【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?jī)?chǔ)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(qǐng)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(jī)控制/1路USB期間控制（）(12)4路PWM定時(shí)器/1路內(nèi)部定時(shí)器/看門(mén)狗定時(shí)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(gè)通用I/O，24個(gè)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(shí)鐘發(fā)生器工作電壓：內(nèi)核：300MHZ400MHZ儲(chǔ)存器：I/O：操作頻率：Fclk：400MHZHclk：136MHZPclk：68MHZ3 ARM9的體系結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)器組織3 ARM9的體系結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)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(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開(kāi)的存儲(chǔ)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(gè)私有堆棧指針和鏈接寄存器。寄存器16這個(gè)寄存器是CPSR(當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器)，用來(lái)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(lái)保存在中斷或異常發(fā)生時(shí)，或在中斷和異常時(shí)執(zhí)行了BL指令時(shí)，R15的返回值?？捎脕?lái)存放地址或數(shù)據(jù)值 。(1)ARM狀態(tài)寄存器在ARM狀態(tài)下，任何時(shí)刻都可以看到16個(gè)通用寄存器，1個(gè)或2個(gè)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(qǐng)求或操作保護(hù)資源服務(wù)的。圖22 小端格式 指令長(zhǎng)度指令可以是32位長(zhǎng)度(在ARM狀態(tài)下) 或16位長(zhǎng)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(lái)選擇一個(gè)字中的哪個(gè)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(diǎn)： 以ARM9ES為例介紹ARM9處理器的主要結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。 2) 5級(jí)流水線引入了獨(dú)立的存儲(chǔ)器和寫(xiě)回流水線，分別用來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)器和將結(jié)果寫(xiě)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(gè)基本的微處理結(jié)構(gòu)不同所造成的。 ARM9的時(shí)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(jí)流水線，而ARM9采用5級(jí)流水線，5級(jí)流水線能夠?qū)⒚恳粋€(gè)指令處理分配到5個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，在每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)有5個(gè)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(jì)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(shí)采用具有Intel 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)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(duì)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(diǎn)：支持DSP指令集，適合于需要高速數(shù)字信號(hào)處理的場(chǎng)合；5級(jí)整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高；支持VFP9浮點(diǎn)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(lèi)型，以適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)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?yàn)椋汗I(yè)控制、Internet設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和調(diào)制解調(diào)器設(shè)備、移動(dòng)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(jī)、超聲波診斷儀、計(jì)算機(jī)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(guó)各種信息家電產(chǎn)品（如數(shù)字電視、機(jī)頂盒、數(shù)碼相機(jī)、VCD和DVD影像設(shè)備、可視電話、家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、洗衣機(jī)、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(duì)家用電、水、煤氣表遠(yuǎn)程抄表及洗衣機(jī)遙控。嵌入式系統(tǒng)主要用于各種信號(hào)處理于控制，目前已在國(guó)防、國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)生活各領(lǐng)域普遍應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用需求越來(lái)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(diǎn)，而構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)的主流趨勢(shì)是32位嵌入式微處理器加實(shí)時(shí)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(shí)代的來(lái)臨，網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體技術(shù)得以發(fā)展，8/16位單片機(jī)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(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)。這條道路就是單芯片化道路，即將計(jì)算機(jī)做在一個(gè)芯片上，從而開(kāi)創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展的單片機(jī)時(shí)代。這樣一來(lái)，計(jì)算機(jī)便失去了原來(lái)的形態(tài)與通用的計(jì)算機(jī)功能。 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)起源于微型機(jī)時(shí)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(kāi)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(diǎn)。所以與普通系統(tǒng)相比較，對(duì)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(lái)說(shuō)，實(shí)時(shí)性是對(duì)嵌入式系統(tǒng)的普遍要求，是設(shè)計(jì)者和用戶重點(diǎn)考慮的一個(gè)重要指標(biāo)。目前，嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集、傳輸通信等場(chǎng)合，主要用來(lái)對(duì)宿主對(duì)象進(jìn)行控制，所以都對(duì)嵌入式系統(tǒng)有或多或少的實(shí)時(shí)性。支持多任務(wù)的實(shí)時(shí)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(duì)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(gè)任務(wù)急實(shí)質(zhì)性的關(guān)鍵，到那純通過(guò)提高處理器速度是低效甚至無(wú)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(duì)成本十分敏感，為減少系統(tǒng)的成本，除了精簡(jiǎn)每個(gè)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(lèi)產(chǎn)品包括PDA、移動(dòng)電話、機(jī)頂盒、電子書(shū)、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(jiàn)RAM的種類(lèi)有SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）、DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）、DDRAM（雙倍速率隨機(jī)存儲(chǔ)器）。Flash是一種非易失性存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)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(jì)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(jī)，新一代游戲機(jī)，MP4播放器，電子書(shū)等等。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)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(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗 有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)是“執(zhí)行專用功能并被內(nèi)部計(jì)算機(jī)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(wú)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(chǔ)密度，而且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。在國(guó)內(nèi)，大規(guī)模的嵌入式系統(tǒng)目前還非常少，今后的重點(diǎn)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(shì)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(diǎn)。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀當(dāng)前，嵌入式系統(tǒng)正處在一個(gè)飛速發(fā)展和激烈競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代，未來(lái)幾年里這種發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 主要研究?jī)?nèi)容 2 課題研究的方案設(shè)計(jì) 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(diǎn) 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(zhǎng)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(chǔ)器控制器 17 ARM9的體系結(jié)構(gòu) 17 存儲(chǔ)器控制器 17 概述 17 功能描述 19 存儲(chǔ)器接口示例 19 存儲(chǔ)器控制器寄存器 234 NandFlash和NorFlash的特點(diǎn)及比較 29 NandFlash和NorFlash的特點(diǎn) 29 NandFlash和NorFlash的比較 29 接口對(duì)比 29 容量和成本對(duì)比 30 可靠性性對(duì)比 30 壽命對(duì)比 30 升級(jí)對(duì)比 30 讀寫(xiě)性能對(duì)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(jì) 41 NandFlash設(shè)計(jì)原理圖 41 NorFlash設(shè)計(jì)原理圖 42 NandFlash和NorFlash事物圖 44 NorFlash的改進(jìn)設(shè)計(jì) 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(duì)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(chǔ)設(shè)備，在CPU中有16KB的Instructionscash和16KB的Datacash，類(lèi)似于PC中的ACC等寄存器；在CPU外還有2MB的NorFlash（類(lèi)似于小硬盤(pán)）和64MB的NandFlash（類(lèi)似于大硬盤(pán)），2片64MB的SDRAM。在國(guó)內(nèi)，嵌入式系統(tǒng)關(guān)鍵硬件主要靠國(guó)外引進(jìn)，技術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱，然而國(guó)內(nèi)的嵌入式商品市場(chǎng)前景非常廣闊。Flash存儲(chǔ)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(jī)讀取速度快，體積較小，但容量也很小，價(jià)格較貴，在目前便攜式設(shè)備對(duì)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(diǎn)，就是NandFlash相對(duì)復(fù)雜的接口和其中壞塊的管理。NorFlash可用于存儲(chǔ)bootloader，上電后自動(dòng)運(yùn)行，對(duì)硬件初始化。⑷比較NandFlash和NorFlash的優(yōu)缺點(diǎn)、及應(yīng)用場(chǎng)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(guó)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(guò)來(lái)即“嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器甚至工廠運(yùn)作的裝置”。”嵌入式系統(tǒng)的嵌入性本質(zhì)是將一個(gè)計(jì)算機(jī)嵌入到一個(gè)對(duì)象體系中去，這些是理解嵌入式系統(tǒng)的基本出發(fā)點(diǎn)。作者初淺的認(rèn)為：除了上述的觀點(diǎn)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(jià)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(diǎn)在于嵌入式處理器大多各種在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中。Flash memory（閃速存儲(chǔ)器）是嵌入式系統(tǒng)中重要的組成部分，用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，掉電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，但在使用Flash時(shí)，必須根據(jù)其自身特性，對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，以保證系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)。RAM（隨機(jī)存儲(chǔ)器）可以被讀和寫(xiě)，地址可以以任意次序被讀。（4）輸入輸出設(shè)備包括：LCD、鍵盤(pán)和觸摸屏等。常見(jiàn)的通用型嵌入式操作系統(tǒng)有Linux、VxWorks、Windows 。 非實(shí)時(shí)嵌入式操