【文章內(nèi)容簡介】 減少主存帶寬和響應性帶來的影響。 6． 采用 ARM920T CPU 內(nèi)核支持 ARM 調(diào)試體系結構。 7 ． 內(nèi) 部高 級 微 控制 總 線（ AMBA ）體系結構（ ，AHB/APB）。 其系統(tǒng)管理器為： 1． 支持大 /小端模式。 2． 支持快速總線模式和同步總線模式 3． 尋址空間：每 bank 128M 字節(jié)（總共 1G 字節(jié)）。 4． 支持可編程的每 bank 8/16/32 位數(shù)據(jù)總線帶寬。 5． 從 bank0 到 bank6 都采用固定的 bank 起始尋址。 6． bank7 具有可編程的 bank 的起始地址和大小。 7． 8 個存儲器 bank，其中 6 個適用于 ROM、 SRAM 和其它，另外兩個適用于 ROM/SRAM 和同步 DRAM。 8． 所有的存儲器 bank 都具有可編 程的操作周期。 9． 支持外部等待信號延長總線周期。 10． 支持掉電時的 SDRAM 自刷新模式。 11． 支持各種型號的 ROM 引導（ NOR/NAND FLASH、 EEPROM，或其它）。 哈爾濱理工大學學士學位論文 6 圖 22 S3C2440 結構框圖 其 NAND FLASH 啟動引導介紹： 1．支持從 NAND FLASH 存儲器直接啟動。 2．采用 4KB 內(nèi)部緩沖器進行啟動引導。 3．啟動之后 NAND 存儲器仍然可作為外部存儲器使用 其 Cache 存儲器為： 1 ． 64 項全相連模式，采用 I– Cache （ 16KB）和 D– Cache哈爾濱理工大學學士學位論文 7 （ 16KB）。 2．每行 8 字長度，其中每行帶有一個有效位和兩個 dirty 位。 3．偽隨機數(shù)或輪轉(zhuǎn)循環(huán)替代法。 4．采用寫穿式（ write– through）或?qū)懟厥剑?write– back） Cache 操作來更新主存儲器。 5．寫緩沖器可以保存 16 個字的數(shù)據(jù)和 4 個地址。 開發(fā)板時鐘及主要控制器 時鐘電源管理： 1．在 S3C2440 中集成了兩個鎖相環(huán)： MPLL 和 UPLL。 UPLL 將產(chǎn)生 USB 主機 /設備的時鐘， MPLL 產(chǎn)生處理器所需要的時鐘，最大400MHZ（在 內(nèi)核電壓下）。 2．通過設置 相應寄存器，可以有選擇的為每個功能模塊提供需要的時鐘。 3．電源模式，包括正常、慢速、空閑和休眠模式。正常模式指正常運行模式；慢速模式指不加鎖相環(huán)的低時鐘頻率模式；空閑模式指停止CPU 的時鐘；休眠模式指所有外設和內(nèi)核的電源都被切斷。 4．可以通過 EINT[15:0]或 RTC 報警中斷來從休眠模式中喚醒處理器。 中斷控制器： 1． 60 個中斷源（ 1 個看門狗定時器， 5 個定時器， 9 個 UARTs， 24 個外部中斷， 4 個 DMA， 2 個 RTC， 2 個 ADC， 1 個 IIC， 2 個 SPI， 1 個 SDI， 2 個 USB， 1 個 LCD,1 個電池故障， 1 個 NAND 和 2 個攝像頭） 1 個 AC97。 2．支持電平 /邊沿觸發(fā)模式的外部中斷源。 3．可編程的邊沿 /電平觸發(fā)模式選擇。 4．支持為緊急中斷請求提供快速中斷（ FIQ）服務。 具有脈沖帶寬調(diào)制功能的定時器 (PMW)： 1． 4 通道 16 位具有 PWM 功能的定時器， 1 通道 16 位內(nèi)部定時器，可基于 DMA 或中斷進行工作。 2．可編程的占空比周期，頻率和極性。 3．能產(chǎn)生死區(qū)。 4．支持外部中斷源。 RTC（實時時鐘）： 1．全面的時鐘特性：秒、分、時、日期、星期、月和 年 — 工作頻率。 2．具有報警中斷。 3．具有節(jié)拍（ TICK)中斷。 哈爾濱理工大學學士學位論文 8 看門狗定時器： 1． 16 位看門狗定時器。 2．在定時器溢出時發(fā)生中斷請求或系統(tǒng)復位。 LCD 控制器： 1．支持 3 種類型的 STN LCD 顯示屏： 4 位雙掃描， 4 位單掃描， 8 位單掃描顯示類型。 2．支持單色模式、 4 級、 16 級灰度 STN LCD、 256 色和 4096 色STN LCD。 3．支持多種不同尺寸的液晶屏。 4． LCD 實際尺寸的典型值是： 640 480， 320 240， 160 160 及其它。 5． 最大幀緩沖器大小是 4M 字節(jié)。 6． 256 色模式下支持的最大虛擬屏是： 4096 1024， 2048 2048，1024 4096 等。 DMA 控制器： 1． 4 通道的 DMA 控制器。 2．支持存儲器到存儲器， I/O 到存儲器，存儲器到 I/O 和 I/O 到 I/O 的傳輸。 3．采用脈沖傳輸模式加快傳輸速率。 開發(fā)板 接口及工作條件 通用 I/O 端口 ： 1． 24 個外部中斷端口。 2．多功能輸入 /輸出端口。 A/D 轉(zhuǎn)換和觸摸屏接口： 1． 8 通道多路復用 ADC。 2．最大 500KSPS/10 位精度。 3． 內(nèi)置場效應管可直接連接觸摸屏。 IIC 總線接口： 1． 1 通道多主 IIC 總線。 2．?？蛇M行串行、 8 位、雙向數(shù)據(jù)傳輸，標準模式下數(shù)據(jù)傳輸速度可達 100kbit/s，快速模式下可達到 400kbit/s。 IIS 總線接口： 1． 1 通道音頻 IIS 總線接口，可基于 DMA 方式工作。 2．串行，每通道 8/16 位數(shù)據(jù)傳輸。 3．發(fā)送和接收具備 128 字節(jié)（ 64 字節(jié)加 64 字節(jié)） FIFO。 4．支持 IIS 格式和 MSB– justified 數(shù)據(jù)格式。 AC97 音頻接口 ： 哈爾濱理工大學學士學位論文 9 1．支持 16 位取樣。 2． 1 路立體聲 PCM（脈沖編碼調(diào)制）輸入、 1 路立體聲 PCM 輸出、 l 路 MIC 輸入。 USB 主設備： 1． 2 個 USB 主設備接口。 2．遵從 OHCI 標準。 3．兼容 USB 標準。 USB 從設備： 1． 1 個 USB 從設備接口。 2．具備 5 個 Endpoint。 3．兼容 USB 標準。 SD 主機接口： 1．基于普通、 DMA 或中斷傳輸模式（字節(jié)、半字、字）。 2．支持 DMA 脈沖訪問（只是字傳輸）。 3．兼容 SD 存儲卡協(xié)議 版。 4．兼容 SDIO 卡協(xié) 議 版。 5． 64 字節(jié)發(fā)送和接收 FIFO。 6．兼容多媒體卡協(xié)議 版。 SPI 接口： 1．兼容 2 通道 SPI 協(xié)議 版。 2．發(fā)送和接收具有 2 8 位的移位寄存器。 3．可以基于 DMA 或中斷模式工作。 攝像頭接口： 1．支持 ITUR BT 601/656 8 位模式。 2．可以 DZI(數(shù)碼縮放 )。 3．可編程的視頻同步信號極性。 4．最大支持 4096*4096 像素輸入（ 2048*2048 像素輸入比例）。 5．攝像頭輸出格式（ RGB 16/24 位和 YCbCr4:2:0/4:2:2 格式）。 工作電壓： 1．內(nèi)核： ，最高 300MHz； ，最高 400MHz 2．存儲器： 。 3． IO 口 : 。 操作頻率： 1． Fclk 最高達到 400MHz。 2． Hclk 最高達到 136MHz。 3． Pclk 最高達到 68MHz。 封裝： 289–FBGA 哈爾濱理工大學學士學位論文 10 軟件開發(fā)環(huán)境 軟件開發(fā)平臺是嵌入式開發(fā)的關鍵，嵌入式軟件開發(fā)平臺建立的目的是為了進行 BootLoader 移植、 Linux 內(nèi)核移植以及 GUI 系統(tǒng)開發(fā)。由于嵌入式硬件平臺的存儲空間有限、處 理器頻率較低，很難直接在嵌入式硬件式平臺上建立 Linux 系統(tǒng)、安裝嵌入式開發(fā)軟件，因此只能采用嵌入式交叉開發(fā)環(huán)境來解決這個問題。 ADS 全稱為 ARM Developer Suite 。是 ARM 公司推出的新一代ARM 集成開發(fā)工具。本課題所用 ADS 的版本是 ，它取代了早期的 和 。除了可以安裝在 WindowsNT4 、 Windows 20xx 、Windows 98 和 Windows 95 操作系統(tǒng)之外，還支持 Windows XP 和Windows Me 操作系統(tǒng)。 ADS 由命令行開發(fā)工具、 ARM 時實庫、 GUI 開發(fā)環(huán)境 (Code Warrior 和 AXD) 、實用程序和支持軟件組成。有了這些部件，用戶就可以為ARM 系列的 RISC 處理器編寫和調(diào)試自己開發(fā)的應用程序了。 DNW 軟件是三星公司為 S3C2440A 芯片配置的一款專用串口軟件，可以在 Windows 系統(tǒng)下通過 USB 燒寫 Flash。由于串口嚴禁熱插拔，所以串口線轉(zhuǎn) USB 連接線應該在開發(fā)板上電之前連接好。在此之前要裝好串口轉(zhuǎn) USB 的驅(qū)動程序，裝好后在設備管理器中有圖 12 所示設備Prolific USBtoSerial Comm Port(COM1)在 PC 上打開 DNW()在“ Configuration”菜單中設置 COM1，波特率為 115200，“ Download Address ”設置 為“ 0x30800000 ” ( 此 參數(shù)為下 載到內(nèi)存 的地址：0x30000000~0x34000000， bootloader 用了 0x3020xx00 之前的內(nèi)存地址，用了 0x3020xx00 之前的內(nèi)存地址會發(fā)生沖突事件 )。 USB 驅(qū)動安裝。用串口線連接好開發(fā)板（默認用串口 0）和 PC 機。打開 DNW 進行相應配置 ,開發(fā) 板上電，待 Bootloader 啟動之后使其停在菜單處（在系統(tǒng)引導并讀秒時按回車鍵）。用 USB 線將 PC 機和開發(fā)板的USB DEVICE 口相連，此時 PC 機系統(tǒng)會提示發(fā)現(xiàn)新硬件，下面按提示安裝 USB 驅(qū)動。 并口驅(qū)動安裝。將驅(qū)動 \GIVEIO 文件夾中的“ ”拷貝到WINDOWS 的系統(tǒng)驅(qū)動目錄下（例如： C:\WINNT\system32\drivers”）。在WINDOWS 的“控制面板”中選擇“添加硬件”，選擇“添加新的硬件設備”點擊“下一步”，選擇“安裝手動從列表選擇的硬件”，點擊“ 下一步”，選擇“端口”，點擊“下一步”，選擇“從磁盤安裝”，在“廠商文件復制來源”中選擇光盤中 所在的目錄，點擊“確定”接下來的步驟一直選擇“下一步” ， 最后 GIVEIO 將成功安裝到系統(tǒng)中。 除 DNW 之外， Windows 自帶的超級終端也是最常用的選擇。一般安裝 Windows9x 時需要自定義選擇安裝該項，但 Windows20xx 及更高版本哈爾濱理工大學學士學位論文 11 則已經(jīng)缺省安裝。下面 Windows 自帶超級終端的使用。超級終端程序通常位于“開始 程序 附件 通訊 超級終端”，點擊超級終端即可。 圖標所指即是超級終端程序，當該程序第一次運行時，會跳出一個對話框，詢問你是否要安裝一個 Modem，此時你不需要安裝Modem，因此點“否”按鈕。接下來，超級終端會要求你為新的連接取一個名字，如下圖所示，這里取了” FL2440”， Windows 系統(tǒng)會禁止你取類似” COM1”這樣的名字，因為這個名字被系統(tǒng)占用了。點擊確定之后會彈出一個新的對話框，此時需要選擇與 FL2440 開發(fā)板相連接的 PC 機串口，這里選擇了串口 1，最后，最重要的一步是設置串口，注意必須選擇‘流控制’為‘無’，否則，將會導致 收發(fā)不正常，另外 FL2440 工作時的串口波特率是‘ 115200’。 當所有的連接參數(shù)都設置好以后，超級終端會顯示如下所示主窗口，此時超級終端應該是空白的。選擇超級終端“文件”菜單下的“另存為?”，保存該連接設置，以便于以后再連接時就不必重新執(zhí)行以上設置了。當開發(fā)板上電后，終端上就會顯示 Bootloader 的相關信息。 本章小結 本章首先整體的介紹了開發(fā)板的整體結構，然后深入介紹了開發(fā)板采用的 S3C2440A 芯片的體系結構、系統(tǒng)管理器、 FLASH 啟動、存儲器等與之相關的結構以及開發(fā)板的主要時鐘、控制器、工作 頻率、工作電壓和主要接口等外部條件，最后簡要的介紹了電腦設備所需驅(qū)動以及安裝步驟和主要用到的軟件的安裝和設置。 哈爾濱理工大學學士學位論文 12 第 3章 BootLoader 引導程序 嵌入式系統(tǒng) BootLoader 簡介 對于一個稍微深入接觸計算機的人大概都有一個模糊的概念，計算機加點后在操作系統(tǒng)內(nèi)核啟動或者用戶應用程序運行之前，首先要運行一段引導程序，我們稱之為 BootLoader。 對于電腦 機的 引導系統(tǒng) 在完成硬件檢測 和資源分配后，將外存也就是硬盤 中的 引導程序 讀到系統(tǒng)的 內(nèi)存 中，然后將控制權交給 操作系統(tǒng)。但是在嵌入式產(chǎn)品中由于規(guī)格大小的限制 往往沒有那么多固件 ， 所以 有的嵌入式 會將 一段短小的啟動程序 嵌入到 CPU 中去以節(jié)省空間和資源，于是 整個 操作系統(tǒng)的正常啟動的任務就完全交給了嵌入式的引導程序 [8]。 對于 ARM 體系結構的 CP