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ARM 嵌入式系统结构与编程. 大连理工大学软件学院 邱铁 办公楼 409 Tel ： 87571521 E_mail: qiutie@dlut.edu.cn 参考教材： 《ARM 嵌入式系统结构与编程 》 清华大学出版社 2009 年 3 月出版.

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  1. ARM嵌入式系统结构与编程 • 大连理工大学软件学院 邱铁 办公楼409 Tel：87571521 E_mail: qiutie@dlut.edu.cn 参考教材：《ARM嵌入式系统结构与编程》 清华大学出版社2009年3月出版

  2. S3C44B0是基于ARM7TDMI架构的，S3C2410是基于ARM920T架构的。当前，这两款芯片在嵌入式开发领域广泛应用。本章主要介绍S3C44B0和S3C2410的硬件资源和整体架构，对其存储控制器、NAND Flash控制原理、时钟电源管理、通用I/O接口和中断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。 第9章S3C44B0/S3C2410硬件结构与关键技术分析

  3. 内容提要 • 9．1 处理器简介 • 9．2 S3C44B0/ S3C2410存储控制器 • 9．3 S3C2410 NAND Flash控制器 • 9．4 S3C44B0/ S3C2410时钟电源管理 • 9．5 S3C44B0/ S3C2410通用 I/O端口 • 9．6 S3C44B0/S3C2410中断机制

  4. 9．4 S3C44B0/ S3C2410时钟电源管理 • S3C44B0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LCD的SL空闲模式。 • S3C2410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。

  5. 9．4．1 S3C44B0/ S3C2410时钟管理 • 1．时钟结构： • S3C44B0的时钟发生器模块

  6. S3C2410的时钟发生器模块 • 见教材《ARM嵌入式系统结构与编程》第241页9-20

  7. 2．时钟源的选择： • 控制模式引脚（OM3和OM2）与S3C44B0/S3C2410时钟源选择的结合关系如表9-18所示。OM[3:2]状态通过查阅OM3和OM2引脚在nRESET上升沿时的值内部锁存的。

  8. 3．PLL（锁相环） • 内置时钟发生器的S3C44B0 PLL/ S3C2410MPLL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。

  9. 4．上电复位： • 晶振开始振荡数毫秒后，当S3C44B0OSC（S3C2410: XTlpll）时钟稳定后nRESET得到释放，PLL开始根据默认的PLL配置进行运作。 • PLL在上电复位后变得不稳定，所以Fin代替Fpllo（S3C2410: Mpll）在S/W（S3C2410: 软件）更新PLLCON的配置前直接反馈到Fout。 • 用户在复位后想使用PLLCON寄存器的默认值，也需要通过S/W（S3C2410: 软件）写入相同的值给PLLCON寄存器。

  10. 上电复位时钟锁定

  11. 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，PLL锁定时间会自动写入。在锁定时间里，时钟不支持内部模块。

  12. 9．4．2 S3C44B0/ S3C2410电源管理 • S3C44B0/ S3C2410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。 • S3C44B0的方法与PLL，时钟控制逻辑，外设时钟控制以及唤醒信号相关。

  13. S3C44B0 电源管理状态机

  14. S3C2410 电源管理状态机

  15. 9．4．3 S3C44B0/ S3C2410时钟与电源管理专用寄存器 • 锁时计数寄存器LOCKTIME 、PLL配置寄存器 、时钟控制寄存器（CLKCON） 、低速时钟控制寄存器（CLKSLOW） 详细描述信息见教材《ARM嵌入式系统结构与编程》第246-250页

  16. 9．5 S3C44B0/ S3C2410通用 I/O端口 • S3C44B0有71个多功能输入/输出引脚。有如下7个端口： • 两个9位输入/输出端口（端口E 和F） • 两个8位输入/输出端口（端口D 和G） • 一个16位输入/输出端口（端口C） • 一个10位输入/输出端口（端口A） • 一个11位输入/输出端口（端口B）

  17. S3C2410有117个多功能输入/输出引脚。有如下8个端口：S3C2410有117个多功能输入/输出引脚。有如下8个端口： • 端口A（GPA）：23位输出端口 • 端口B（GPB）：11位输入/输出端口 • 端口C（GPC）：16位输入/输出端口 • 端口D（GPD）：16位输入/输出端口 • 端口E（GPE）：16位输入/输出端口 • 端口F（GPF）：8位输入/输出端口 • 端口G（GPG）：16位输入/输出端口 • 端口H（GPH）：11位输入/输出端口

  18. 9．5．1端口控制描述 • 1．端口配置寄存器 • 在S3C44B0和S3C2410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。端口控制寄存器决定每个引脚的功能。 • 在S3C44B0中，如果PG0-PG7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。 • 在S3C2410中，如果GPF0-GPF7和GPG0-GPG7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。

  19. 2．端口数据寄存器 • 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端口，数据可以从相应的位读出。

  20. 3．端口上拉寄存器 • 端口上拉寄存器控制每个端口组的上拉电阻使能/禁止。当相应的位置0，引脚的上拉电阻被使能。为1时，上拉电阻被禁止。

  21. 4．外部中断控制寄存器 • S3C44B0 的8个外部中断与S3C2410的24个外部中断通过多种信号方法被请求。

  22. 9．5．2 端口控制寄存器 • 1．S3C44B0端口寄存器 • （1）端口A寄存器（PCONA,PDATA）

  23. 端口C控制寄存器（PCONC,PDATC,PUPC）

  24. 专用上拉电阻控制寄存器（SPUCR） • 在停止/SL空闲模式，数据总线（D[31:0]或者D[15:0]）在高阻态。但是，因为IO引脚的特性，数据总线上拉电阻被启用，以减少在停止/SL空闲模式上的电源消耗。D[31:16]引脚上拉电阻可以被PUPC寄存器控制。D[15:0]引脚上拉电阻可以通过SPUCR寄存器进行控制。 • 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SPUCR寄存器的HZ@STOP域而导致存储器故障。

  25. 外部中断控制寄存器(EXTINT)

  26. 外部中断挂起寄存器（EXINTPND） • 外部中断请求（4，5，6，7）是‘或’关系，提供一个中断信号给中断控制器。 • ENIT4,ENIT5,ENIT6和ENIT7在中断控制器中共享相同的中断请求线（EINT4/5/6/7）。

  27. 2. S3C2410端口寄存器 • 端口B寄存器（GPBCON, GPBDAT, GPBUP）

  28. S3C44B0和S3C2410其它端口寄存器详细信息见教材《ARM嵌入式系统结构与编程》第九章的9.5.2节的说明S3C44B0和S3C2410其它端口寄存器详细信息见教材《ARM嵌入式系统结构与编程》第九章的9.5.2节的说明

  29. 9．5．3 通用I/O接口设计实例 • LED与蜂鸣器接口电路 • S3C44B0的端口A的第0、1、2、3管脚分别与LED相连，端口E的第0管脚用来控制蜂鸣器。

  30. 控制编程实现 • 根据LED的硬件电路图，实现LED的循环闪烁：{LED1亮 延时，LED4灭}-> {LED2亮 延时，LED1灭}->{ LED3亮 延时，LED2灭}->{ LED4亮 延时，LED3灭}->{ 蜂鸣器开 延时，蜂鸣器关}，如此无限循环，实现LED霓虹灯式的循环闪烁 。

  31. 9.6 S3C44B0/S3C2410中断机制 • 中断是CPU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。 • S3C44B0/S3C2410内部集成了中断控制器，能够管理多个中断源。

  32. 9．6．1 S3C44B0中断控制器 • 1.中断源 • S3C44B0中断控制器可以管理30个中断源

  33. 2.中断优先级产生模块

  34. S3C44B0向量中断与非向量中断 • 非向量中断方式 • 中断源产生中断后，从0x18 处取指执行 • 向量中断方式 • 中断源产生中断后，跳转到0x18 处，但由处理器识别中断后自动填充总线，并忽略0x18 处指令，执行总线上新的指令 0x18 中断服务入口 0x18 中断服务入口

  35. 启动 --- 中断响应 26个中断源 IRQs 中断 向量中断 INTCON V= 0 非向量中断 INTCON V= 1 地址映射中断控制器 读取I_ISPR寄存器 计算偏移(R8) EINT0/1/2 ……PowerDown EINT0/1/2 ……PowerDown 中断服务入口地址表

  36. 9．6．2 S3C2410中断控制器 • S3C2410提供56个中断源，如表9-50所示。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ARM920T核的FIQ或IRQ中断。

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