嵌入式系統(tǒng)晶片架構(gòu)-資料下載頁(yè)
2024-09-28 21:09本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】嵌入式系統(tǒng)微處理器架構(gòu)。微處理器架構(gòu)種類。微架構(gòu)系統(tǒng)晶片概觀。電源開啟重置與開機(jī)動(dòng)作?？梢栏鞣N不同需要搭配不同週邊晶片。程式碼較短,佔(zhàn)用較少記憶體。為RISC架構(gòu)微處理器。具有Thumb指令集，可將部份32位元指令內(nèi)容。以16位元表示，降低程式碼密度。由ARM微處理器核心與其他元件組成。相容於ARMVersion5TE指令集(但不包含浮點(diǎn)算指。遵循ARM程式設(shè)計(jì)者模型的規(guī)範(fàn)。三個(gè)系列的應(yīng)用微處理器。適用於可攜式裝置。依據(jù)用途與架構(gòu)，共有六大系列。兩個(gè)專用的DMAchannels允許LCD控制器支。被動(dòng)式單色顯示可支援至256色灰階。彩色顯示可支援至64K色彩。支援至多四個(gè)SDRAM分割。DMA控制器使得系統(tǒng)在進(jìn)行大量資料傳輸時(shí)，與週邊傳輸可使用word、half-word、byte資。應(yīng)用處理器功能區(qū)塊由時(shí)脈所驅(qū)動(dòng)。電源管理員控制Turbo/Run、Idle、Sleep模式間的轉(zhuǎn)。換，藉此達(dá)到最佳的效能與電源消耗。控制處理器的中斷來源。遮罩暫存器可啟動(dòng)或關(guān)閉個(gè)別的中斷來源。包含中斷來源的位置，使軟體可以得知所有。決定中斷是否產(chǎn)生IRQ或FIQ. RTC通常設(shè)成1Hz的輸出，用來維持系統(tǒng)時(shí)
【正文】 – 一般在一個(gè)單元內(nèi)的所有中斷會(huì)先經(jīng)過「 OR」布林運(yùn)算後，產(chǎn)生一個(gè)單一信號(hào)值給中斷控制器。 – 每個(gè)中斷會(huì)先經(jīng)過中斷控制器遮蔽暫存器，然後中斷控制器等級(jí)暫存器將中斷導(dǎo)入 IRQ或是 FIQ。 – 當(dāng)中斷被處理時(shí)，軟體將讀取 中斷控制器等候暫存器 來辨識(shí)其來源。 – 軟體在確認(rèn)中斷來源之後，軟體有責(zé)任為中斷提供對(duì)應(yīng)服務(wù)。 – 在執(zhí)行完服務(wù)常式之前清除中斷來源。 ? 注意：清除中斷來源時(shí)會(huì)有一些延遲。為了使?fàn)顟B(tài)位元在離開中斷服務(wù)常式之前清除，請(qǐng)讓程式提前清除中斷。 342 重置 ? 應(yīng)用處理器可用下列三種任一方法來進(jìn)行重置 – 硬體重置 ? nRESET腳位被觸發(fā)，強(qiáng)迫所有的單元進(jìn)入重置狀態(tài)。 – 看門狗重置 ? OS計(jì)時(shí)器逾時(shí)，重置後可以從執(zhí)行中失控的程式碼復(fù)原系統(tǒng)。 ? 看門狗重置預(yù)設(shè)值是關(guān)閉的，必頇藉由 軟體 來啟動(dòng)。 – GPIO重置 ? 軟重置 ? 與前兩種重置相比較之下，比較不具破壞性。 343 內(nèi)部暫存器 ? 以 32位元作為位址邊界 ? 與實(shí)體記憶體空間直接對(duì)應(yīng) ? 位址空間必頇對(duì)應(yīng)為不可快取 ? 以字組 (word)為存取單位 ? 位元組 (byte)和半字組 (half word)的存取是不被允許的，並會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)期的結(jié)果。 ? 保留位址 – 沒有被對(duì)應(yīng)到的暫存器位址空間 – 讀取與寫入將會(huì)造成不可預(yù)期的結(jié)果 ? 保留位元 – 暫存器內(nèi)未使用的位元 – 供未來使用 – 寫入為 0，讀取忽略，因?yàn)樗鼈兪遣豢深A(yù)期的。 344 選擇週邊 I/O ? 大部分的週邊透過 GPIO連接到外部的腳位 ? 軟體必頇先設(shè)定 GPIO的組態(tài) ? 腳位的預(yù)設(shè)狀態(tài)為 GPIO輸入 ? 有一些 GPIO腳位同時(shí)擁有多種功能，當(dāng)其中之一的功能被選擇之後，其他剩下的功能將會(huì)被排除。 ? 有一些週邊同時(shí)對(duì)應(yīng)到多個(gè) GPIO腳位，多個(gè)對(duì)應(yīng)並不代表週邊擁有多個(gè)分身，而是代表可以用多種方式連接到與週邊相連的腳位。 345 電源開啟重置與開機(jī)動(dòng)作 ? 在裝有應(yīng)用處理器的設(shè)備開啟電源之前，系統(tǒng)必頇觸發(fā) nRESET與 nTRST腳位。 ? 為了使內(nèi)部時(shí)脈穩(wěn)定，所有的電源供應(yīng)在移除 nRESET與 nTRST的觸發(fā)之前，必頇在一定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。 ? 當(dāng) nRESET被觸發(fā)時(shí)， nRESET_OUT也會(huì)觸發(fā)，該腳位可以用來重置系統(tǒng)的其他設(shè)備。 ? 當(dāng)系統(tǒng)移除 nRESET與 nTRST的觸發(fā)時(shí)，應(yīng)用處理器也會(huì)移除nRESET_OUT的觸發(fā)，在過了一段特定的時(shí)間後，裝置將試著嘗試由實(shí)體位址 0x0000 0000開機(jī)。 ? 當(dāng)重置的觸發(fā)移除時(shí)，應(yīng)用處理器會(huì)讀取 BOOT_SEL[2:0]腳位後嘗試開機(jī)，該腳位紀(jì)錄由使用者所預(yù)先指定類型與寬度的記憶體。 346 電源管理 ? 應(yīng)用處理器提供四種系統(tǒng)電源管理的模式。支援的模式如下： – 加速模式 (Turbo Mode) ? 最高效能模式 – 執(zhí)行模式 (Run Mode) ? 正常全功能模式 – 閒置模式 (Idle Mode) ? 核心時(shí)脈停止供應(yīng)，中斷發(fā)生後繼續(xù)供應(yīng)。 – 睡眠模式 (Sleep Mode) ? 低電源模式 ? 不保留處理器的狀態(tài)，但持續(xù)供應(yīng) I/O的電源。 ? RTC、電源管理、與時(shí)脈模組繼續(xù)供應(yīng)電源，微處理器其他單元?jiǎng)t視狀況停止供電。 ? 睡眠模式注意事項(xiàng) – 輸入腳位不為浮接 (floating) – 輸出腳位沒有對(duì)外部裝置持續(xù)驅(qū)動(dòng) – 輸出腳位沒有透過外部裝置吸取過量的電流 – 電流吸取通常是浮接腳位的現(xiàn)象 347 總結(jié) ? RISC架構(gòu)微處理器設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，晶片較小，耗電量也較小，適合嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 ? ARM系統(tǒng)晶片為 RISC架構(gòu)微處理器，具有高效能、低耗電的特性，為目前系統(tǒng)晶片中，市佔(zhàn)率最高的晶片 ? Intel XScale?微架構(gòu)應(yīng)用處理器與 ARM v5TE指令集架構(gòu)相容，可使用現(xiàn)有的軟硬體工具進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)的開發(fā) ? 提供多種週邊裝置，並可選擇性使用，除提供完整功能外，也增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)的彈性
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