【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 減少主存帶寬和響應(yīng)性帶來(lái)的影響。 6． 采用 ARM920T CPU 內(nèi)核支持 ARM 調(diào)試體系結(jié)構(gòu)。 7 ． 內(nèi) 部高 級(jí) 微 控制 總 線（ AMBA ）體系結(jié)構(gòu)（ ，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(gè)存儲(chǔ)器 bank，其中 6 個(gè)適用于 ROM、 SRAM 和其它，另外兩個(gè)適用于 ROM/SRAM 和同步 DRAM。 8． 所有的存儲(chǔ)器 bank 都具有可編 程的操作周期。 9． 支持外部等待信號(hào)延長(zhǎng)總線周期。 10． 支持掉電時(shí)的 SDRAM 自刷新模式。 11． 支持各種型號(hào)的 ROM 引導(dǎo)（ NOR/NAND FLASH、 EEPROM，或其它）。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 圖 22 S3C2440 結(jié)構(gòu)框圖 其 NAND FLASH 啟動(dòng)引導(dǎo)介紹： 1．支持從 NAND FLASH 存儲(chǔ)器直接啟動(dòng)。 2．采用 4KB 內(nèi)部緩沖器進(jìn)行啟動(dòng)引導(dǎo)。 3．啟動(dòng)之后 NAND 存儲(chǔ)器仍然可作為外部存儲(chǔ)器使用 其 Cache 存儲(chǔ)器為： 1 ． 64 項(xiàng)全相連模式，采用 I– Cache （ 16KB）和 D– Cache哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 （ 16KB）。 2．每行 8 字長(zhǎng)度，其中每行帶有一個(gè)有效位和兩個(gè) dirty 位。 3．偽隨機(jī)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(lái)更新主存儲(chǔ)器。 5．寫緩沖器可以保存 16 個(gè)字的數(shù)據(jù)和 4 個(gè)地址。 開(kāi)發(fā)板時(shí)鐘及主要控制器 時(shí)鐘電源管理： 1．在 S3C2440 中集成了兩個(gè)鎖相環(huán)： MPLL 和 UPLL。 UPLL 將產(chǎn)生 USB 主機(jī) /設(shè)備的時(shí)鐘， MPLL 產(chǎn)生處理器所需要的時(shí)鐘，最大400MHZ（在 內(nèi)核電壓下）。 2．通過(guò)設(shè)置 相應(yīng)寄存器，可以有選擇的為每個(gè)功能模塊提供需要的時(shí)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(yùn)行模式；慢速模式指不加鎖相環(huán)的低時(shí)鐘頻率模式；空閑模式指停止CPU 的時(shí)鐘；休眠模式指所有外設(shè)和內(nèi)核的電源都被切斷。 4．可以通過(guò) EINT[15:0]或 RTC 報(bào)警中斷來(lái)從休眠模式中喚醒處理器。 中斷控制器： 1． 60 個(gè)中斷源（ 1 個(gè)看門狗定時(shí)器， 5 個(gè)定時(shí)器， 9 個(gè) UARTs， 24 個(gè)外部中斷， 4 個(gè) DMA， 2 個(gè) RTC， 2 個(gè) ADC， 1 個(gè) IIC， 2 個(gè) SPI， 1 個(gè) SDI， 2 個(gè) USB， 1 個(gè) LCD,1 個(gè)電池故障， 1 個(gè) NAND 和 2 個(gè)攝像頭） 1 個(gè) 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(qǐng)求提供快速中斷（ FIQ）服務(wù)。 具有脈沖帶寬調(diào)制功能的定時(shí)器 (PMW)： 1． 4 通道 16 位具有 PWM 功能的定時(shí)器， 1 通道 16 位內(nèi)部定時(shí)器，可基于 DMA 或中斷進(jìn)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(shí)時(shí)時(shí)鐘）： 1．全面的時(shí)鐘特性：秒、分、時(shí)、日期、星期、月和 年 — 工作頻率。 2．具有報(bào)警中斷。 3．具有節(jié)拍（ TICK)中斷。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 看門狗定時(shí)器： 1． 16 位看門狗定時(shí)器。 2．在定時(shí)器溢出時(shí)發(fā)生中斷請(qǐng)求或系統(tǒng)復(fù)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(jí)、 16 級(jí)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(shí)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(chǔ)器到存儲(chǔ)器， I/O 到存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)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(kāi)發(fā)板 接口及工作條件 通用 I/O 端口 ： 1． 24 個(gè)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(fù)用 ADC。 2．最大 500KSPS/10 位精度。 3． 內(nèi)置場(chǎng)效應(yīng)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(jìn)行串行、 8 位、雙向數(shù)據(jù)傳輸，標(biāo)準(zhǔn)模式下數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá) 100kbit/s，快速模式下可達(dá)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(xué)學(xué)士學(xué)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(shè)備： 1． 2 個(gè) USB 主設(shè)備接口。 2．遵從 OHCI 標(biāo)準(zhǔn)。 3．兼容 USB 標(biāo)準(zhǔn)。 USB 從設(shè)備： 1． 1 個(gè) USB 從設(shè)備接口。 2．具備 5 個(gè) Endpoint。 3．兼容 USB 標(biāo)準(zhǔn)。 SD 主機(jī)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(wèn)（只是字傳輸）。 3．兼容 SD 存儲(chǔ)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(hào)極性。 4．最大支持 4096*4096 像素輸入（ 2048*2048 像素輸入比例）。 5．?dāng)z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(chǔ)器： 。 3． IO 口 : 。 操作頻率： 1． Fclk 最高達(dá)到 400MHz。 2． Hclk 最高達(dá)到 136MHz。 3． Pclk 最高達(dá)到 68MHz。 封裝： 289–FBGA 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)是嵌入式開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵，嵌入式軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)建立的目的是為了進(jìn)行 BootLoader 移植、 Linux 內(nèi)核移植以及 GUI 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。由于嵌入式硬件平臺(tái)的存儲(chǔ)空間有限、處 理器頻率較低，很難直接在嵌入式硬件式平臺(tái)上建立 Linux 系統(tǒng)、安裝嵌入式開(kāi)發(fā)軟件，因此只能采用嵌入式交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 ADS 全稱為 ARM Developer Suite 。是 ARM 公司推出的新一代ARM 集成開(kāi)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(kāi)發(fā)工具、 ARM 時(shí)實(shí)庫(kù)、 GUI 開(kāi)發(fā)環(huán)境 (Code Warrior 和 AXD) 、實(shí)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(kāi)發(fā)的應(yīng)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(guò) USB 燒寫 Flash。由于串口嚴(yán)禁熱插拔，所以串口線轉(zhuǎn) USB 連接線應(yīng)該在開(kāi)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(dòng)程序，裝好后在設(shè)備管理器中有圖 12 所示設(shè)備Prolific USBtoSerial Comm Port(COM1)在 PC 上打開(kāi) DNW()在“ Configuration”菜單中設(shè)置 COM1，波特率為 115200，“ Download Address ”設(shè)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(huì)發(fā)生沖突事件 )。 USB 驅(qū)動(dòng)安裝。用串口線連接好開(kāi)發(fā)板（默認(rèn)用串口 0）和 PC 機(jī)。打開(kāi) DNW 進(jìn)行相應(yīng)配置 ,開(kāi)發(fā) 板上電，待 Bootloader 啟動(dòng)之后使其停在菜單處（在系統(tǒng)引導(dǎo)并讀秒時(shí)按回車鍵）。用 USB 線將 PC 機(jī)和開(kāi)發(fā)板的USB DEVICE 口相連，此時(shí) PC 機(jī)系統(tǒng)會(huì)提示發(fā)現(xiàn)新硬件，下面按提示安裝 USB 驅(qū)動(dòng)。 并口驅(qū)動(dòng)安裝。將驅(qū)動(dòng) \GIVEIO 文件夾中的“ ”拷貝到WINDOWS 的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)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(shè)備”點(diǎn)擊“下一步”，選擇“安裝手動(dòng)從列表選擇的硬件”，點(diǎn)擊“ 下一步”，選擇“端口”，點(diǎn)擊“下一步”，選擇“從磁盤安裝”，在“廠商文件復(fù)制來(lái)源”中選擇光盤中 所在的目錄，點(diǎn)擊“確定”接下來(lái)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(jí)終端也是最常用的選擇。一般安裝 Windows9x 時(shí)需要自定義選擇安裝該項(xiàng)，但 Windows20xx 及更高版本哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 則已經(jīng)缺省安裝。下面 Windows 自帶超級(jí)終端的使用。超級(jí)終端程序通常位于“開(kāi)始 程序 附件 通訊 超級(jí)終端”，點(diǎn)擊超級(jí)終端即可。 圖標(biāo)所指即是超級(jí)終端程序，當(dāng)該程序第一次運(yùn)行時(shí)，會(huì)跳出一個(gè)對(duì)話框，詢問(wèn)你是否要安裝一個(gè) Modem，此時(shí)你不需要安裝Modem，因此點(diǎn)“否”按鈕。接下來(lái)，超級(jí)終端會(huì)要求你為新的連接取一個(gè)名字，如下圖所示，這里取了” FL2440”， Windows 系統(tǒng)會(huì)禁止你取類似” COM1”這樣的名字，因?yàn)檫@個(gè)名字被系統(tǒng)占用了。點(diǎn)擊確定之后會(huì)彈出一個(gè)新的對(duì)話框，此時(shí)需要選擇與 FL2440 開(kāi)發(fā)板相連接的 PC 機(jī)串口，這里選擇了串口 1，最后，最重要的一步是設(shè)置串口，注意必須選擇‘流控制’為‘無(wú)’，否則，將會(huì)導(dǎo)致 收發(fā)不正常，另外 FL2440 工作時(shí)的串口波特率是‘ 115200’。 當(dāng)所有的連接參數(shù)都設(shè)置好以后，超級(jí)終端會(huì)顯示如下所示主窗口，此時(shí)超級(jí)終端應(yīng)該是空白的。選擇超級(jí)終端“文件”菜單下的“另存為?”，保存該連接設(shè)置，以便于以后再連接時(shí)就不必重新執(zhí)行以上設(shè)置了。當(dāng)開(kāi)發(fā)板上電后，終端上就會(huì)顯示 Bootloader 的相關(guān)信息。 本章小結(jié) 本章首先整體的介紹了開(kāi)發(fā)板的整體結(jié)構(gòu)，然后深入介紹了開(kāi)發(fā)板采用的 S3C2440A 芯片的體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)管理器、 FLASH 啟動(dòng)、存儲(chǔ)器等與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)以及開(kāi)發(fā)板的主要時(shí)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(jiǎn)要的介紹了電腦設(shè)備所需驅(qū)動(dòng)以及安裝步驟和主要用到的軟件的安裝和設(shè)置。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 第 3章 BootLoader 引導(dǎo)程序 嵌入式系統(tǒng) BootLoader 簡(jiǎn)介 對(duì)于一個(gè)稍微深入接觸計(jì)算機(jī)的人大概都有一個(gè)模糊的概念，計(jì)算機(jī)加點(diǎn)后在操作系統(tǒng)內(nèi)核啟動(dòng)或者用戶應(yīng)用程序運(yùn)行之前，首先要運(yùn)行一段引導(dǎo)程序，我們稱之為 BootLoader。 對(duì)于電腦 機(jī)的 引導(dǎo)系統(tǒng) 在完成硬件檢測(cè) 和資源分配后，將外存也就是硬盤 中的 引導(dǎo)程序 讀到系統(tǒng)的 內(nèi)存 中，然后將控制權(quán)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(méi)有那么多固件 ， 所以 有的嵌入式 會(huì)將 一段短小的啟動(dòng)程序 嵌入到 CPU 中去以節(jié)省空間和資源，于是 整個(gè) 操作系統(tǒng)的正常啟動(dòng)的任務(wù)就完全交給了嵌入式的引導(dǎo)程序 [8]。 對(duì)于 ARM 體系結(jié)構(gòu)的 CP