第 4 章 arm 嵌入式处理器
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第 4 章 ARM 嵌入式处理器. 第 4 章 ARM 嵌入式处理器. 4.1 ARM微处理器的概述 4.2 S3C44B0X 处理器 4.3 PXA25x/PXA27x处理器. 4.1 ARM微处理器的概述. 分类和特点 处理器数据手册 处理器典型内部模块. 分类和特点. ARM 微处理器的生产要经过两个环节: ARM 公司提供内核的 IP (即知识产权)授权 半导体公司购买内核的使用权,进行扩展,制作成芯片(处理器). 分类和特点. 在通用的ARM处理器领域,主要使用的内核有以下几种: ARM7TDMI(-s) ARM720T ARM920T - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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第 4 章 ARM 嵌入式处理器
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第 4 章 ARM 嵌入式处理器 4.1 ARM微处理器的概述 4.2 S3C44B0X 处理器 4.3 PXA25x/PXA27x处理器
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4.1 ARM微处理器的概述
分类和特点 处理器数据手册 处理器典型内部模块
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分类和特点ARM 微处理器的生产要经过两个环节: ARM 公司提供内核的 IP (即知识产权)授权 半导体公司购买内核的使用权,进行扩展,制作成芯片(处理器)
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分类和特点 在通用的 ARM处理器领域,主要使用的内核有以下几种:
ARM7TDMI(-s) ARM720T ARM920T XScale
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分类和特点 在通用的 ARM处理器领域,主要使用的内核有以下几种:
ARM7TDMI(-s) ARM720T ARM920T XScale
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分类和特点内核 公司 处理器ARM7TDMI(-s) 三星 S3C44B0X\S3C4510
飞利浦 LPC2000系列ATMEL AT91系列意法半导体 STR71x\STR73x
ARM720T Cirrus EP7312现代 HMS30C7202
ARM920T 三星 S3C2410\S3C2440Cirrus EP9312\EP9315ATMEL AT91RM9200
XScale Intel PXA255\PXA27x
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分类和特点1 控制类芯片
面向深度嵌入式设备 同一系列多品种 高级中断控制器 片内的存储器 无 MMU 具有工业级性能
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分类和特点2 应用处理器
具有 MMU 支持 SDRAM 具有 LCD 控制器 具有 DMA
高级应用处理器具有更强大的运算能力,一般为 ARMv5E 以上的版本。
运算领域
控制领域
ARM发展
MMUAMBA总线
增强DSP浮点协处理器单指令多数据
NEON
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分类和特点3. 数字信号处理器 (使用协处理器和 DSP 等方式提高运算能力)4. 消费类电子的嵌入式芯片 (较强的专业性)5. 安全芯片 ( SecurCore 内核)
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处理器的数据手册数据手册( Datasheet )包含的主要内容: 处理器特点概述 处理器的功能结构及其框图 处理器的封装形式和引脚排列 处理器各个功能模块介绍 处理器的电气特性 处理器的机械特性
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处理器的数据手册处理器中需要关注的基本内容: 功能结构框图 处理器地址空间 ( memory map ) 可扩展的内存类型
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处理器典型内部模块 内存控制单元( Memory Controller ) 中断控制单元( Interrupt Controller ) GPIO (输入输出端口) 定时器 (Timer) UART ( 通用串行收发机 )
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4.2 S3C44B0X 处理器
S3C44B0X 概述 S3C44B0X 处理器组成与框图 ARM7TDMI 核心 S3C44B0X 功能部件
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S3C44B0X 概述S3C44B0X 采用 ARM7TDMI 内核,最大速度可以达 66MHZ 。S3C44B0X 主要提供了以下集成的器件:
8KB Cache 外部存储控制器 LCD 控制器 4 个 DMA 2 个通用串行总线 一个多主 IIC 一个 IIS 5 通道的 PWM 定时器 一个内部定时器 71 个 GPIO 8 个外部中断 实时时钟 8 通道 10 位 ADC
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S3C44B0X 处理器组成与框图 总线仲裁器
内存I / FROM/SRAM
DRAM/ SDRAM
LCDDMA
LCD控制器
中断控制器
ZDMA (2-Ch)
写缓冲
ARM7TDMICPU 核
8K-byte Cache
PowerManagement
CPU Uni t
边沿检测ARM7TDMI TAP控制器
系统总线桥 & 仲裁器/BDMA (2-通道)
GPI O(控制器)
I C Bus控制器
I S Bus控制器
UART 0, 1 (16字节 FI FO)
同步 I /O
PWM Ti mer0-4, 5 (内部)
ADC
看门狗定时器
RTC(实时时钟)
时钟发生器(PLL)
SI OCK
TCLK EXTCLK
AI N[7: 0]
32, 768 Hz
J TAG
通用I/O
外设总线
系统总线
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S3C44B0X 处理器组成与框图
组成部分 描述
核心部件 嵌入式处理器不仅包括 CPU,也包括了其它的部分。核心部件包括处理器的核心、片内总线、时钟电源模块。核心部件是整个处理器运行的基础。
总线上的部件 S3C44B0X的总线部件包括了在系统总线上部件外设器件 外设总线是 S3C44B0X的二级总线,通过总线桥挂接在一级总线上。
S3C44B0X 的组成
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ARM7TDMI 核心
ARM7TDMI处理器核心
Tap 控制器
EmbededICE-RT逻辑
Bus
split
er
扫描链
1
扫描链
2
扫描链0
RANFGOUT0RANFGOUT1
EXTERN0EXTERN1
nOPCnRW
MAS[1:0]nTRANS
nMREQA[31:0]
D[31:0]
DIN[31:0]
DOUT[31:0]
TCK TMS nTRST TDI TDO
其它信号线
SCREG[3:0]
IR[3:0]
TAPSM[3:0]
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S3C44B0X 内存控制器
SROM(nGCS0)
SROM(nGCS1)
0x0200_0000
SROM(nGCS2)
0x0400_0000
SROM(nGCS3)
0x0600_0000
SROM(nGCS4)
0x0800_0000
SROM(nGCS5)
0x0a00_0000
SRAM/DRAM/SDRAM(nGCS6)
0x0c00_0000
SRAM/DRAM/SDRAM(nGCS7)
0x0e00_0000
0x1000_0000
0x1000_0000
2/ 4/ 8/ 16/ 32M
32M
32M
32M
32M
32M
28M
256M可访问区域
特殊功能寄存器(4M)
2/ 4/ 8/ 16/ 32M
0x01c0_0000
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S3C44B0X 中断控制器异常向量表: ResetEntry b ResetHandler b HandlerUndef b HandlerSWI b HandlerPabort b HandlerDabort b . b HandlerIRQ b HandlerFIQ
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S3C44B0X 中断控制器mGA, B, C, D
mGKA, B
sGA, B, C, D
sGKA, B
sGA, B, C, D
sGKA, B
sGA, B, C, D
sGKA, B
sGA, B, C, D
sGKA, B
mGA
mGB
mGC
mGD
mGKAmGKB
ARM I RQ
EI NT0, 1, 2, 3
EI NT4/ 5/ 6/ 7
ZDMA0, ZD MA1BRDMA0 BRDMA1
UERR0/ 1
TI MER0, 1, 2, 3
TI MER4, 5
RXD0, 1I I C, SI O
TXD0, 1
RTC
ADC
TI CK
WDT
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S3C44B0X GPIO
S3C44B0X 的一共有 7 个通用端口,共 71 位:A : 10 位输出端口B : 11 位输出端口C : 16 位输入 / 输出端口D : 8 位输入 / 输出端口E : 9 位输入 / 输出端口F : 9 位输入 / 输出端口G : 8 位输入 / 输出端口
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S3C44B0X UART
波特率发生器
控制单元
发送移位器
发送FI FO (16 Byte)
发送器
接收FI FO (16 Byte)
接收移位器
接收器
外设总线
TXDn
时钟源
RXDn
S3C44B0X UART 的特性包括: 基于 DMA 或者中断的 RxD0,TxD0,RxD1,TxD1 通道 0 支持 IrDA 1.0 具有 16 位的 FIFO 通道 1 支持 IrDA 1.0 具有 16 位的 FIFO 支持握手接收 / 发送
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S3C44B0X 定时器S3C44B0X PWM 定时器的特性为 : 6 个基于中断或者 DMA 方式 PWM 定时器 3 个 8 位预分频器、 5 个 5 位除法器、 1 个 4 位除法器 输出坡形可编程的脉宽调制 (PWM) 自动装载或者一短脉冲模式 死区发生器
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4.3 PXA25x/PXA27x处理器
PXA处理器概述 PXA 处理器组成与框图 XScale 核心
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PXA处理器概述
PXA255 处理器是 PXA 系列较早一款广泛使用的处理器,其运算速度高达 400MHz ,采用 Intel XScale 架构, ARMv5E 内核,外围控制器众多,具有高集成度高性能的特点。 PXA27x 在 PXA25x 的基础上又增了三大特性: Quick Capture (快速拍摄)、 Wireless Speed Step (无线动态节能)和 Wireless MMX (无线 MMX 指令)。
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PXA 处理器组成与框图 PXA255 功能框图
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PXA 处理器组成与框图 PXA27x 功能框图
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PXA 处理器组成与框图 Xscale 核心
系统管理DebugJTAG
执行核心
数据Cache 32K
微小Cache 2K
MMU
指令Cache 32K MMU
写缓冲
分支对象缓冲
跟踪缓冲
CP14性能监测
CP15配置寄存器
CP0乘加器
协处理器接口
数据
地址
中断申请
IRQ FIQ
核心内存总线
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PXA系统存储器接口
PXA2xx内存空间使用 ARM处理器所有 32位地址( 4G地址空间),包括以下内容:静态存储器空间: 从地址 [0x0000 0000]开始的 6个 64M Static Memory空间;SDRAM的空间: [0xA000 0000]-[0xB000 0000]的 4个 64M的 SDRAM空间,在 PXA27x设置 1G模式后使用 [0x8000 0000] -[0xC000 0000] 的 4个 256M的SDRAM空间;卡空间: 从地址 [0x2000 0000] -[0x4000 0000]的 2个 256M的卡空间;内部寄存器空间: [0x4000 0000]- [0x4C00 0000],分成外设( Peripherals)、 LCD和存储器控制(Memory Ctl)三个部分。
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PXA中断控制器
PXA2xx的中断控制器控制所有的中断源到处理器的入口,同时确定着所有中断的第一级。它也用于确定是否由 IRQ或者FIQ触发中断,或者屏蔽中断。各个中断可以设置为 IRQ或者 FIQ模式,而且 FIQ的优先级高于 IRQ 。
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PXA UART 控制器 PXA2xx均具有 3 个通用异步接收 / 发送器: 全功能 UART ( FFUART ) 蓝牙 UART ( BEUART ) 标准 UART ( STUART )
串口类型 描述 传输速度 引脚、全功能 UART 包含 RS232的全部 8个引脚 230.4Kb/s TxD(发送)和 RxD(接收)CTS(清除发送)和 RTS(请求发送)DTR(数据终端就绪)DCD(载波检测)DSR(数据设置就绪)RI(振铃检测)蓝牙 UART 可以连接蓝牙模块具有Modem控制引脚
921.6Kb/s TxD(发送)和 RxD(接收)CTS(清除发送)和 RTS(请求发送)标准 UART 标准 2引脚串口 230.4Kb/s TxD(发送)和 RxD(接收)
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PXA LCD控制器
PXA2xx 的 LCD 控制器提供了对被动显示模块( DSTN ,双层超扭曲向列型液晶显示屏幕)和主动显示模块( TFT ,薄膜晶体管)的支持。 PXA27x 的 LCD 控制器功能更为强大,支持一个基本层,两个叠加层,一个为硬件光标层。
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课程结束