPLL是一个以频率与相位输入信是一个以频率与相位输入信号的基准的同步输出信号的电路。号的基准的同步输出信号的电路。 10TM1

5、0n4上电复位：上电复位：n晶振开始振荡数毫秒后，当晶振开始振荡数毫秒后，当S3C44B0OSC（S3C2410: XTlpll）时钟稳定后）时钟稳定后nRESET得到释放，得到释放，PLL开始根据默认开始根据默认的的PLL配置进行运作。配置进行运作。nPLL在上电复位后变得不稳定，所以在上电复位后变得不稳定，所以Fin代替代替Fpllo（S3C2410: Mpll）在）在S/W（S3C2410: 软件）更新软件）更新PLLCON的配置前直接反馈到的配置前直接反馈到Fout。n用户在复位后想使用用户在复位后想使用PLLCON寄存器的默认值，也需要通过寄存器的默认值，也需要通过S/W（S3C24

6、10: 软件）写入相同的值给软件）写入相同的值给PLLCON寄存器。寄存器。 11TM11上电复位时钟锁定上电复位时钟锁定 12TM12n在正常模式下的操作，如果用户希望通过写在正常模式下的操作，如果用户希望通过写PMS值的方法改变频率，值的方法改变频率，PLL锁定时间会自锁定时间会自动写入。在锁定时间里，时钟不支持内部模动写入。在锁定时间里，时钟不支持内部模块。块。 13TM13942 S3C44B0/ S3C2410电源管理电源管理nS3C44B0/ S3C2410电源管理模块通过控制电源管理模块通过控制系统时钟，实现减少系统的电源功耗。系统时钟，实现减少系统的电源功耗。nS3C44B0的

7、方法与的方法与PLL，时钟控制逻辑，外，时钟控制逻辑，外设时钟控制以及唤醒信号相关。设时钟控制以及唤醒信号相关。 14TM1415TM15S3C44B0 电源管理状态机电源管理状态机16TM16S3C2410 电源管理状态机电源管理状态机17TM17943 S3C44B0/ S3C2410时钟与电时钟与电源管理专用寄存器源管理专用寄存器n锁时计数寄存器锁时计数寄存器LOCKTIME 、PLL配置寄配置寄存器存器 、时钟控制寄存器（、时钟控制寄存器（CLKCON） 、低、低速时钟控制寄存器（速时钟控制寄存器（CLKSLOW） 详细描述详细描述信息信息见教材见教材ARM嵌入式系统结构与编程嵌入式系

8、统结构与编程第第246-250页页18TM1895 S3C44B0/ S3C2410通用通用 I/O端端口口nS3C44B0有有71个多功能输入个多功能输入/输出引脚。有如下输出引脚。有如下7个个端口：端口：n两个两个9位输入位输入/输出端口（端口输出端口（端口E 和和F）n两个两个8位输入位输入/输出端口（端口输出端口（端口D 和和G）n一个一个16位输入位输入/输出端口（端口输出端口（端口C）n一个一个10位输入位输入/输出端口（端口输出端口（端口A）n一个一个11位输入位输入/输出端口（端口输出端口（端口B）19TM19nS3C2410有有117个多功能输入个多功能输入/输出引脚。有如下

9、输出引脚。有如下8个端口：个端口：n端口端口A（GPA）：）：23位输出端口位输出端口n端口端口B（GPB）：）：11位输入位输入/输出端口输出端口n端口端口C（GPC）：）：16位输入位输入/输出端口输出端口n端口端口D（GPD）：）：16位输入位输入/输出端口输出端口n端口端口E（GPE）：）：16位输入位输入/输出端口输出端口n端口端口F（GPF）：）：8位输入位输入/输出端口输出端口n端口端口G（GPG）：）：16位输入位输入/输出端口输出端口n端口端口H（GPH）：）：11位输入位输入/输出端口输出端口20TM20951端口控制描述端口控制描述n1端口配置寄存器端口配置寄存器n在在S

10、3C44B0和和S3C2410中，大多数引脚是复合式中，大多数引脚是复合式的。所以，需要决定每个引脚所选择的功能。端口的。所以，需要决定每个引脚所选择的功能。端口控制寄存器决定每个引脚的功能。控制寄存器决定每个引脚的功能。n在在S3C44B0中，如果中，如果PG0-PG7用于在掉电模式下用于在掉电模式下的唤醒信号，这些端口需要配置成中断模式。的唤醒信号，这些端口需要配置成中断模式。n在在S3C2410中，如果中，如果GPF0-GPF7和和GPG0-GPG7用于断电模式下的唤醒信号，这些端口必须配置能用于断电模式下的唤醒信号，这些端口必须配置能中断模式。中断模式。21TM21n2端口数据寄存器端

11、口数据寄存器n如果这些端口被配置成输出端口，数据可以如果这些端口被配置成输出端口，数据可以从相应的位被写入。如果端口被配置成输入从相应的位被写入。如果端口被配置成输入端口，数据可以从相应的位读出。端口，数据可以从相应的位读出。22TM22n3端口上拉寄存器端口上拉寄存器n端口上拉寄存器控制每个端口组的上拉电阻端口上拉寄存器控制每个端口组的上拉电阻使能使能/禁止。当相应的位置禁止。当相应的位置0，引脚的上拉电，引脚的上拉电阻被使能。为阻被使能。为1时，上拉电阻被禁止。时，上拉电阻被禁止。23TM23n4外部中断控制寄存器外部中断控制寄存器nS3C44B0 的的8个外部中断与个外部中断与S3C24

12、10的的24个个外部中断通过多种信号方法被请求。外部中断通过多种信号方法被请求。 24TM24952 端口控制寄存器端口控制寄存器n1S3C44B0端口寄存器端口寄存器n（1）端口）端口A寄存器（寄存器（PCONA,PDATA）25TM2526TM2627TM27n端口端口C控制寄存器（控制寄存器（PCONC,PDATC,PUPC）28TM2829TM2930TM30n专用上拉电阻控制寄存器（专用上拉电阻控制寄存器（SPUCR） n在停止在停止/SL空闲模式，数据总线（空闲模式，数据总线（D31:0或者或者D15:0）在高阻态。但是，因为）在高阻态。但是，因为IO引脚的特性，引脚的特性，数据总

13、线上拉电阻被启用，以减少在停止数据总线上拉电阻被启用，以减少在停止/SL空闲空闲模式上的电源消耗。模式上的电源消耗。D31:16引脚上拉电阻可以被引脚上拉电阻可以被PUPC寄存器控制。寄存器控制。D15:0引脚上拉电阻可以通过引脚上拉电阻可以通过SPUCR寄存器进行控制。寄存器进行控制。n在停止模式，存储器控制信号可以被选为高阻态或在停止模式，存储器控制信号可以被选为高阻态或原状态，以防止通过设置原状态，以防止通过设置SPUCR寄存器的寄存器的HZSTOP域而导致存储器故障。域而导致存储器故障。31TM3132TM32n外部中断控制寄存器外部中断控制寄存器(EXTINT)33TM3334TM3

14、4n外部中断挂起寄存器（外部中断挂起寄存器（EXINTPND）n外部中断请求（外部中断请求（4，5，6，7）是）是或或关系关系，提供一个中断信号给中断控制器。，提供一个中断信号给中断控制器。nENIT4,ENIT5,ENIT6和和ENIT7在中断控制器在中断控制器中共享相同的中断请求线（中共享相同的中断请求线（EINT4/5/6/7）。）。 35TM3536TM36n2. S3C2410端口寄存器端口寄存器n端口端口B寄存器（寄存器（GPBCON, GPBDAT, GPBUP） 37TM3738TM3839TM39nS3C44B0和和S3C2410其它端口寄存器详细信其它端口寄存器详细信息见息

15、见教材教材ARM嵌入式系统结构与编程嵌入式系统结构与编程第第九章的九章的9.5.2节节的说明的说明40TM40953 通用通用I/O接口设计实例接口设计实例nLED与蜂鸣器接口电路与蜂鸣器接口电路nS3C44B0的端口的端口A的第的第0、1、2、3管脚分管脚分别与别与LED相连，端口相连，端口E的第的第0管脚用来控制管脚用来控制蜂鸣器。蜂鸣器。 41TM4142TM42n控制编程实现控制编程实现n根据根据LED的硬件电路图，实现的硬件电路图，实现LED的循环的循环闪烁：闪烁：LED1亮亮 延时，延时，LED4灭灭- LED2亮亮 延时，延时，LED1灭灭- LED3亮亮 延时，延时，LED2灭

16、灭- LED4亮亮 延时，延时，LED3灭灭- 蜂蜂鸣器开鸣器开 延时，蜂鸣器关延时，蜂鸣器关，如此无限循环，如此无限循环，实现实现LED霓虹灯式的循环闪烁霓虹灯式的循环闪烁 。43TM439.6 S3C44B0/S3C2410中断机制中断机制n中断是中断是CPU在程序运行过程中，被内部或外在程序运行过程中，被内部或外部的事件所打断，转去执行一段预先安排好部的事件所打断，转去执行一段预先安排好的中断服务程序，中断服务程序执行完毕后的中断服务程序，中断服务程序执行完毕后，又返回原来的断点，继续执行原来的程序，又返回原来的断点，继续执行原来的程序。nS3C44B0/S3C2410内部集成了中断控制

17、器内部集成了中断控制器，能够管理多个中断源。，能够管理多个中断源。44TM44961 S3C44B0中断控制器中断控制器n1.中断源中断源n S3C44B0中断控制器可以管理中断控制器可以管理30个中断源个中断源 45TM4546TM46n2.中断优先级产生模块中断优先级产生模块47TM4748TM48n非向量中断方式非向量中断方式n中断源产生中断后，从中断源产生中断后，从0 x18 处取指执行处取指执行n向量中断方式向量中断方式n中断源产生中断后，跳转到中断源产生中断后，跳转到0 x18 处，但由处理器识处，但由处理器识别中断后自动填充总线，并忽略别中断后自动填充总线，并忽略0 x18 处指

18、令，执行处指令，执行总线上新的指令总线上新的指令0 x18中断服务入口0 x18中断服务入口nS3C44B0向量中断与非向量中断向量中断与非向量中断49TM49启动 - 中断响应IRQs 中断非向量中断INTCON V= 1向量中断INTCON V= 0中断服务入口地址表地址映射中断控制器地址映射中断控制器读取I_ISPR寄存器计算偏移(R8)26个中断源EINT0/1/2 PowerDownEINT0/1/2 PowerDown50TM50962 S3C2410中断控制器中断控制器nS3C2410提供提供56个中断源，如表个中断源，如表9-50所示。所示。当中断源提出中断服务请求后，中断控制

19、器当中断源提出中断服务请求后，中断控制器经过仲裁之后再请求经过仲裁之后再请求ARM920T核的核的FIQ或或IRQ中断。中断。 51TM5152TM52S3C2410中断优先级仲裁模块中断优先级仲裁模块 53TM53963 S3C44B0/S3C2410 中断控制中断控制特殊功能寄存器特殊功能寄存器n使用使用S3C44B0/S3C2410中断控制时中断控制时 ,要能够要能够完成这些功能的寄存器主要有中断控制寄存完成这些功能的寄存器主要有中断控制寄存器、中断源挂起寄存器、中断模式寄存器、器、中断源挂起寄存器、中断模式寄存器、中断屏蔽寄存器、中断优先级寄存器、中断中断屏蔽寄存器、中断优先级寄存器、

20、中断挂起寄存器进行初始化。挂起寄存器进行初始化。 54TM54nS3C44B0的中断控制寄存器的中断控制寄存器INTCON 55TM55n中断挂起寄存器中断挂起寄存器 INTPNDn中断挂起寄存器中断挂起寄存器INTPND如表如表9-52所示，每一个所示，每一个中断源对应着一位。只有未被屏蔽且具有最高优中断源对应着一位。只有未被屏蔽且具有最高优先级、在源挂起寄存器中等待处理的中断请求，先级、在源挂起寄存器中等待处理的中断请求，其对应的中断挂起位被置其对应的中断挂起位被置1。S3C44B0在中断服在中断服务程序中必须加入对务程序中必须加入对I_ISPC和和F_ISPC写写1的操作的操作来清除挂起

21、条件，准备接收下一次中断。来清除挂起条件，准备接收下一次中断。S3C2410在中断服务程序中可以直接对在中断服务程序中可以直接对INTPND进行清除操作进行清除操作 56TM56n中断模式寄存器中断模式寄存器INTMODnARM处理器的中断模式有两种：处理器的中断模式有两种：IRQ模式模式和和FIQ模式。中断模式寄存器模式。中断模式寄存器INTMOD如表如表9-53所示，每一个中断源对应着一位。当所示，每一个中断源对应着一位。当中断源的模式位设置为中断源的模式位设置为0时，中断会按时，中断会按IRQ模式来处理；当模式位设置为模式来处理；当模式位设置为1时，对应的时，对应的中断会按中断会按FIQ

22、模式来处理。模式来处理。57TM57n中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器INTMSKn在中断屏蔽寄存器在中断屏蔽寄存器INTMSK中，除了全局屏蔽位中，除了全局屏蔽位外，每一个中断源对应着一位，如外，每一个中断源对应着一位，如教材表教材表9-54所所示。示。n如果某位设置为如果某位设置为1，则该位所对应的中断请求不会，则该位所对应的中断请求不会被处理；如果某位设置为被处理；如果某位设置为0，则该位所对应的中断，则该位所对应的中断请求才会被处理。如果全局屏蔽位被设置为请求才会被处理。如果全局屏蔽位被设置为1，则，则所有的中断请求都不会被处理理。所有的中断请求都不会被处理理。 58TM58nS3C44B

23、0向量模式相关寄存器向量模式相关寄存器n对对S3C44B0中的优先级产生模块的设置通过对寄存器中的优先级产生模块的设置通过对寄存器I_PSLV、I_PMST、I_CSLV、C_CMST的设置来完的设置来完成。成。n如果几个中断源同时发出中断请求，则可通过读如果几个中断源同时发出中断请求，则可通过读I_IPSR寄存器可获知前具有最高优先级的中断源。寄存器可获知前具有最高优先级的中断源。nIRQ向量模式相关寄存器位信息见向量模式相关寄存器位信息见教材教材ARM嵌入式嵌入式系统结构与编程系统结构与编程表表9-55所示。所示。59TM59nS3C2410 中断偏移寄存器中断偏移寄存器INTOFFSET

24、nS3C2410中断偏移寄存器中断偏移寄存器INTOFFSET的值代表了的值代表了中断源号，即在中断源号，即在IRQ模式下，模式下，INTPND寄存器中某寄存器中某位置位置1，则，则INTOFFSET寄存器中的值是其对应中寄存器中的值是其对应中断源的偏移量。该寄存器是只读的，可以通过清断源的偏移量。该寄存器是只读的，可以通过清除除SRCPND寄存器和寄存器和INTPND寄存器的挂起位来寄存器的挂起位来自动清除。自动清除。 n详细信息教材详细信息教材ARM嵌入式系统结构与编程嵌入式系统结构与编程第第293页表页表9-5760TM60nS3C2410 源挂起寄存器源挂起寄存器SRCPND、SUBS

25、RCPNDnS3C2410源挂起寄存器源挂起寄存器SRCPND由由32位组成，每一个中位组成，每一个中断请求信号对应着其中的一位。中断源请求中断服务时，断请求信号对应着其中的一位。中断源请求中断服务时，其所对应的位就被置其所对应的位就被置1。nSRCPND记录了哪些中断源发出了中断请求。子源挂起寄记录了哪些中断源发出了中断请求。子源挂起寄存器存器SUBSRCPND用于共用中断请求信号的中断控制。用于共用中断请求信号的中断控制。nSRCPND、SUBSRCPND各位信息见各位信息见教材第教材第294页表页表9-58、表、表9-59。61TM61nS3C2410中断优先级寄存器中断优先级寄存器PR

26、IORITYnS3C2410中断优先级寄存器中断优先级寄存器PRIORITY只在只在IRQ模式下起作用，中断源的优先级由模式下起作用，中断源的优先级由2位位的的ARB_SEL和和1位的位的ARB_MODE的不同设的不同设定值来决定。定值来决定。nPRIORITY寄存器的各位信息见寄存器的各位信息见教材教材ARM嵌入式系统结构与编程嵌入式系统结构与编程第第296页表页表9-60。62TM62963 S3C44B0/S3C2410 中断控制器设中断控制器设计实例计实例n中中断断接接口口设设计计63TM63思考与练习题思考与练习题n三星公司两款流行的三星公司两款流行的ARM处理器芯片处理器芯片S3C

27、44B0和和S3C2410各是基于什么结构架各是基于什么结构架构的，构的，S3C2410与与S3C44B0相比较具有哪相比较具有哪些优势？些优势？64TM64nLED与蜂鸣器控制电路原理如图与蜂鸣器控制电路原理如图9-32所示所示，S3C44B0的端口的端口G的第的第4、5、6、7管脚管脚分别与分别与LED相连，端口相连，端口A的第的第0管脚用来控管脚用来控制蜂鸣器。制蜂鸣器。65TM6566TM66n要求：根据电路图，实现用要求：根据电路图，实现用LED的亮灭作为的亮灭作为二制编码，模拟二制编码，模拟16进制计数。（例如，进制计数。（例如，0的的编码为编码为0000：全灭，：全灭，1的编码为的编码为0001：LED4灭灭/ LED3灭灭/ LED2灭灭/ LED2亮，亮，15的的编码为编码为1111：全亮）：全亮）67TM第第9章章S3C44B0/S3C2410硬件结构硬件结构与关键技术分析与关键技术分析The End