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1、ARM嵌入式系統(tǒng) 第5章XScale內(nèi)核及PXA270處理器簡介5.1XScale內(nèi)核簡介IntelXScale支持16位Thumb指令和DSP擴充指令。IntelPXA270微處理器芯片是一款集成了32位IntelXScale處理器核、多通信信道、LCD控制器、增強型存儲控制器和PCMCIA/CF控制器以及通用I/O口的高度集成的應(yīng)用微處理器。5.1.1XScale內(nèi)核的特點7級流水線乘/累加器MAC存儲器管理部件MMU指令Cache轉(zhuǎn)移目標緩沖器BTB：數(shù)據(jù)Cache填充緩沖區(qū)（FillBuffer）寫緩沖區(qū)(Wr
2、iteBuffer)性能監(jiān)視電源管理調(diào)試5.1.2XScale與StrongARM的區(qū)別XScale處理器的處理速度是StrongARM處理速度的兩倍，其內(nèi)部變化包括：數(shù)據(jù)Cache的容量從8KB增加到32KB指令Cache的容量從16KB增加到32KB微小數(shù)據(jù)Cache的容量從512B增加到2KB為了提高指令的執(zhí)行速度，流水線結(jié)構(gòu)由5級增至7級新增乘/加法器MAC和特定的DSP型協(xié)處理器CP0動態(tài)電源管理，使XScale處理器的時鐘最高可達1GHz、功率1.6W，并能達到1200MIPS5.2PXA270結(jié)構(gòu)5.2P
3、XA270特點PXA270具有以下特點：高性能256KB的專用內(nèi)部高速代碼和數(shù)據(jù)SRAM高速基帶協(xié)處理器豐富的串行外設(shè)支持JTAG調(diào)試片內(nèi)集成跟蹤緩沖區(qū)，具有硬件監(jiān)視特性實時時鐘操作系統(tǒng)定時器LCD控制器USIM（通用用戶識別卡）接口低功耗高性能的存儲器控制：靈活的時鐘系統(tǒng)附屬外設(shè)單元中斷控制器5.3PXA270存儲管理單元MMU內(nèi)存管理單元(包含指令cache，指令MMU，數(shù)據(jù)cache，數(shù)據(jù)MMU)系統(tǒng)存儲控制單元5.3.1PXA270存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.3.2PXA270存儲控制器特征支持同步FLASH和SDRAM接
4、口支持4塊16位或32位寬度的SDRAM支持1GByte的SDRAM空間支持104MHz的1.8VJEDECLP-SDRAM有6個靜態(tài)存儲器接口支持384MByte的FLASH存儲器有兩個PC卡存儲器的接口允許輪流控制系統(tǒng)總線在進入休眠模式、等待模式、深度休眠模式、修改頻率模式之前，會設(shè)置SDRAM控制器為自刷新模式為DMA控制器提供各種控制信號可以配置塊0連接16位或32位的非易失性存儲器提供一個可編程省電模式5.3.2PXA270存儲控制器特征SDRAM存儲空間映射框圖5.3.3DMA控制器DMA結(jié)構(gòu)框圖5.4PX
5、A270時鐘及電源管理單元PXA270的時鐘及電源管理單元負責(zé)執(zhí)行處理器的復(fù)位、時鐘、能量管理以及控制外部能耗管理芯片，來達到對處理器功耗或者執(zhí)行某些單獨操作的能耗優(yōu)化。5.4.1時鐘管理單元5.4.1時鐘管理單元時鐘系統(tǒng)包括5個主要時鐘源：13MHz振蕩器，產(chǎn)生PLL的參考時鐘和串口單元的時鐘32.768kHz振蕩器，用于低功耗模式外圍PLL（312MHz），用于產(chǎn)生外圍總線和外圍單元的固定頻率核心PLL（26—624MHz），用于產(chǎn)生內(nèi)核、LCD控制器、內(nèi)存控制器、系統(tǒng)總線的可編程時鐘頻率存儲控制器時鐘輸出，設(shè)置存
6、儲器控制器時鐘頻率，讓它和系統(tǒng)總線頻率相同5.4.2電源管理單元5.5PXA270中斷控制器PXA270有22個中斷源。中斷控制器只支持單優(yōu)先級中斷5.6PXA270I/O模塊PXA270可以使用和控制的通用I/O（以下統(tǒng)稱GPIO）管腳有119個，使用27個寄存器可以配置這些GPIO管腳的方向（輸入或輸出）、功能、狀態(tài)（輸出）、管腳的高低電平檢測（輸入）和選擇其他功能。5.6.1GPIOPXA270的GPIO管腳可以用來生成和捕捉外設(shè)的輸出或輸入信號，每一個管腳可以通過編程設(shè)置成輸入和輸出。GPIO被作為特殊功能使用
7、時，不能同時當作普通I/O口使用。5.6.2專用鍵盤接口專用鍵盤接口提供兩種功能模塊：矩陣鍵盤和直連鍵盤。矩陣鍵盤支持8輸入和8輸出，而直連鍵盤模塊只支持8個輸入。矩陣鍵盤支持64個按鍵，手動和自動掃描方式。矩陣鍵盤接口和直連鍵盤接口都能產(chǎn)生中斷請求。直連鍵盤支持8個按鍵和兩個旋轉(zhuǎn)編碼器。組合方式：8個按鍵、6個按鍵和1個旋轉(zhuǎn)編碼器、4個按鍵和2個旋轉(zhuǎn)編碼器。5.7.1USB主控制器一個USB系統(tǒng)主要由4部分組成：客戶端軟件和USB主控制器驅(qū)動兩個軟件部分、主控制器和設(shè)備控制器兩個硬件部分。5.7.2USB設(shè)備控制器U
8、SB設(shè)備控制器支持24個端點。USB控制器兼容USB1.1協(xié)議，全速設(shè)備可半雙工地工作在12Mbps的波特率下。USB通信協(xié)議層次框圖如下所示：5.7.3UART控制器PXA270處理器有3個UART全功能UART（FFUART）藍牙UART（BTUART）標準UART（STUART）5.7.4快速紅外接口快速紅外接口工作在半雙工
