【教学课件】第4章S3C44B0X硬件结构及功能.ppt
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1、第第4章章 S3C44B0X硬件结构硬件结构及功能及功能 本章主要介绍了本章主要介绍了S3C44B0X的体系结的体系结构及各种功能接口,主要包括以下内容:构及各种功能接口,主要包括以下内容:1.存储器管理存储器管理2.系统总线及时钟系统总线及时钟3.中断管理中断管理4.DMA、I/O口、定时器、口、定时器、A/D、I2C、SPI等接口结构等接口结构4.1 S3C44BOX简介简介 SAMSUNGSAMSUNG公司推出的公司推出的公司推出的公司推出的16/3216/32位位位位RISCRISC处理器处理器处理器处理器S3C44BOXS3C44BOX为手持设备和一般应用提供了高性价为手持设备和一般
2、应用提供了高性价为手持设备和一般应用提供了高性价为手持设备和一般应用提供了高性价比和高性能的微控制器解决方案。比和高性能的微控制器解决方案。比和高性能的微控制器解决方案。比和高性能的微控制器解决方案。为了降低成本,为了降低成本,为了降低成本,为了降低成本,S3C44BOXS3C44BOX提供了丰富的内提供了丰富的内提供了丰富的内提供了丰富的内置部件,包括:置部件,包括:置部件,包括:置部件,包括:8KBCache8KBCache和内部和内部和内部和内部SRAMSRAM,LCDLCD控制器,带自动握手的控制器,带自动握手的控制器,带自动握手的控制器,带自动握手的2 2通道通道通道通道UARTUA
3、RT,4 4通道通道通道通道DMADMA,系统管理器(片选逻辑,系统管理器(片选逻辑,系统管理器(片选逻辑,系统管理器(片选逻辑,FP/EDO/SDRAMFP/EDO/SDRAM控控控控制器),带制器),带制器),带制器),带PWMPWM功能的功能的功能的功能的5 5通道定时器和一个内部通道定时器和一个内部通道定时器和一个内部通道定时器和一个内部定时器,定时器,定时器,定时器,I/OI/O端口,端口,端口,端口,RTCRTC,8 8通道通道通道通道1010位位位位ADCADC,CCBUSBUS接口,接口,接口,接口,SBUSSBUS接口,同步接口,同步接口,同步接口,同步SIOSIO接口和接口
4、和接口和接口和PLLPLL倍频器。倍频器。倍频器。倍频器。S3C44BOX是使用是使用ARM7TDMI内核内核,采用,采用0.25mCMOS工艺制造。它的低工艺制造。它的低功耗和全静态设计特别适用于对成本和功耗和全静态设计特别适用于对成本和功耗敏感的应用。功耗敏感的应用。同样地,同样地,S3C44BOX还采用了一种还采用了一种新的总线结构,即新的总线结构,即SAMBAII(三星(三星ARMCPU嵌入式微处理器总线结构)。嵌入式微处理器总线结构)。S3C44BOX的杰出特性是它的的杰出特性是它的CPU核,核,是由是由ARM公司设计的公司设计的16/32位位ARM7TDMI RISC处理器(处理器
5、(66MHz)。它包括了)。它包括了Thumb代码压缩器,一个片上的代码压缩器,一个片上的ICE断点调试支持和断点调试支持和一个一个32位的硬件乘法器。位的硬件乘法器。S3C44BOXS3C44BOX通过提供全面的、通用的焉上外设,通过提供全面的、通用的焉上外设,通过提供全面的、通用的焉上外设,通过提供全面的、通用的焉上外设,大大减少了系统中除处理器以外的元器件配置,从而使大大减少了系统中除处理器以外的元器件配置,从而使大大减少了系统中除处理器以外的元器件配置,从而使大大减少了系统中除处理器以外的元器件配置,从而使系统的成本大为降低。系统的成本大为降低。系统的成本大为降低。系统的成本大为降低。
6、S3C44BOXS3C44BOX集成的各种集成的各种集成的各种集成的各种片上功能片上功能片上功能片上功能如下:如下:如下:如下:(1 1)2.5V ARM7TDMI2.5V ARM7TDMI内核,带有内核,带有内核,带有内核,带有8KB Cache8KB Cache;(2 2)可选的内部)可选的内部)可选的内部)可选的内部SRAMSRAM;(3 3)LCDLCD控制器(最大支持控制器(最大支持控制器(最大支持控制器(最大支持256256色色色色DSTNDSTN,LCDLCD具具具具有专用有专用有专用有专用DMADMA););););(4 4)2 2通道通道通道通道UARTUART带有握手协议(
7、支持带有握手协议(支持带有握手协议(支持带有握手协议(支持IrDA1.0IrDA1.0,具有具有具有具有16-byte FIFO16-byte FIFO););););(5 5)1 1通道通道通道通道SIOSIO;(6 6)2 2个通用个通用个通用个通用DMADMA;(7 7)2 2个外设用个外设用个外设用个外设用DMADMA,具有外部请求引脚;,具有外部请求引脚;,具有外部请求引脚;,具有外部请求引脚;(8 8)外部存储控制器(片选逻辑,)外部存储控制器(片选逻辑,)外部存储控制器(片选逻辑,)外部存储控制器(片选逻辑,FP/EDO/SDRAMFP/EDO/SDRAM控制器);控制器);控制
8、器);控制器);(9 9)5 5个个个个PWMPWM定时器和定时器和定时器和定时器和1 1通道内部定时器;通道内部定时器;通道内部定时器;通道内部定时器;(1010)看门狗定时器;)看门狗定时器;)看门狗定时器;)看门狗定时器;(1111)7171个通用个通用个通用个通用I/OI/O口;口;口;口;(1212)8 8个外部中断源;个外部中断源;个外部中断源;个外部中断源;(1313)具有日历功能的)具有日历功能的)具有日历功能的)具有日历功能的RTCRTC;(1414)8 8通道通道通道通道1010位位位位ADCADC;(1515)1 1个多主个多主个多主个多主IICIIC总线控制器;总线控制
9、器;总线控制器;总线控制器;(1616)1 1个通道个通道个通道个通道IISIIS总线控制器;总线控制器;总线控制器;总线控制器;(1717)片上)片上)片上)片上PLLPLL时钟产生器。时钟产生器。时钟产生器。时钟产生器。1.S3C44BOX的特性的特性(1 1)体系结构。)体系结构。)体系结构。)体系结构。S3C44BOXR S3C44BOXR 的的的的体系结构特性体系结构特性体系结构特性体系结构特性如下:如下:如下:如下:集成了手持设备和通用嵌入式系统应用的解决集成了手持设备和通用嵌入式系统应用的解决集成了手持设备和通用嵌入式系统应用的解决集成了手持设备和通用嵌入式系统应用的解决方案;方
10、案;方案;方案;16/3216/32位位位位RISCRISC体系结构和体系结构和体系结构和体系结构和ARM7TDMIARM7TDMI处理器内处理器内处理器内处理器内核强大的指令体系;核强大的指令体系;核强大的指令体系;核强大的指令体系;ThumbThumb代码压缩机,最大化代码密度同时保持代码压缩机,最大化代码密度同时保持代码压缩机,最大化代码密度同时保持代码压缩机,最大化代码密度同时保持了了了了3232位指令的性能;位指令的性能;位指令的性能;位指令的性能;基于基于基于基于JTAGJTAG的片上集成的片上集成的片上集成的片上集成ICEICE调方式支持解决方案;调方式支持解决方案;调方式支持解
11、决方案;调方式支持解决方案;328328位硬件乘法器;位硬件乘法器;位硬件乘法器;位硬件乘法器;实现低功耗实现低功耗实现低功耗实现低功耗SAMBAIISAMBAII的新型总线结构。的新型总线结构。的新型总线结构。的新型总线结构。(2 2)系统管理器。)系统管理器。)系统管理器。)系统管理器。S3C44BOXS3C44BOX系统管理器特性系统管理器特性系统管理器特性系统管理器特性如下:如下:如下:如下:支持大支持大支持大支持大/小方式;小方式;小方式;小方式;寻址空间:每寻址空间:每寻址空间:每寻址空间:每Bank32MBBank32MB(共(共(共(共256MB256MB););););支持每
12、支持每支持每支持每BankBank可编程可编程可编程可编程8/16/328/16/32位数据总线宽度;位数据总线宽度;位数据总线宽度;位数据总线宽度;7 7个个个个BankBank具有固定的具有固定的具有固定的具有固定的BankBank起始地址和可编程起始地址和可编程起始地址和可编程起始地址和可编程BankBank大小大小大小大小;1 1个个个个BankBank具有可编程的具有可编程的具有可编程的具有可编程的BankBank起始地址和起始地址和起始地址和起始地址和BankBank大小。大小。大小。大小。8 8个存储器个存储器个存储器个存储器BankBank,包括,包括,包括,包括6 6个个个个
13、ROMROM,SRAMSRAM存储器存储器存储器存储器BankBank和和和和2 2个个个个ROM/SRAM/DRAMROM/SRAM/DRAM(快速页面,(快速页面,(快速页面,(快速页面,EDOEDO和同步和同步和同步和同步DRAMDRAM)存储器)存储器)存储器)存储器BankBank;所有的存储器所有的存储器所有的存储器所有的存储器BankBank具有可编程的操作周期;具有可编程的操作周期;具有可编程的操作周期;具有可编程的操作周期;支持外部等待信号延长总线周期;支持外部等待信号延长总线周期;支持外部等待信号延长总线周期;支持外部等待信号延长总线周期;支持掉电时支持掉电时支持掉电时支持
14、掉电时DRAM/SDRAMDRAM/SDRAM的自刷新模式;的自刷新模式;的自刷新模式;的自刷新模式;支持均匀支持均匀支持均匀支持均匀/非均匀的非均匀的非均匀的非均匀的DRAMDRAM地址。地址。地址。地址。(3)Cache存储器和内部存储器和内部SRAM。S3C44BOX的的Cache存储器存储器和和内部内部SRAM特性特性如下如下:一体化的一体化的8KBCache;未用的未用的Cache空间用来作为空间用来作为0/4/8KB的的SRAM存存储空间;储空间;支持支持LRU(近期最少使用)替换算法;(近期最少使用)替换算法;采用保持主存储器与采用保持主存储器与Cache内容一致性的策略;内容一
15、致性的策略;写存储器具有写存储器具有4线深度;线深度;当当Cache错误发生时,采用错误发生时,采用“请求数据优先填请求数据优先填充充”技术。技术。(4 4)时钟和电源管理。)时钟和电源管理。)时钟和电源管理。)时钟和电源管理。S3C44BOSS3C44BOS的的的的时钟时钟时钟时钟和和和和电源管理特性电源管理特性电源管理特性电源管理特性如下。如下。如下。如下。低功耗。低功耗。低功耗。低功耗。片上片上片上片上PLLPLL使处理器工作时钟最大达到使处理器工作时钟最大达到使处理器工作时钟最大达到使处理器工作时钟最大达到66MHz66MHz。可以通过软件设置各功能模块的输入时钟。可以通过软件设置各功
16、能模块的输入时钟。可以通过软件设置各功能模块的输入时钟。可以通过软件设置各功能模块的输入时钟。电源模式:正常、慢、空闲和停止模式。电源模式:正常、慢、空闲和停止模式。电源模式:正常、慢、空闲和停止模式。电源模式:正常、慢、空闲和停止模式。正常模式:正常、慢、空闲和停止模式。正常模式:正常、慢、空闲和停止模式。正常模式:正常、慢、空闲和停止模式。正常模式:正常、慢、空闲和停止模式。慢模式:不加慢模式:不加慢模式:不加慢模式:不加PLLPLL的低时钟频率模式;的低时钟频率模式;的低时钟频率模式;的低时钟频率模式;空闲模式:只停止空闲模式:只停止空闲模式:只停止空闲模式:只停止CPUCPU的时钟;的
17、时钟;的时钟;的时钟;停止模式:停止所有的时钟。停止模式:停止所有的时钟。停止模式:停止所有的时钟。停止模式:停止所有的时钟。通过通过通过通过EINT 7:0 EINT 7:0 或或或或RTCRTC报警中断从停止模式唤醒。报警中断从停止模式唤醒。报警中断从停止模式唤醒。报警中断从停止模式唤醒。(5)中断控制器。中断控制器。S3C44BOX的的中断控制器特性中断控制器特性如下:如下:30个中断源(看门狗定时器,个中断源(看门狗定时器,6个定时器,个定时器,6个定时器,个定时器,6个个UART,8个外部中断,个外部中断,4个个DMA,2WH RTC,1个个ADC,1个个IIC,1个个SIO););
18、采用向量化的采用向量化的IRQ中断模式以减少中断的延迟中断模式以减少中断的延迟;电平电平/边沿模式触发外部中断;边沿模式触发外部中断;电平电平/边沿模式具有可编程的优先级;边沿模式具有可编程的优先级;支持支持FIQ为紧急的中断请求进行服务。为紧急的中断请求进行服务。(6)定时器和)定时器和PWM(脉宽调制)。(脉宽调制)。S3C44BOX定时器定时器和和PWM特性特性如下:如下:通道通道16位具有位具有PWM功能的定时器,功能的定时器,1通道通道16位内部定时器(可进行基于位内部定时器(可进行基于DMA或中断的或中断的操作);操作);可编程的占空比周期,频率,和优先级;可编程的占空比周期,频率
19、,和优先级;产生死区;产生死区;支持外部时钟源。支持外部时钟源。(7)PTC(7)PTC(实时时钟)。(实时时钟)。(实时时钟)。(实时时钟)。S3C44BOX S3C44BOX RTCRTC特性特性特性特性如下:如下:如下:如下:充分的时钟特性:毫秒、秒、分钟、小时、日、充分的时钟特性:毫秒、秒、分钟、小时、日、充分的时钟特性:毫秒、秒、分钟、小时、日、充分的时钟特性:毫秒、秒、分钟、小时、日、星期、月、年;星期、月、年;星期、月、年;星期、月、年;32.768kHz32.768kHz时钟;时钟;时钟;时钟;定时警报,可用于唤醒定时警报,可用于唤醒定时警报,可用于唤醒定时警报,可用于唤醒CP
20、UCPU;时钟节拍中断。时钟节拍中断。时钟节拍中断。时钟节拍中断。(8)(8)通用通用通用通用I/OI/O口。口。口。口。S3C44BOXS3C44BOX通用通用通用通用I/OI/O口特性口特性口特性口特性如下:如下:如下:如下:8 8个外部中断口;个外部中断口;个外部中断口;个外部中断口;7171个多功能输入输出口。个多功能输入输出口。个多功能输入输出口。个多功能输入输出口。(9)UART(通用异步串行通信)。(通用异步串行通信)。S3C44BOX UART特性特性如下:如下:2通道通道UART,可进行基于,可进行基于DMA可中断的操作;可中断的操作;支持支持5位,位,6位,位,7位或位或8
21、位串行数据传输位串行数据传输/接收接收;支持硬件握手功能;支持硬件握手功能;可编程的波特率;可编程的波特率;支持支持IrDA1.0(115.2Kb/s););支持用于测试的回馈模式;支持用于测试的回馈模式;每个通道具有每个通道具有2个内部个内部32B的的FIFO分别用于输分别用于输入输出。入输出。(1010)DMADMA(直接存储器操作)控制器。(直接存储器操作)控制器。(直接存储器操作)控制器。(直接存储器操作)控制器。S3C44BOX S3C44BOX DMADMA控制器控制器控制器控制器特性如下特性如下特性如下特性如下2 2通道通用通道通用通道通用通道通用DMADMA控制器(不需要控制器
22、(不需要控制器(不需要控制器(不需要CPUCPU干预)。干预)。干预)。干预)。2 2通道通道通道通道DMADMA桥(外设桥(外设桥(外设桥(外设DMADMA)控制器。)控制器。)控制器。)控制器。支持支持支持支持I/OI/O到存储器,存储器到到存储器,存储器到到存储器,存储器到到存储器,存储器到I/OI/O,I/OI/O到到到到I/OI/O的的的的6 6种种种种DMADMA请求:软件,请求:软件,请求:软件,请求:软件,4 4个内部功能模块(个内部功能模块(个内部功能模块(个内部功能模块(UARTUART,SIOSIO,定时器,定时器,定时器,定时器,IISIIS)和外部引脚。)和外部引脚。
23、)和外部引脚。)和外部引脚。在同时发生的多个在同时发生的多个在同时发生的多个在同时发生的多个DMADMA之间具有可编程的优先级顺之间具有可编程的优先级顺之间具有可编程的优先级顺之间具有可编程的优先级顺序。序。序。序。采用触发式的传输模式以提高采用触发式的传输模式以提高采用触发式的传输模式以提高采用触发式的传输模式以提高FPDAMFPDAM,EDODRAMEDODRAM和和和和SDRAMSDRAM的数据传输速率。的数据传输速率。的数据传输速率。的数据传输速率。支持在外部设备到存储器和存储器到外部设备之间支持在外部设备到存储器和存储器到外部设备之间支持在外部设备到存储器和存储器到外部设备之间支持在
24、外部设备到存储器和存储器到外部设备之间采用采用采用采用fly-byfly-by模式。模式。模式。模式。(11)A/D(11)A/D转换器。转换器。转换器。转换器。S3C44BOXS3C44BOX的的的的A/DA/D转换器特性转换器特性转换器特性转换器特性如下:如下:如下:如下:8 8通道的通道的通道的通道的ADCADC;最大最大最大最大100KSPS/10100KSPS/10位。位。位。位。(12)LCD(12)LCD控制器。控制器。控制器。控制器。S3C44BOXS3C44BOX的的的的LCDLCD控制器特性控制器特性控制器特性控制器特性如下:如下:如下:如下:支持彩色支持彩色支持彩色支持彩
25、色/黑白黑白黑白黑白/灰度灰度灰度灰度LCDLCD屏;屏;屏;屏;支持单路扫描和双路扫描;支持单路扫描和双路扫描;支持单路扫描和双路扫描;支持单路扫描和双路扫描;支持虚拟显示屏功能;支持虚拟显示屏功能;支持虚拟显示屏功能;支持虚拟显示屏功能;系统存储器用来作为显示存储器;系统存储器用来作为显示存储器;系统存储器用来作为显示存储器;系统存储器用来作为显示存储器;用专门的用专门的用专门的用专门的DMADMA从系统存储器中获得图像数据;从系统存储器中获得图像数据;从系统存储器中获得图像数据;从系统存储器中获得图像数据;可编程的屏幕大小;可编程的屏幕大小;可编程的屏幕大小;可编程的屏幕大小;灰度等级:
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