【正文】 許多業(yè)內(nèi)人士也搞不清楚NAND閃存技術(shù)相對于NOR技術(shù)的優(yōu)越之處，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下閃存只是用來存儲少量的代碼，這時(shí)NOR閃存更適合一些。NOR和NAND是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。操作地址的最小值變?yōu)?x00000004，所以將S3C2410的ADDR2ADDR14順序與HY57V56162的A0A12相連。刷新命令一次對一行有效，發(fā)送間隔也是隨總行數(shù)而變化，（微秒，1/1000毫秒）。SDRAM之所以成為DRARM就是因?yàn)樗粩噙M(jìn)行刷新（Refresh）才能保留住數(shù)據(jù)，因此它是DRAM最重要的操作。CP14用于調(diào)試控制CP15用于存儲系統(tǒng)控制以及測試控制。為了降低系統(tǒng)成本,S3C2410A 提供了以下豐富的片內(nèi)外圍。 硬件的設(shè)計(jì)方案根據(jù)前面所提出的系統(tǒng)方案，本課題所研究的系統(tǒng)應(yīng)該包括以下功能：支持USB接口存儲設(shè)備的讀寫；支持常用格式圖片的瀏覽（jpg、Bmp、gif等）；支持彩色LCD屏，圖形化界面顯示。在Linux軟件國策的指引下，Linux已經(jīng)得到很大的普及。嚴(yán)格來講，Linux這個(gè)詞本身只表示Linux內(nèi)核，但實(shí)際上人們已經(jīng)習(xí)慣了用Linux來形容整個(gè)基于Linux內(nèi)核，并且使用GNU 工程各種工具和數(shù)據(jù)庫的操作系統(tǒng)。 采用Linux操作系統(tǒng)的優(yōu)勢Linux是一種自由和開放源碼的類Unix操作系統(tǒng)。在處理異常之前，當(dāng)前的處理器狀態(tài)必須被保留，當(dāng)異常處理完后，異常發(fā)生前的程序可以繼續(xù)執(zhí)行。其中，RISC架構(gòu)具有如下特點(diǎn)：固定長度的指令格式，指令歸整、簡單，基本尋址方式只有2~3種，使用單周期指令，便于流水線操作。該方案的優(yōu)點(diǎn)：（1）系統(tǒng)芯片功能強(qiáng)大，實(shí)現(xiàn)的功能多，對于新的多媒體格式支持好，只需要安裝更新的軟件；（2）硬件電路簡單；（3）二次開發(fā)容易實(shí)現(xiàn)。DSP和FPGA的算法實(shí)現(xiàn)需要專業(yè)人員；（3）顯示輸出由FPGA實(shí)現(xiàn)，該類輸出大部分是數(shù)字的輸出，模擬輸出支持比較弱。該方案的缺點(diǎn)：（1）可擴(kuò)展的余地不足；（2）對讀卡部分，某些方案使用硬件實(shí)現(xiàn)，不能支持新類型的卡；（3）應(yīng)客戶要求的二次開發(fā)比較不方便。主要特征是：（1）USB 接口以便更新和同步數(shù)據(jù)；（2）在某些情況下（如從PC端通過相框的USB接口同步數(shù)據(jù)時(shí)），允許修改數(shù)字照片的格式，使其有最佳的重顯效果；（3）僅依靠內(nèi)置的半導(dǎo)體存儲器存放需要重顯的數(shù)字照片；（4）文件（照片）查詢和播放規(guī)則設(shè)定非常簡潔易用；（5）產(chǎn)品大致分為桌面和壁掛兩種。隨著ARM的不斷發(fā)展，電子相冊所需要的ARM+Jpeg處理器技術(shù)已為許多廠商所擁有，集成了USB Host及卡接口單元的產(chǎn)品也屢見不鮮。基于嵌入式ARMLinux的電子相冊設(shè)計(jì)方案 電子相冊市場成長的必然性（1）市場需求的必然性在上世紀(jì)末本世紀(jì)初，電子相冊呈現(xiàn)迅速發(fā)展的勢頭，普及型數(shù)碼相機(jī)的分辨率由200萬象素增長到現(xiàn)在的800—1500萬象素，價(jià)格也由300美元左右下降到現(xiàn)在的120美元左右。Nandflash技術(shù)飛速發(fā)展，單位容量的價(jià)格在過去的六年中約下跌40至50倍。 電子相冊電子相冊是以數(shù)字照片的存儲和瀏覽為主要功能的產(chǎn)品??由于需要滿足跟PC相同的類似功能，這類產(chǎn)品的主要特征是：（1）有大容量的內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲器；（2）USB 等各種卡接口，并支持內(nèi)部存貯器與各種數(shù)據(jù)存貯器之間的同步以及相互拷貝；（3）強(qiáng)大的文件管理功能：瀏覽，搜尋，命名（重命名），復(fù)制，刪除，備份等；（4）帶或不帶內(nèi)建顯示單元，有能支持其它高分辨率顯示設(shè)備的接口（如色差，VGA甚至是HDMI）；與其他產(chǎn)品的功能結(jié)合的產(chǎn)品形態(tài)以及大頭貼等產(chǎn)品，用于不在本文所包含的范圍內(nèi)。 以DSP+FPGA等硬件為基礎(chǔ)，用軟件算法實(shí)現(xiàn)功能這種方案，是以DSP來實(shí)現(xiàn)多媒體部分的編解碼算法，再由FPGA實(shí)現(xiàn)顯示輸出格式的算法轉(zhuǎn)化；讀卡部分，文件系統(tǒng)部分由DSP軟件處理，外圍設(shè)備大的驅(qū)動由DSP的軟件算法實(shí)現(xiàn)。 ARM9核心方案以ARM9等強(qiáng)大的CPU為核心，以WINCE、LINUX等操作系統(tǒng)為軟件核心架構(gòu)系統(tǒng)。該方案的缺點(diǎn)：（1）成本較大，該類強(qiáng)大的CPU一般使用在PDA等嵌入式領(lǐng)域；（2）比較耗電，使用軟件解碼功耗與頻率相關(guān)性很大。ARM微處理器按性能分為以下系列：ARM7，ARM9，ARM9E，ARM10E，SecureCore Xscale。處理器允許多個(gè)異常同時(shí)發(fā)生，它們將會按固定的優(yōu)先級進(jìn)行處理。目前存在著許多不同的Linux,但它們都使用了Linux內(nèi)核。Linux是我國軟件的國策，尤其是在IT行業(yè)，龐大的使用群體、開放的體系和豐富資源使得Linux將是日后普及和推廣的重點(diǎn)。很多學(xué)生已經(jīng)自發(fā)地通過書籍、互聯(lián)網(wǎng)等資源學(xué)習(xí)Linux。 S3C2410簡介Samsung 公司推出的16/32位RISC處理器S3C2410A,為手持設(shè)備和一般類型應(yīng)用提供了低價(jià)格、低功耗、高性能小型微控制器的解決方案。ARM9S3C2410處理器，ARM920T核由ARM9TDMI、存儲管理單元，MMU和高速緩存三部分組成?？偟馁Y源如下：?，外圍I/，集成16KB的指令緩存和16KB的數(shù)據(jù)緩存，帶MMU（Memory Management Unit），支持SRAM和SDRAM等內(nèi)存。那么要隔多長時(shí)間重復(fù)一次刷新，目前公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)是，存儲體中電容的數(shù)據(jù)有效保存期上限是64ms（毫秒，1/1000秒），也就是說每一行刷新的循環(huán)周期是64ms。HY57V561620為8192 refresh cycles / 64ms。為了能夠正確訪問HY57V56162高/低位字節(jié)數(shù)據(jù)，又將HY57V56162的LDQM和UDQM分別與nBE0：nWBE0：DQM0和nBE1：nWBE1:DQM1相連, HY57V56162的BA0、BA1是SDRAM內(nèi)部BANK選擇地址線,代表著SDRAM內(nèi)存的最高地址,因?yàn)閮善琀Y57V56162組成了64M的內(nèi)存,也就是說要26根地址線來實(shí)現(xiàn)尋址,所以將BA0、BA1分別與S3C2410的ADDR24和ADDR25引腳相連。Intel于1988年首先開發(fā)出NOR flash技術(shù)，徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。而NAND則是高數(shù)據(jù)存儲密度的理想解決方案。當(dāng)前NORFLASH價(jià)格比較昂貴，考慮到成本問題，本設(shè)計(jì)采用了64M的K9F1208U0B Nand Flash作為介質(zhì)存儲電路，將K9F1208U0B的I/O[07]與上S3C2410的數(shù)據(jù)總線DATA[07]相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫。在該系統(tǒng)中。nRESET端的輸出狀態(tài)與RESET端輸出狀態(tài)相反，用于低電平復(fù)位的器件。USB ，比USB ，速度的提高對于用戶的最大好處就是意味著用戶可以使用到更高效的外部設(shè)備，而且具有多種速度的周邊設(shè)備都可以被連接到USB ，而且無需擔(dān)心數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生瓶頸效應(yīng)。類似于令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)或FDDI基于令牌的總線。： USB接口電路 LCD電路模塊LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設(shè)置彩色濾光片，通過TFT上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉(zhuǎn)動方向，從而達(dá)到控制每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與否而達(dá)到顯示目的。LCD是一種介于固態(tài)與液態(tài)之間的物質(zhì)，本身是不能發(fā)光的，需借助要額外的光源才行。，其中內(nèi)部的寄存器作用如下：REGBANK有17個(gè)可編程寄存器組和256*16的調(diào)色板存儲器，用來設(shè)定LCD控制器。TIMEGEN產(chǎn)生VFRAME、VLINE、VCLK、VM信號等。BEGBANKLCDCDMAVIDPRCSVIDEOMUXLPC3600TIMEGENVSYNCHSYNCVCLKVDENLCDVF0LCDVF1LCDVF2VD[230] LCD控制器內(nèi)部方框圖： LCD模塊電路 小結(jié)本章首先介紹了嵌入式ARMLinux系統(tǒng)的組成，并簡要介紹了Linux操作系統(tǒng)的歷史及Linux操作系統(tǒng)在嵌入式領(lǐng)域的應(yīng)用。Linux做嵌入式的優(yōu)勢：首先，Linux是開放源代碼，是遍布全球的眾多Linux愛好者和Linux開發(fā)者的強(qiáng)大技術(shù)支持；其次，Linux的內(nèi)核小、效率高，內(nèi)核的更新速度很快，Linux可以定制，其系統(tǒng)內(nèi)核最小只有約134KB；第三，Linux是免費(fèi)的OS，在價(jià)格上極具競爭力。同時(shí)，Linux內(nèi)核的結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)方面是非常完整的，Linux對網(wǎng)絡(luò)中最常用的TCP/IP協(xié)議有最完備的支持，提供了包括十兆、百兆、千兆的以太網(wǎng)絡(luò)，以及無線網(wǎng)絡(luò)、Toker ring（令牌環(huán)網(wǎng)）、光纖甚至衛(wèi)星的支持。第三階段，執(zhí)行init系統(tǒng)初始化工作，返回init。（2）Linux內(nèi)核。（4）用戶應(yīng)用程序。在一個(gè)基于ARM嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電或者復(fù)位時(shí)通常都從0x00000000處開始執(zhí)行，而在這個(gè)地址處安排的通常就是系統(tǒng)的BootLoader，通過這小段程序可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核做準(zhǔn)備。從固態(tài)存儲設(shè)備上啟動的BootLoader大多數(shù)是兩階段的啟動過程，也就是啟動過程可以分為stage1和stage2兩部分：（1）Stage1為啟動代碼，它是CPU上電后執(zhí)行的第一段代碼負(fù)責(zé)初始化最原始的硬件資源，例如屏蔽CPU中斷、工作頻率、內(nèi)存參數(shù)和設(shè)置堆棧等。大多數(shù)BootLoader都包含兩種不同的操作模式:啟動加載(Boot loading)模式和下載（Down loading）模式，這種區(qū)別僅對于開發(fā)人員才有意義。在嵌入式產(chǎn)品發(fā)布的時(shí)候，BootLoader顯然必須工作在這種模式下。BootLoader是依賴于硬件實(shí)現(xiàn)的，特別是在嵌入式系統(tǒng)中。UBOOT是德國DENX小組開發(fā)的用于多種嵌入式CPU的BootLoader程序，它可以運(yùn)行在基于PowerPC、ARM、MIPS等多種嵌入式開發(fā)板上。VIVI是由韓國MIZI公司開發(fā)的專門用于ARM產(chǎn)品線的一種BootLoader。（3）Blob。Blob最初是由JanDerk Bakker和Erik Mouw兩人為一塊名為LART（Linux Advanced Radio Terminal）的開發(fā)板所寫，該板使用的處理器是StrongARM SA1100，現(xiàn)在Blob已經(jīng)被成功地移植到許多基于ARM的CPU上。既可以用在產(chǎn)品的開發(fā)階段（調(diào)試功能），也可以用在最終的產(chǎn)品上（Flash更新、網(wǎng)絡(luò)啟動）。ARMboot是一個(gè)以ARM或StrongARM為內(nèi)核CPU的嵌入式系統(tǒng)的BootLoader固件程序，該軟件的主要目標(biāo)是使新的平臺更容易被移植并且盡可能地發(fā)揮其強(qiáng)大性能。（6）DIY。一般情況下，我們只需要與特定的開發(fā)板相關(guān)的實(shí)現(xiàn)代碼，其他型號開發(fā)板的實(shí)現(xiàn)代碼對它來說是沒有用的，所以通常它們的代碼量較大。因此，在實(shí)際嵌入式產(chǎn)品開發(fā)時(shí)大都選擇DIY的方式編寫B(tài)ootLoader。UBOOT不僅支持嵌入式Linux系統(tǒng)的引導(dǎo)，還支持NetBSD，VxWorks，QNX，RTEMS，ARTOS，LynxOS等操作系統(tǒng)，所以本設(shè)計(jì)打算選用此Boot Loader。UBOOT支持多種CPU體系結(jié)構(gòu)，但對于不同的CPU來說，整個(gè)啟動流程是類似的。：定義程序入口設(shè)置異常向量初始化CPU底層部件搬移ROM的程序到RAM程序轉(zhuǎn)移到RAM上執(zhí)行 BootLoader啟動步驟 UBOOT的移植和修改步驟 UBOOT由Nand Flash啟動概述UBOOT支持從NOR Flash啟動，本設(shè)計(jì)用的是Nand Flash因?yàn)镹and Flash的價(jià)格相對便宜。通過OM【1：0】信號跳線可以選擇是否啟用該啟動方式:OM【1：0】=00時(shí)處理器從Nand Flash啟動；OM【1：0】=01時(shí)處理器從16位寬的rom啟動；OM【1：0】=10時(shí)處理器從32位寬的rom啟動；OM【1：0】=11時(shí)測試模式的rom啟動；當(dāng)使用Nand Flash啟動時(shí)，4KB的內(nèi)部緩沖區(qū)會被映射到0x0地址，此地址存放了CPU上電后的第一條指令。 UBOOT基本配置移植步驟本設(shè)計(jì)采用UBOOT ，代碼修改的步驟如下：(1) 在UBOOT ：unconfig,其中的參數(shù)意思arm:CPU的架構(gòu)。步驟如下：（1）在include/configs/。S3C2410被配置成從NAND閃存啟動，上電后，S3C2410的NAND閃存控制器會自動把NAND閃存中的前4K數(shù)據(jù)搬移到內(nèi)部RAM中,并把0X00000000設(shè)置為內(nèi)部RAM的起始地址,CPU從內(nèi)部RAM的0X00000000位置開始啟動。根據(jù)UBOOT的執(zhí)行流程圖，可知要實(shí)現(xiàn)從NAND閃存中啟動UBOOT首先需要初始化NAND閃存,并從NAND閃存中把UBOOT搬移到RAM中,最后需要讓UBOOT支持,NAND閃存的命令操作。如果UBOOT從NAND FLASH啟動，由于從NAND FLASH啟動時(shí)S3C2410內(nèi)部的4K SRAM被影射到Ngcso,故此時(shí)NOR FLASH是無效,也不能對NOR FLASH進(jìn)行操作。對內(nèi)核進(jìn)行配置就是對其硬件進(jìn)行裁剪，通過導(dǎo)入與S3C2410接近SMDK2410的默認(rèn)配置可以簡化其配置過程。Linux對LCD是以字符設(shè)備方式加以訪問和管理的，它把要顯示的數(shù)據(jù)一字節(jié)一字節(jié)地送往LCD控制器。配置對SCSI設(shè)備的支持。在加載了以上模塊后，當(dāng)插入U(xiǎn)盤時(shí)系統(tǒng)中就會出現(xiàn)一個(gè)SCSI硬盤，通過正確地掛載操作則可以使用該U盤。（3）make zImage：編譯器按照之前的配置選項(xiàng)生成Linux內(nèi)核的機(jī)器代碼映像，其中“zImage”是經(jīng)過壓縮并可以自解壓的代碼映像。常用的文件系統(tǒng)包括ROMfs，JFFS2，Yaffs，ETX2，NFS，Cramfs等。其中的Busybox