基于S3C2440A的最小系统详细讲解

1第三章基于S3C2440A的最小系统合肥学院电子信息与电气工程系干开峰2目录3.1三星ARM处理器概述3.2S3C2440A特性3.3S3C2440A存储器3.4S3C2440A时钟和电源管理33.1三星ARM处理器概述1、S3C44B0处理器：ARM7TDMI、66MHz、集成LCD控制器（支持STN，但不支持TFT）、无网络接口；适用产品：POS、PDA、E-BOOK、GPS、智能电话、电子书包、机顶盒，手持游戏机等等。160LQFP，160FBGA。支持LINUX、PSOS、uC/OSII等。2、S3C2410处理器：ARM920T、200MHz、支持TFT、USBHOST、USBDEVICE、SDCard以及MMC接口、触摸屏接口，NANDFLASH直接引导。无网络接口。适用产品：POS、PDA、E-BOOK、GPS、智能电话、电子书包、机顶盒，手持游戏机、电子相册、多媒体产品、视频监控、智能控制仪表等等。272BGA。支持WINCE、LINUX、VxWorks等。43.1三星ARM处理器概述3、S3C4510B处理器：ARM7TDMI、50MHz、MAC接口、无LCD控制器、适用产品：以太网HUB、交换机、路由器、VOIPMODEM、家庭网关等网络设备。208QFP，支持VXWORKS，LINUX，PSOS，NUCLEUS等。4、S3C2510处理器：ARM940T、166MHz、2MAC接口、DES/3DES加密、PCI总线、USBHOST和DEVICE。适用产品：以太网HUB、交换机、路由器、VOIP、XDSLMODEM、WLAN产品、家庭网关等网络设备。416BGA，支持VXWORKS、LINUX、NUCLEUS。53.1三星ARM处理器概述5、S3C2440处理器：ARM920T、400~533MHz、支持TFT、USBHOST、DEVICE、SDCard以及MMC接口、触摸屏接口、AC’97CODEC、8通道10bitADC、照相机接口、289-FBGA，S3C2440CPU支持包括微软WindowsCE、PalmOS、Symbian和Linux等操作系统6、S3C24A0处理器：ARM926EJ内核、集成的16位定点DSP指令集、支持Jazelle技术，使得硬件设备可以直接运行Java程序源代码、CAMERAMODULE、内置硬件MPEG4等接口，应用3G手机。63.2S3C2440A特性一、概述1、三星公司推出的16/32位RISC微处理器S3C2440A，为手持设备和一般类型应用提供了低价格、低功耗、高性能小型微控制器的解决方案。2、为了降低整体系统成本，S3C2440A提供了丰富的内部设备。73、S3C2440A采用了ARM920T的内核，0.13um的CMOS标准宏单元和存储器单元。4、它采用了新的总线架构AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture(AMBA)。5、其低功耗、简单、优雅以及全静态设计特点，适合于对成本和功率敏感型的应用。86、S3C2440A的杰出特点是其核心处理器(CPU)，是一个16/32位ARM920T的RISC处理器。ARM920T实现了MMU，AMBABUS和Harvard高速缓冲体系结构。7、这一结构具有独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache。每个都是由具有8字长的行组成。8、通过提供一套完整的通用系统外设，S3C2440A降低了整体系统成本并且无需配置额外的组件。9二、S3C2440A集成的片上功能1、1.2V内核供电，1.8V/2.5V/3.3V存储器供电，3.3V外部I/O供电，具备16KB的I-Cache和16KB的D-Cache/MMU微处理器。2、外部存储控制器(SDRAM控制和片选逻辑)。3、LCD控制器（最大支持4K色STN和256K色TFT）提供1通道LCD专用DMA。4、4通道DMA并有外部请求引脚。105、3通道UART(IrDA1.0，64字节TxFIFO，和64字节RxFIFO)。6、2通道SPI。7、1通道IIC-BUS接口。8、1通道IIS-BUS音频编解码器接口。9、AC’97解码器接口。10、兼容SD主接口协议1.0版和MMC卡协议2.11兼容版。1111、2端口USB主机/1端口USB设备（1.1版）。12、4通道PWM定时器和1通道内部定时器/看门狗定时器。13、8通道10比特ADC和触摸屏接口。14、具有日历功能的RTC。15、相机接口（最大4096×4096像素的支持；2048×2048像素的支持以及缩放。）16、130个通用I/O口和24通道外部中断源。17、具有普通、慢速、空闲和掉电模式。18、具有PLL片上时钟发生器12三、体系结构1、为手持设备和通用嵌入式应用提供片上集成系统解决方案2、16/32位RISC体系结构和ARM920T内核强大的指令集3、加强的ARM体系结构MMU用于支持WinCE,EPOC32和Linux134、指令高速存储缓冲器（I-Cache），数据高速存储缓冲器（D-Cache），写缓冲器和物理地址TAGRAM减少主存带宽和响应性带来的影响5、采用ARM920TCPU内核支持ARM调试体系结构6、内部高级微控制总线（AMBA）体系结构(AMBA2.0，AHB/APB)14四、系统管理器1、支持大/小端方式2、支持高速总线模式和异步总线模式3、寻址空间：每bank128M字节（总共1G字节）4、支持可编程的每bank8/16/32位数据总线带宽5、从bank0到bank6都采用固定的bank起始寻址156、bank7具有可编程的bank的起始地址和大小7、8个存储器bank：－其中6个适用于ROM,SRAM,和其他－另外2个适用于ROM/SRAM和同步DRAM8、所有的存储器bank都具有可编程的操作周期169、支持外部等待信号延长总线周期10、支持掉电时的SDRAM自刷新模式11、支持各种型号的ROM引导（NOR/NANDFlash，EEPROM，或其他）17五、NANDFlash启动引导1、支持从NANDflash存储器的启动2、采用4KB内部缓冲器进行启动引导3、支持启动之后NAND存储器仍然作为外部存储器使用4、支持先进的NANDflash18六、Cache存储器1、64项全相连模式，采用I-Cache(16KB)和D-Cache(16KB)2、每行8字长度，其中每行带有一个有效为和两个dirty位3、伪随机数或轮转循环替换算法位4、采用写穿式（write-through）或写回式（write-back）cache操作来更新主存储器5、写缓冲器可以保存16个字的数据和4个地址19七、时钟和电源管理1、片上MPLL和UPLL:采用UPLL产生操作USB主机/设备的时钟MPLL产生最大400MHZ@1.3V操作MCU所需要的时钟2、通过软件可以有选择性的为每个功能模块提供时钟203、电源模式：正常，慢速，空闲和掉电模式正常模式：正常运行模式慢速模式：不加PLL的低时钟频率模式空闲模式：只停止CPU的时钟；掉电模式：所有外设和内核的电源都切断；4、可以通过EINT[15:0]或RTC报警中断来从掉电模式中唤醒处理器21八、中断控制器1、60个中断源（1个看门狗定时器，5个定时器，9个UARTs，24个外部中断，4个DMA，2个RTC，2个ADC，1个IIC，2个SPI，1个SDI，2个USB，1个LCD和1个电池故障，1个NAND和2个Camera)，1个AC97音频2、电平/边沿触发模式的外部中断源3、可编程的边沿/电平触发极性4、支持为紧急中断请求提供快速中断服务22九、具有脉冲带宽调制功能的定时器(PWM)1、4通道16位具有PWM功能的定时器，1通道16位内部定时器，可基于DMA或中断工作2、可编程的占空比周期，频率和极性3、能产生死区4、支持外部时钟源23十、RTC（实时时钟）1、全面的时钟特性：秒、分、时、日期，星期、月和年2、32.768KHz工作3、具有报警中断4、具有节拍中断24十一、通用I/O端口1、24个外部中断端口2、130个多功能输入/输出端口十二、DMA控制器1、4通道的DMA控制器2、支持存储器到存储器，IO到存储器，存储器到IO和IO到IO的传输3、采用触发传输模式来加快传输速率25十四、LCD控制器控制器STNLCD显示特性1、支持3种类型的STNLCD显示屏：4位双扫描，4位单扫描，8位单扫描显示类型2、支持单色模式、4级、16级灰度STNLCD、256色和4096色STNLCD263、支持多种不同尺寸的液晶屏LCD实际尺寸的典型值是：640×480，320×240，160×160及其他最大虚拟屏幕大小是4M字节256色模式下支持的最大虚拟屏是：4096×1024，2048×2048，1024×4096等27十五、TFT彩色显示屏1、支持彩色TFT的1，2，4或8bbp(像素每位)调色显示2、支持16，24bbp无调色真彩显示TFT3、在24bbp模式下支持最大16M色TFT4、lpc3600定时控制器，为嵌入式lts350Q1-PD1/2（SAMSUNG3.5“Portrait/256kcolor/Reflectivea-SiTFTLCD）285、lpc3600定时控制器，为嵌入式lts350Q1-PE1/2（SAMSUNG3.5”Portrait/256Kcolor/Transflectivea-SiTFTLCD）6、支持多种不同尺寸的液晶屏典型实屏尺寸：640×480，320×240，160×160及其他最大虚拟屏大小4M字节64K色彩模式下最大的虚拟屏尺寸为2048×1024及其他29十六、UART1、3通道UART，可以基于DMA模式或中断模式工作2、支持5位，6位，7位或者8位串行数据发送/接收3、支持外部时钟作为UART的运行时钟（UEXTCLK）304、可编程的波特率5、支持IrDA1.06、具有测试用的还回模式7、每个通道都具有内部64字节的发送FIFO和64字节的接收FIFO31十七、A/D转换和触摸屏接口1、8通道多路复用ADC2、最大500KSPS/10位精度3、内部TFT直接触摸屏接口十八、看门狗定时器1、16位看门狗定时器2、在定时器溢出时发生中断请求或系统复位32十九、IIC总线接口1、1通道多主IIC总线2、可进行串行，8位，双向数据传输，标准模式下数据传输速度可达100kbit/s，快速模式下可达到400kbit/s33二十、IIS总线接口1、1通道音频IIS总线接口，可基于DMA方式工作2、串行，每通道8/16位数据传输3、发送和接收具备128字节(64字节加64字节)FIFO4、支持IIS格式和MSB-justified数据格式34二一、AC97音频解码器接口1、支援16位采样2、1-ch立体声PCM输入/1-ch立体声PCM输出1-chMIC输入二二、USB主设备1、2个USB主设备接口2、遵从OHCIRev.1.0标准3、兼容USBversion1.1标准35二三、USB从设备1、1个USB从设备接口2、具备5个Endpoint3、兼容USBver1.1标准二四、SPI接口1、兼容2通道SPI协议2.11版2、发送和接收具有2×8位的移位寄存器3、可以基于DMA或中断模式工作36二五、SD主机接口1、正常，中断和dma数据传输模式（字节，半字节，文字传输）2、DMAburst4接入支持（只支持字传输）3、兼容SD存储卡协议1.0版4、兼容SDIO卡协议1.0版5、发送和接收具有64字节FIFO6、兼容MMC卡协议2.11版37二六、相机接口1、支持ITU-RBT601/6568-bit模式2、具有DZI(数字变焦)能力3、具有极性可编程视频同步信号4、最大值支持4096x4096像素输入(支持2048×2048像素输入缩放)5、镜头旋转(x轴，y轴，和180°旋转)6、相机输出格式（16/24-bit的RGB与YCBCR4:2:0/4:2:2