【正文】 3C2440采用的是ARM920T內(nèi)核，集成的片上功能如下：(1) ，16KB指令Cache（ICache）/16KB數(shù)據(jù)Cache（DCache）(2) 外部儲存控制器（SDRAM控制盒片選邏輯）(3) 集成LCD專用DMA的LCD控制器（支持最大4K色STN和256K色TFT）(4) 4路擁有外部請求引腳的DMA控制器(5) 3路URAT（，64Byte Tx FIFO，64Byte Rx FIFO）(6) 2路SPI(7) IIC總線接口（多主支持）(8) IIS音頻編解碼器接口(9) AC`97編解碼器接口(10)，(11)2路USB主機控制/1路USB期間控制（）(12)4路PWM定時器/1路內(nèi)部定時器/看門狗定時器(13)8路10位ADC和觸摸屏接口(14)具有日歷功能的RTC(15)攝像頭接口（支持最大4096x4096的輸入，2048x2048縮放輸入）(16)130個通用I/O，24個外部中斷源(17)電源控制：正常，慢速，空閑，睡眠模式(18)帶PLL的片上時鐘發(fā)生器工作電壓：內(nèi)核：300MHZ400MHZ儲存器：I/O：操作頻率：Fclk：400MHZHclk：136MHZPclk：68MHZ3 ARM9的體系結(jié)構(gòu)和存儲器組織3 ARM9的體系結(jié)構(gòu)和存儲器控制器 ARM9的體系結(jié)構(gòu)這種體系結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲和數(shù)據(jù)存儲分開的存儲器結(jié)構(gòu)，是一種并行體系結(jié)構(gòu)。允許這些模式都可擁有1個私有堆棧指針和鏈接寄存器。寄存器16這個寄存器是CPSR(當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器)，用來保存當(dāng)前代碼標(biāo)志和當(dāng)前模式位。相應(yīng)的私有寄存器R14_svc，R14_irq，R14_fiq，R14_abt和R14_und都同樣用來保存在中斷或異常發(fā)生時，或在中斷和異常時執(zhí)行了BL指令時，R15的返回值?？捎脕泶娣诺刂坊驍?shù)據(jù)值 。(1)ARM狀態(tài)寄存器在ARM狀態(tài)下，任何時刻都可以看到16個通用寄存器，1個或2個狀態(tài)寄存器。大多數(shù)應(yīng)用程序都是在用戶模式下進(jìn)行，進(jìn)入特權(quán)模式是為了處理中斷或異常請求或操作保護(hù)資源服務(wù)的。圖22 小端格式 指令長度指令可以是32位長度(在ARM狀態(tài)下) 或16位長度 (在THUMB狀態(tài)) 。當(dāng)處理進(jìn)入異常（IRQ,FIQ,RESET,UNDEF,ABORT,SWI等）。在這種狀態(tài)下，PC寄存器的第一位來選擇一個字中的哪個半字注意；這兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換不影響處理模式和寄存器的內(nèi)容。 ARM9結(jié)構(gòu)及特點： 以ARM9ES為例介紹ARM9處理器的主要結(jié)構(gòu)及其特點。 2) 5級流水線引入了獨立的存儲器和寫回流水線，分別用來訪問存儲器和將結(jié)果寫回寄存器。指令周期的減少是由于ARM7和ARM9兩種處理器內(nèi)的兩個基本的微處理結(jié)構(gòu)不同所造成的。 ARM9的時鐘頻率比ARM7更高,采用哈佛結(jié)構(gòu)區(qū)分了數(shù)據(jù)總線和指令總線；ARM7處理器采用3級流水線，而ARM9采用5級流水線，5級流水線能夠?qū)⒚恳粋€指令處理分配到5個時鐘周期內(nèi)，在每一個時鐘周期內(nèi)同時有5個指令在執(zhí)行。Xscale處理器是Intel目前主要推廣的一款A(yù)RM微處理器。它融合了 Intel公司的設(shè)計和處理技術(shù)以及 ARM 體系結(jié)構(gòu)的電源效率，采用在軟件上兼容ARMv4 體系結(jié)構(gòu)、同時采用具有Intel 技術(shù)優(yōu)點的體系結(jié)構(gòu)。 (5)SecurCore系列微處理器：SecurCore系列微處理器主要應(yīng)用于一些對安全性要求較高的應(yīng)用產(chǎn)品及應(yīng)用系統(tǒng)，如電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子銀行業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)和認(rèn)證系統(tǒng)等領(lǐng)域。 特點：支持DSP指令集，適合于需要高速數(shù)字信號處理的場合；5級整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高；支持VFP9浮點處理協(xié)處理器；全性能的MMU，支持多種主流嵌入式操作系統(tǒng)；主頻最高可達(dá)300MIPS。 ARM9系列微處理器包含ARM920T 、ARM922T 和ARM940T 三種類型，以適用于不同的應(yīng)用場合。 ARM 處理器系列介紹(1) ARM7系列微處理器：ARM7系列微處理器的主要應(yīng)用領(lǐng)域為：工業(yè)控制、Internet設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和調(diào)制解調(diào)器設(shè)備、移動電話等多種嵌入式應(yīng)用。(6)醫(yī)用電子設(shè)備：各種醫(yī)療電子儀器，如X光機、超聲波診斷儀、計算機斷層成像系統(tǒng)、心臟起搏器、監(jiān)護(hù)儀、輔助診斷系統(tǒng)和專家系統(tǒng)等。(2)家用：我國各種信息家電產(chǎn)品（如數(shù)字電視、機頂盒、數(shù)碼相機、VCD和DVD影像設(shè)備、可視電話、家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、洗衣機、電冰箱、智能玩具等）廣泛采用微處理器、微控制器及嵌入式軟件、EMIT（嵌入式Internet技術(shù)）已用于社區(qū)對家用電、水、煤氣表遠(yuǎn)程抄表及洗衣機遙控。嵌入式系統(tǒng)主要用于各種信號處理于控制，目前已在國防、國民經(jīng)濟(jì)及社會生活各領(lǐng)域普遍應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用需求越來越大，使嵌入式系統(tǒng)成為繼PC和Internet之后IT技術(shù)的最熱點，而構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)的主流趨勢是32位嵌入式微處理器加實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，目前的嵌入式系統(tǒng)往往指的是包含這種資源的系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代后，伴隨著網(wǎng)絡(luò)時代的來臨，網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體技術(shù)得以發(fā)展，8/16位單片機在速度和內(nèi)存容量上已經(jīng)很難滿足這些領(lǐng)域的應(yīng)用需求。1984年，Intel公司又推出了16位8096系列并將其稱之為嵌入式微控制器，這可能是“嵌入式”一詞第一次在微處理機領(lǐng)域出現(xiàn)。這條道路就是單芯片化道路，即將計算機做在一個芯片上，從而開創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展的單片機時代。這樣一來，計算機便失去了原來的形態(tài)與通用的計算機功能。 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史嵌入式計算機系統(tǒng)起源于微型機時代，近幾年網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體技術(shù)的發(fā)展為嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開辟了廣闊的天地，使嵌入式系統(tǒng)成為繼PC和Internet之后，IT界新的技術(shù)熱點。所以與普通系統(tǒng)相比較，對嵌入式系 統(tǒng)可靠性的要求極高。為了既不提高成本，又滿足專用性的需要，嵌入式系統(tǒng)的供應(yīng)者必須采取相應(yīng)措施使產(chǎn)品在通用和專用之間進(jìn)行某種平衡。但總體來說，實時性是對嵌入式系統(tǒng)的普遍要求，是設(shè)計者和用戶重點考慮的一個重要指標(biāo)。目前，嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程控制、數(shù)據(jù)采集、傳輸通信等場合，主要用來對宿主對象進(jìn)行控制，所以都對嵌入式系統(tǒng)有或多或少的實時性。支持多任務(wù)的實時操作系統(tǒng)成為嵌入式軟件必須的系統(tǒng)軟件。再多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)中，對重要性各不相同的任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧的合理調(diào)度是保證每個任務(wù)急實質(zhì)性的關(guān)鍵，到那純通過提高處理器速度是低效甚至無法完成的。2) 軟件代碼要求高質(zhì)量、高可靠性。嵌入式應(yīng)用對成本十分敏感，為減少系統(tǒng)的成本，除了精簡每個硬件單元的成本外，應(yīng)盡可能的減少應(yīng)用軟件的資源消耗，盡可能的優(yōu)化。這類產(chǎn)品包括PDA、移動電話、機頂盒、電子書、WebPhone等。常用的專用型嵌入式操作系統(tǒng)有Smart Phone、Pocket PC、Symbian等。（5）嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)是一種支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件，它是嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分。常見RAM的種類有SRAM（靜態(tài)隨機存儲器）、DRAM（動態(tài)隨機存儲器）、DDRAM（雙倍速率隨機存儲器）。Flash是一種非易失性存儲器，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，可分為NorFlash和NandFlash兩種。它通常把通用計算機中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計趨于小型化，并且由高效率、高可靠性等特征。例如：新一代手機，新一代游戲機，MP4播放器，電子書等等。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗 有嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。一般來說，嵌入式系統(tǒng)是“執(zhí)行專用功能并被內(nèi)部計算機控制的設(shè)備或者系統(tǒng)。⑸研究NandFlash和NorFlash的連接和配置。在無操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)中，NorFlash起到不可或缺的作用。以三星公司的S3C2440A處理器為例，其中有2MB的NorFlash和64MB的NandFlash，2塊64MB的SDRAM。另一種就是NandFlash，它有著很高的存儲密度，而且生產(chǎn)工藝簡單。在國內(nèi)，大規(guī)模的嵌入式系統(tǒng)目前還非常少，今后的重點將轉(zhuǎn)向基于Internet的各種嵌入式系統(tǒng)和信息家電領(lǐng)域等，從宏觀方面的發(fā)展趨勢看，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)該具有經(jīng)濟(jì)性、小型性、可靠性、高速度、智能性等特點。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀當(dāng)前，嵌入式系統(tǒng)正處在一個飛速發(fā)展和激烈競爭的時代，未來幾年里這種發(fā)展和競爭將非常激烈。NandFlash和NorFlash在ARM9中的地位與連接方案畢業(yè)論文目 錄1 前言 1 選題意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 主要研究內(nèi)容 2 課題研究的方案設(shè)計 22 嵌入式系統(tǒng)介紹 3 嵌入式系統(tǒng)的定義 3 嵌入式系統(tǒng)的組成 3 嵌入式系統(tǒng)的特性 5 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史 6 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用 7 嵌入式微處理器的介紹 8 嵌入式微處理器的定義 8 ARM 處理器系列介紹 8 ARM9的優(yōu)缺點 10 S3C2440A芯片介紹 11 概述 11 處理器工作狀態(tài) 11 切換狀態(tài) 11 指令長度 12 操作模式 13 寄存器 13 S3C2440A片上集成的功能 153 ARM9的體系結(jié)構(gòu)和存儲器控制器 17 ARM9的體系結(jié)構(gòu) 17 存儲器控制器 17 概述 17 功能描述 19 存儲器接口示例 19 存儲器控制器寄存器 234 NandFlash和NorFlash的特點及比較 29 NandFlash和NorFlash的特點 29 NandFlash和NorFlash的比較 29 接口對比 29 容量和成本對比 30 可靠性性對比 30 壽命對比 30 升級對比 30 讀寫性能對比 31 文件系統(tǒng)比較 315 NandFlash、NorFlash和ARM9的連接和配置 33 NandFlash在ARM9中的連接 33 NandFlash的配置 34 NandFlash的引腳配置 34 相關(guān)寄存器配置 35 軟件模式 38 NorFlash在ARM9中的連接 38 NorFlash在ARM9中的配置 396 線路設(shè)計 41 NandFlash設(shè)計原理圖 41 NorFlash設(shè)計原理圖 42 NandFlash和NorFlash事物圖 44 NorFlash的改進(jìn)設(shè)計 457 結(jié)論和展望 47致謝 49參考文獻(xiàn) 51附錄 53第2章 嵌入式系統(tǒng)介紹NandFlash和NorFlash在ARM9中的地位與連接方案1 前言 選題意義隨著嵌入式系統(tǒng)的迅速發(fā)展，其應(yīng)用環(huán)境的廣泛性、復(fù)雜性也對構(gòu)建于系統(tǒng)之上的NandFlash和NorFlash等閃存設(shè)備提出了更高的要求。S3C2440A處理器中有很多存儲設(shè)備，在CPU中有16KB的Instructionscash和16KB的Datacash，類似于PC中的ACC等寄存器；在CPU外還有2MB的NorFlash（類似于小硬盤）和64MB的NandFlash（類似于大硬盤），2片64MB的SDRAM。在國內(nèi)，嵌入式系統(tǒng)關(guān)鍵硬件主要靠國外引進(jìn)，技術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱，然而國內(nèi)的嵌入式商品市場前景非常廣闊。Flash存儲器主要有兩種形式：一種是NorFlash，它具有XIP(eXecuteInPlace)特性，可直接在芯片上執(zhí)行代碼，而且隨機讀取速度快，體積較小，但容量也很小，價格較貴，在目前便攜式設(shè)備對于容量要求不是很高的情況下得到了廣泛使用。NandFlash的應(yīng)用有兩大難點，就是NandFlash相對復(fù)雜的接口和其中壞塊的管理。NorFlash可用于存儲bootloader，上電后自動運行，對硬件初始化。⑷比較NandFlash和NorFlash的優(yōu)缺點、及應(yīng)用場合。2 嵌入式系統(tǒng)介紹2 嵌入式系統(tǒng)介紹 嵌入式系統(tǒng)的定義何為嵌入式系統(tǒng)？按照IEEE（Instituted of Electrical and Electronics Engineers，美國電子電器工程師）的定義就是“An Embedded system is the devices used to control ,monitor or assist the operation of equipment ,machinery or plant ”，翻譯過來即“嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機器甚至工廠運作的裝置”。”嵌入式系統(tǒng)的嵌入性本質(zhì)是將一個計算機嵌入到一個對象體系中去，這些是理解嵌入式系統(tǒng)的基本出發(fā)點。作者初淺的認(rèn)為：除了上述的觀點以外，嵌入式系統(tǒng)非常適合手持的，青少年喜歡的，有多媒體功能的，小型的，低價位的一些設(shè)備。嵌入式處理器于通用處理器的最大不同點在于嵌入式處理器大多各種在為特定用戶群設(shè)計的系統(tǒng)中。Flash memory（閃速存儲器）是嵌入式系統(tǒng)中重要的組成部分，用來存儲程序和數(shù)據(jù)，掉電后數(shù)據(jù)不會丟失，但在使用Flash時，必須根據(jù)其自身特性，對存儲系統(tǒng)進(jìn)行特殊設(shè)計，以保證系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)。RAM（隨機存儲器）可以被讀和寫，地址可以以任意次序被讀。（4）輸入輸出設(shè)備包括：LCD、鍵盤和觸摸屏等。常見的通用型嵌入式操作系統(tǒng)有Linux、VxWorks、Windows 。 非實時嵌入式操