Chap5基于ARM的硬件系統(tǒng)設(shè)計.ppt

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1、5CHAPTER基于ARM的硬件系統(tǒng)設(shè)計本節(jié)提要132546基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/O接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計ARM920T內(nèi)核結(jié)構(gòu)S3C2410的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實驗平臺的體系結(jié)構(gòu)2410核心資源總線隔離驅(qū)動168Pin擴展槽網(wǎng)卡設(shè)備LCD驅(qū)動音頻電路串口設(shè)備USB設(shè)備PCMCIAIDE/CF卡SD卡接口IO擴展電機等其他資源局部總線擴展總線讀寫總線的時序圖穩(wěn)態(tài)ReadWrite穩(wěn)態(tài)本節(jié)提要132546基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/O接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計2410

2、的存儲器系統(tǒng)—可通過軟件選擇大小端—地址空間:每個Bank128Mbytes(總共1GB)—除bank0(16/32-bit)外，所有的Bank都可以通過編程選擇總線寬度=(8/16/32-bit)—共8個banks6個Bank用于控制ROM,SRAM,etc.剩余的兩個Bank用于控制ROM,SRAM,SDRAM,etc.—7個Bank固定起始地址；—最后一個Bank可調(diào)整起始地址；—最后兩個Bank大小可編程—所有Bank存儲周期可編程控制；S3C2410的存儲器配置Bank6/Bank7地址分布Bank0總線寬度配置與2片8位的ROM連接方法與1

3、片16位的ROM連接S3C2410與2片8的FLASH的連接方法與1片16M的SDRAM的連接方法與1片16M的SDRAM的連接方法NAND和NOR——性能比較NOR和NAND是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失閃存技術(shù)NOR的讀速度比NAND稍快一些NAND的寫入速度比NOR快很多NAND的擦除速度遠比NOR的快大多數(shù)寫入操作需要先進行擦除操作NAND的擦除單元更小，相應(yīng)的擦除電路更少接口差別NORflash帶有SRAM接口，線性尋址，可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個字節(jié)NANDflash使用復(fù)用接口和控制IO多次尋址存取數(shù)據(jù)NAND讀和寫操作采用512字節(jié)的

4、塊，這一點有點像硬盤管理，此類操作易于取代硬盤等類似的塊設(shè)備容量和成本NANDflash生產(chǎn)過程更為簡單，成本低常見的NORflash為128KB～16MB，而NANDflash通常有8～128MBNOR主要應(yīng)用在代碼存儲介質(zhì)中，NAND適合于數(shù)據(jù)存儲NAND在CompactFlash、SecureDigital、PCCards和MMC存儲卡市場上所占份額最大可靠性和耐用性在NAND中每塊的最大擦寫次數(shù)是100萬次，而NOR的擦寫次數(shù)是10萬次位交換的問題NANDflash中更突出，需要ECC糾錯NANDflash中壞塊隨機分布，需要通過軟件標(biāo)定——產(chǎn)

5、品量產(chǎn)的問題嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用RAM的情況本節(jié)提要132546基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/O系統(tǒng)設(shè)計人機交互接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計I/O子系統(tǒng)的層次模型I/O子系統(tǒng)：I/O設(shè)備、相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動程序和I/O子系統(tǒng)組成嵌入式I/O子系統(tǒng)。I/O子系統(tǒng)的目標(biāo)是對RTOS和應(yīng)用程序員隱藏設(shè)備特定的信息，并且對系統(tǒng)的外圍I/O設(shè)備提供一個統(tǒng)一的訪問方法。從不同角度看I/O系統(tǒng)從系統(tǒng)軟件開發(fā)者角度看，I/O操作意味著與設(shè)備的通信、對設(shè)備編程初始化和請示執(zhí)行設(shè)備與系統(tǒng)之間的實際數(shù)據(jù)傳輸以及操作完成后通知請求者。系統(tǒng)軟件工程師必須理解設(shè)備

6、的物理特性，如寄存器的定義和設(shè)備的訪問方法。從RTOS的角度看，I/O操作意味著對I/O請求定位正確的設(shè)備，對設(shè)備定位正確的設(shè)備驅(qū)動程序，并解決對設(shè)備驅(qū)動程序的請求。有時要求RTOS保證對設(shè)備的同步訪問。RTOS必須進行抽象，對應(yīng)用程序員隱含設(shè)備的特性。從應(yīng)用程序員角度看，目標(biāo)是找到一個簡單、統(tǒng)一和精練的方法與系統(tǒng)中出現(xiàn)的所有類型的設(shè)備通信。I/O接口的編址方式—端口映射1）I/O接口獨立編址——端口映射方式這種編址方式是將存儲器地址空間和I/O接口地址空間分開設(shè)置，互不影響。設(shè)有專門的輸入指令（IN）和輸出指令（OUT）來完成I/O操作。主要優(yōu)點：內(nèi)

7、存地址空間與I/O接口地址空間分開，互不影響，譯碼電路較簡單，并設(shè)有專門的I/O指令，所以編程序易于區(qū)分，且執(zhí)行時間短，快速性好。缺點：只用I/O指令訪問I/O端口，功能有限且要采用專用I/O周期和專用I/O控制線，使微處理器復(fù)雜化。I/O接口的編址方式——內(nèi)存映射1）2）I/O接口與存儲器統(tǒng)一編址方式——內(nèi)存映射這種編址方式不區(qū)分存儲器地址空間和I/O接口地址空間，把所有的I/O接口的端口都當(dāng)作是存儲器的一個單元對待，每個接口芯片都安排一個或幾個與存儲器統(tǒng)一編號的地址號。也不設(shè)專門的輸入/輸出指令，所有傳送和訪問存儲器的指令都可用來對I/O接口操作。

8、主要優(yōu)點：訪問內(nèi)存的指令都可用于I/O操作，數(shù)據(jù)處理功能強；同時I/O接口可與存儲器部分共用譯