【正文】 UMB 狀態(tài)下的SP映射在ARM狀態(tài)下得R13上THUMB狀態(tài)下的LR映射在ARM狀態(tài)下得R14上THUMB狀態(tài)下程序計(jì)數(shù)器映射在ARM狀態(tài)下的程序計(jì)數(shù)器上(R15) S3C2440A片上集成的功能S3C2440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)分開的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，是一種并行體系結(jié)構(gòu)。與ARM7處理器系列相似，其中的ARM9ARM940和ARM9E處理器均為含有Cache的CPU核，性能為132MIPS（120MHz時(shí)鐘，）或220MIPS（200MHz時(shí)鐘）。目前市場(chǎng)上常見的PDA，比如說(shuō)PocketPC中一般都是用ARM9處理器，其中以Samsung公司的S3C2410處理器居多。擴(kuò)展總線周期的外部等待信號(hào)。在本章（存儲(chǔ)器控制器）中，一個(gè)時(shí)鐘就意一個(gè)總線時(shí)鐘。NAND結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度，并且寫入和擦除的速度也很快 。由于時(shí)序較為復(fù)雜，所以一般CPU最好集成NAND控制器。 在Flash的位翻轉(zhuǎn)（一個(gè)bit位發(fā)生翻轉(zhuǎn)）現(xiàn)象上，NAND的出現(xiàn)幾率要比NorFlash大得多。另外由于NandFlash沒(méi)有掛接在地址總線上，所以如果想用NandFlash作為系統(tǒng)的啟動(dòng)盤，就需要CPU具備特殊的功能，如S3C2440在被選擇為NandFlash啟動(dòng)方式時(shí)會(huì)在上電時(shí)自動(dòng)讀取NandFlash的4k數(shù)據(jù)到地址0的SRAM中。NFEBLK)NandFlashECC寄存器：重要寄存器的配置：(1) 配置寄存器（NFCONF）（地址：0x4E000000）配置如表53：表53 配置寄存器（NFCONF）的配置(2) 控制寄存器配置如表54：表54 控制寄存器的配置(3) 數(shù)據(jù)寄存器(大小端)配置如下： 注：大端是指：字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中，而字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)則存放在高地址中。Place)，這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。MTD原始設(shè)備：maps子目錄下用來(lái)配置特定電路板的Flash參數(shù)的程序，如果自己的電路板不在其中，那么要自己編寫一個(gè)這樣的程序。可以看到“Memory Technology Devices(MTD)224。[*]Detect flash chips by Common Flash Interface(CFI)probe(NEW)[*]Support for Intel/Sharp flash chips(NEW).僅是這樣做是不夠的，因?yàn)檫€要告訴內(nèi)核Flash是如何組臺(tái)的。一片Nand Flash為一個(gè)設(shè)備(device), 其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分層為：1設(shè)備=4096塊，1塊=32頁(yè)/行；1頁(yè)=528字節(jié)=數(shù)據(jù)塊大小512字節(jié)分為前半頁(yè)和后半頁(yè)+OOB塊大?。?6字節(jié)）。ALE(Address Lactch Enable)地址鎖存允許，與CPU的ALE相連。引腳圖如圖63圖63 SST39VF1601 704CEK引腳圖SST39VF1601與CPU插座連接的原理圖如圖64圖64 NorFlash與S3C2440連接的原理圖A0A19為地址引腳，與CPU的ADDR0ADDR19連接，A20和A21可以不接，也可以接CPU的ADDRADDR21。SRAM存取速度非常快，是目前讀寫最快的存儲(chǔ)設(shè)備了。A0A15為地址引腳，與CPU的ADDR1ADDR16連接，D0D15為數(shù)據(jù)輸入輸出引腳，與CPU的DATA0DATA15連接。由于NandFlash成本低，理論上可以做的很大，如果系統(tǒng)對(duì)速度要求不高，也可以考慮只用NandFlash，而不要NorFlash。SRAM也具有片內(nèi)執(zhí)行程序的功能，只需要用紐扣電池來(lái)保持SRAM不掉電，可以考慮用SRAM來(lái)替換NorFlash以獲得更快的訪問(wèn)速度。封裝形式為TSOP44。而所謂隨機(jī)存儲(chǔ)器則是指存儲(chǔ)單元的內(nèi)容可按需隨意取出或存入，且存取的速度與存儲(chǔ)單元的位置無(wú)關(guān)的存儲(chǔ)器。SST39VF1601是一塊1 M *16的COMOS多功能FLASH存儲(chǔ)器，具有高性能的字編程功能，同時(shí)具有硬件和軟件數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制，讀寫操作采用單一電源，電壓為2 7～3 6 V，10 000個(gè)周期的耐用性和大于100年的數(shù)據(jù)保持時(shí)間，低功耗(14 MHz時(shí)的典型值) 有效電流12 mA(典型)，等待電流4 uA(典型)，自動(dòng)低功耗模式4 uA(典型)，2 K字扇區(qū)擦除能力，快速讀訪問(wèn)時(shí)間 70 ns、90 ns ，地址和數(shù)據(jù)可鎖存?？梢酝ㄟ^(guò)它向nand flash芯片輸入數(shù)據(jù)、地址、nand flash命令以及輸出數(shù)據(jù)和操作狀態(tài)信息。6 線路設(shè)計(jì)6 線路設(shè)計(jì) NandFlash設(shè)計(jì)原理圖S3C2440中的NandFlash采用的是三星公司生產(chǎn)的K9F1208U0B。對(duì)于一個(gè)已經(jīng)移植好的內(nèi)核來(lái)說(shuō)．不需要再更改內(nèi)核中對(duì)各種廣家的Flash的基本驅(qū)動(dòng)程序。要想配置好NOR F1ash存儲(chǔ)器，主要要對(duì)Flash硬件驅(qū)動(dòng)和MTD原始設(shè)備這兩層進(jìn)行正確的配置。cFI接口的MTD設(shè)備的結(jié)構(gòu)可由表510表示。NorFlash的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP,eXecute NandFlash的配置 NandFlash的引腳配置OM[1:0]=00：使能NAND Flash存儲(chǔ)器啟動(dòng)NCON: NAND Flash存儲(chǔ)器選擇0：普通NAND Flash（256字/512字節(jié)頁(yè)大小，3/4地址周期）1：先進(jìn)NAND Flash（1K字/2K字節(jié)頁(yè)大小，4/5地址周期）GPG13: NAND Flash存儲(chǔ)器頁(yè)容量選擇0：頁(yè)=256字（NCON=0）或頁(yè)=1K字（NCON=1）1：頁(yè)=512字節(jié)（NCON=0）或頁(yè)=2K字節(jié)(NCON=1)GPG14: NAND Flash存儲(chǔ)器地址周期選擇0：3 個(gè)地址周期（NCON=0）或 4個(gè)地址周期（NCON=1）1：4 個(gè)地址周期（NCON=0）或 5個(gè)地址周期（NCON=1）GPG15 NAND Flash存儲(chǔ)器總線寬度選擇0：8 位總線寬度1：16位總線寬度注：NCON,GPG[15:13]引腳配置在重啟期間被？在通常狀態(tài)下，這些引腳必須被設(shè)置為輸入以至于當(dāng)通過(guò)軟件方式進(jìn)入睡眠模式或異常狀態(tài)時(shí)，引腳狀態(tài)不會(huì)被改變。 5 NandFlash、NorFlash和ARM9的連接和配置 NandFlash在ARM9中的連接NandFlash器件使用復(fù)雜的I/O口來(lái)串行地存取數(shù)據(jù)，8個(gè)引腳用來(lái)傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息。擦除NAND器件是以8～32KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行一個(gè)擦除/寫入操作最多只需要4ms。 升級(jí)對(duì)比NorFlash的升級(jí)較為麻煩，因?yàn)椴煌萘康腘orFlash的地址線需求不一樣，所以在更換不同容量的NorFlash芯片時(shí)不方便。而壞塊問(wèn)題在NorFlash上是不存在的。NorFlash零售價(jià)在20元左右，而一片128MByte的k9f1g08 NOR的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP, eXecute In Place) ，這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。等待控制寄存器(BWSCON)如表34，35所示：表34 BWSCON的信息表表35 BWSCON的配置注：。1個(gè)bank為可變起始地址和2個(gè)bank為可編程大小。相關(guān)的處理器芯片有Samsung公司的S3C25Cirrus公司的EP93xx系列等。ARM9采用五級(jí)流水處理及分離的Cache結(jié)構(gòu)。程序員可以直接操作8個(gè)通用寄存器R0R7，同樣可以這樣操作程序計(jì)數(shù)器(PC)，堆棧指針寄存器(SP)，鏈接寄存器(LR)，和CPSR。在ARM狀態(tài)下，R15的bits[1:0]為0，bist[31:2]保存了PC的值。圖23顯示了在每個(gè)模式下哪種寄存器是可見的；私有寄存器上都有一個(gè)黑三角標(biāo)記。字必須按照4字節(jié)對(duì)齊，半字必須是2字節(jié)對(duì)齊。當(dāng)從異常（IRQ,FIQ,UNDEF,ABORT,SWI等）返回時(shí)，只要進(jìn)入異常處理前處理器處于THUMB狀態(tài)，也會(huì)自動(dòng)進(jìn)入THUMB狀態(tài)。 (3)分枝指令 ARM9和ARM7的分枝指令周期是相同的。 (2)指令周期的改進(jìn) 指令周期數(shù)的改進(jìn)最明顯的是loads指令和stores指令。 Xscale處理器 9：Xscale處理器是基于ARMv5TE體系結(jié)構(gòu)的解決方案，是一款全性能、高性價(jià)比、低功耗的處理器。 ARM10E系列微處理器包含ARM1020E、ARM1022E和ARM1026EJS三種類型，以適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。T：支持16位壓縮指令集THUMB； D：支持片上Debug； M：支持長(zhǎng)乘法指令； I：嵌入式ICE，支持片上斷點(diǎn)和調(diào)試點(diǎn)； S：可綜合（synthesizable）； E：支持增強(qiáng)的 DSP 指令 ； J：支持java加速器Jazelle.特點(diǎn)：；主頻最高可達(dá)130MIPS。(4)商用：各類收款機(jī)、POS系統(tǒng)、電子秤、條形碼閱讀機(jī)、商用終端、銀行點(diǎn)鈔機(jī)、IC卡輸入設(shè)備、取款機(jī)、自動(dòng)柜員機(jī)、自動(dòng)服務(wù)終端、防盜系統(tǒng)和各種銀行專業(yè)外圍設(shè)備。在嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中，執(zhí)行任務(wù)的軟硬件都是嵌入在實(shí)際的設(shè)備環(huán)境中，通過(guò)專門的I/O接口和外界交換信息。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，DSP芯片的性能不斷提高，目前已廣泛用于通信、控制、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。由此可見，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。有很多嵌入式系統(tǒng)的宿主對(duì)象都是一些小型應(yīng)用系統(tǒng)，例如移動(dòng)電話、PDA、 MP飛機(jī)、艦船、數(shù)碼相機(jī)等，這些設(shè)各不可能配各容量較大的電源，因此低功耗一直是嵌入式系統(tǒng)最求的目標(biāo)。從嵌人式系統(tǒng)專用性的特點(diǎn)來(lái)看，作為嵌入式系統(tǒng)的供應(yīng)者，理應(yīng)提供各式各樣的硬件和軟件以各選用。由于嵌入式系統(tǒng)通常是面向某個(gè)特定應(yīng)用的，所以嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件，尤其是軟件，都是為特定用戶群來(lái)設(shè)計(jì)的，它通常都具有某種專用性的特點(diǎn)。為此，程序編寫和編譯工具的質(zhì)量要高，以減少程序二進(jìn)制代碼長(zhǎng)度，提高執(zhí)行速度。（6）應(yīng)用軟件：嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是針對(duì)特定的實(shí)際專業(yè)領(lǐng)域的，基于相應(yīng)的嵌入式硬件平臺(tái)，并能完成用戶預(yù)期任務(wù)的計(jì)算機(jī)軟件。 從應(yīng)用角度可分為通用型嵌入式操作系統(tǒng)和專用型嵌入式操作系統(tǒng)。NorFlash把整個(gè)存儲(chǔ)區(qū)分成若干個(gè)扇區(qū)，而Nandflash把整個(gè)存儲(chǔ)器分為若干個(gè)塊，可以對(duì)以塊或扇區(qū)為單位的內(nèi)存單元進(jìn)行擦寫和再編程。（1）嵌入式處理器：嵌入式微處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心部件。”一個(gè)簡(jiǎn)單的定義是“嵌入式系統(tǒng)就是包含了用戶所不知曉的計(jì)算機(jī)設(shè)備。⑵收集查閱有關(guān)嵌入式系統(tǒng)、NandFlash、 NorFlash和ARM9的資料；⑶弄清ARM9的體系結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)器組織。它的出現(xiàn)為提高存儲(chǔ)容量和降低產(chǎn)品的成本提供了基礎(chǔ)。在國(guó)外，嵌入式系統(tǒng)硬件，提升較快，就以NandFlash和NorFlash為例，NandFlash于1989年由日本的日立公司研制而成，最初采用的是（512+16）B/頁(yè)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在2GB以上的NandFlash將頁(yè)面擴(kuò)展到（2048+64）B/頁(yè)；NorFlash是由Intel公司生產(chǎn)的，1988年，該公司推出了一款256Kb的NorFlash。需要閃存設(shè)備傳輸速度更快，體積更小，容量更大，穩(wěn)定性更好。嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)以及各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物，這一點(diǎn)決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。NorFlash有SRAM接口，有足夠的地址引腳，能存取每一個(gè)字節(jié)；程序和數(shù)