【正文】 4 5 67 89B 1B 2B 3B 1B 2B 3行（ 輸 出 端 口 ）列（ 輸 入 端 口 ）鍵盤掃描陣列 66 鍵盤掃描過程就是讓微處理器按有規(guī)律的時(shí)間間隔查看鍵盤矩陣，以確定是否有鍵被按下。 矩陣所需的鍵的數(shù)目顯然根據(jù)應(yīng)用程序而不同 。嵌入式控制器的功能很強(qiáng)，可能允分利用這一資源。 ? S3C44B0X有 71 個(gè)多功能輸入 \輸出管腳，構(gòu)成了 7個(gè) I/O接口： ? 兩個(gè) 9位的輸入 /輸出接口（ E和 F） ? 兩個(gè) 8位的輸入 /輸出接口（ D和 G） ? 一個(gè) 16位的輸入 /輸出接口（ C） ? 一個(gè) 10位的輸出接口（ A） ? 一個(gè) 11位的輸出接口（ B） 63 本節(jié)提要 1 3 2 5 4 6 基于 ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 存儲(chǔ)器接口設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì) I/O接口設(shè)計(jì) 人機(jī)交互接口設(shè)計(jì) 其它通訊接口設(shè)計(jì) 64 鍵盤接口設(shè)計(jì) ? 鍵盤模塊鍵盤可能用來輸入數(shù)字型數(shù)據(jù)或者選擇控制設(shè)備的操作模式。當(dāng)從這些地址加載或向這些地址存儲(chǔ)時(shí)，它們提供 I/O功能。 62 S3C44B0X的 I/O接口 ? ARM系統(tǒng)完成 I/O功能的標(biāo)準(zhǔn)方法是使用存儲(chǔ)器映射 I/O。 2）統(tǒng)一編址方式 ? 主要優(yōu)點(diǎn)：訪問內(nèi)存的指令都可用于 I/O操作，數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)；同時(shí) I/O接口可與存儲(chǔ)器部分共用譯碼和控制電路。 61 兩種編址方式有各自的優(yōu)缺點(diǎn) 1）獨(dú)立編址方式： ? 主要優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)存地址空間與 I/O接口地址空間分開，互不影響，譯碼電路較簡(jiǎn)單，并設(shè)有專門的 I/O指令，所以編程序易于區(qū)分，且執(zhí)行時(shí)間短，快速性好。 2） I/O接口與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址方式： ? 這種編址方式不區(qū)分存儲(chǔ)器地址空間和 I/O接口地址空間，把所有的 I/O接口的端口都當(dāng)作是存儲(chǔ)器的一個(gè)單元對(duì)待，每個(gè)接口芯片都安排一個(gè)或幾個(gè)與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編號(hào)的地址號(hào)。 60 I/O接口的編址方式 1） I/O接口獨(dú)立編址： ? 這種編址方式是將存儲(chǔ)器地址空間和 I/O接口地址空間分開設(shè)置，互不影響。 b)解決 CPU和外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和匹配問題。它在主機(jī)和外圍設(shè)備之間的信息交換中起著橋梁和紐帶作用。 P C235235R S 2 3 2串 行 接 口R S 2 3 2串 行 接 口嵌 入 式開 發(fā) 板59 I/O接口設(shè)計(jì) I/O接口電路也簡(jiǎn)稱接口電路。通過引導(dǎo) Rom設(shè)置或者查看系統(tǒng)的一些軟件信息。主要是系統(tǒng)的 SDRAM的檢測(cè)。同時(shí)，系統(tǒng)的引導(dǎo)Rom也負(fù)責(zé)配置系統(tǒng)的其他的一些寄存器，比如，系統(tǒng)的 PLL（鎖頻環(huán)）配置，系統(tǒng)的 IO口等一些端口功能的配置等等。主要包括：數(shù)據(jù)位數(shù)（ 8位、 16位、 32位），數(shù)據(jù)格式（大端、小端）。（這部分代碼是三星主頁可以提供，它把系統(tǒng)的中斷，映射到了不同的指針?biāo)赶虻牡刂房臻g（主要就是系統(tǒng) RAM的空間））。此程序的主要任務(wù)是： 管理處理器的中斷服務(wù)程序 ? 處理器的中斷是從 0x0地址開始，引導(dǎo) ROM負(fù)責(zé)把這一部分的中斷映射到另一個(gè)區(qū)域，以便系統(tǒng)處理。在系統(tǒng)復(fù)位的時(shí)候，處理器的 PC（程序計(jì)數(shù)器）指針指向 0x0地址。如果同時(shí)使用 Bank6/Bank7，則要求連接相同容量的存儲(chǔ)器，而且其地址空間在物理上是連續(xù)的。 ? Bank1上接 16M非線性 Flash，當(dāng)做系統(tǒng)硬盤使用，可以構(gòu)造文件系統(tǒng)，存放海量數(shù)據(jù)。 51 本節(jié)提要 1 3 2 5 4 6 基于 ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 存儲(chǔ)器接口設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì) I/O接口設(shè)計(jì) 人機(jī)交互接口設(shè)計(jì) 其它通訊接口設(shè)計(jì) 52 S3C44B0X與 FLASH的連接（ Half Word方式） 53 ? 使用 Bank0上的兩片 512Kb 2來放置系統(tǒng) BIOS，系統(tǒng)上電以后，PC指針自動(dòng)指向 Bank0的第一個(gè)單元，開始進(jìn)行系統(tǒng)自舉。靠 IO口控制設(shè)備的片選信號(hào)（ CS）來防止設(shè)備的沖突。 ? 系統(tǒng)的同步串行口（ SIO），連接著觸摸屏控制芯片 FM7843（與ADS7843完全兼容）。 ? Bank7：未使用。系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)空間從 0xC080000開始。占用系統(tǒng)外部中斷 1， 16位數(shù)據(jù)總線 50 ? Bank6： SDRAM，起始地址為 0xC000000。 ? Bank Bank4未接設(shè)備。 USB設(shè)備端接口芯片，占用系統(tǒng)外部中斷 0。 ? Bank1： K9F2808（三星 16Mbyte Flash），非線性尋址。 ? 7個(gè)存儲(chǔ)體的起始地址固定， 1個(gè)存儲(chǔ)體的起始地址可變。 45 基于 ARM的嵌入式硬件平臺(tái)體系結(jié)構(gòu) 基 于 A R M 架 構(gòu) 的 3 2 位微 處 理 器S a m s u n gS 3 C 4 4 B 0 X1 M B 線 性F l a s h ( B I O S )8 M B S D R M( 系 統(tǒng) 內(nèi) 存 )1 6 M B 非 線 性F l a s h ( 硬 盤 ）U S B 接 口U S B N 9 6 0 3兩 個(gè) R S 2 3 2串 行 通 信 接 口J T A G 調(diào) 試 端 口L C D 顯 示鍵 盤 輸 入T C P / I P 協(xié) 議C A N B U S46 芯片體系結(jié)構(gòu) 47 S3C44B0X存儲(chǔ)系統(tǒng)的特征 ? 支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)的大 /小端選擇 (通過外部引腳進(jìn)行選擇 ) ? 地址空間：具有 8個(gè)存儲(chǔ)體，每個(gè)存儲(chǔ)體可達(dá) 32Mb，總共可達(dá) 256Mb。 ? 嵌入式硬件開發(fā)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu) ? 外圍存儲(chǔ)器接口設(shè)計(jì)方法 ? 鍵盤、 LCD等人機(jī)交互接口的設(shè)計(jì) ? 觸摸屏的設(shè)計(jì) ? 以太網(wǎng)設(shè)計(jì) ? CAN總線設(shè)計(jì) 44 Samsung S3C44B0X ? Samsung S3C44B0X微處理器是三星公司專為手持設(shè)備和一般應(yīng)用提供的高性價(jià)比和高性能的微控制器解決方案，它使用 ARM7TDMI核，工作在 66MHZ。 ? 駐留監(jiān)控軟件 駐留監(jiān)控程序運(yùn)行在目標(biāo)板上， PC機(jī)端調(diào)試軟件可通過并口、串口、網(wǎng)口與之交互，以完成程序執(zhí)行、存儲(chǔ)器及寄存器讀寫、斷點(diǎn)設(shè)置等任務(wù) ? JTAG仿真器 通過 ARM芯片的 JTAG邊界掃描口與 ARM核進(jìn)行通信，不占用目標(biāo)板的資源，是目前使用最廣泛的調(diào)試手段 ? 在線仿真器 使用仿真頭代替目標(biāo)板上的 CPU，可以完全仿真 ARM芯片的行為。 ? 系統(tǒng)測(cè)試：對(duì)設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，看其是否滿足規(guī)格說明書中給定的功能要求。應(yīng)該說，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作大部分都集中在軟件設(shè)計(jì)上，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)、軟件組件技術(shù)、模塊化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代軟件工程經(jīng)常采用的方法。 ? 硬件 /軟件協(xié)同設(shè)計(jì)：基于體系結(jié)構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)的軟件、硬件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。 ? 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：描述系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)所述的功能和非功能需求，包括對(duì)硬件、軟件和執(zhí)行裝置的功能劃分以及系統(tǒng)的軟件、硬件選型等。系統(tǒng)的需求一般分功能性需求和非功能性需求兩方面。設(shè)任務(wù) T1正獨(dú)享資源 R1，任務(wù) T2在獨(dú)享資源 T2，而此時(shí) T1又要獨(dú)享 R2， T2也要獨(dú)享 R1，于是哪個(gè)任務(wù)都沒法繼續(xù)執(zhí)行了，發(fā)生了死鎖。 28 優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn) T a s k 1 (H )T a s k 2 (M )T a s k 3 (L )P r i o r i t y I n v e r s i o nT a s k 3 G e t S e m a p h o r eT a s k 1 P r e e m p t s T a s k 3T a s k 1 T r i e s t o g e t S e m a p h o r eT a s k 2 P r e e m p t s T a s k 3T a s k 3 R e s u m e sT a s k 3 R e l e a s e s t h e S e m a p h o r e( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 )( 8 )( 9 )( 1 0 )( 1 1 )( 1 2 )29 信號(hào)量 (Semaphore) ? 信號(hào)量是 60年代中期 Edgser Dijkstra 發(fā)明的。在靜態(tài)優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)中，諸任務(wù)以及它們的時(shí)間約束在程序編譯時(shí)是已知的 ? 動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí) 應(yīng)用程序執(zhí)行過程中，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)是可變的，則稱之為動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)。基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度法指， CPU總是讓處在就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)先運(yùn)行。多數(shù)實(shí)時(shí)內(nèi)核是基于優(yōu)先級(jí)調(diào)度法的。內(nèi)核本身對(duì) CPU的占用時(shí)間一般在 2到 5個(gè)百分點(diǎn)之間。 ? 內(nèi)核提供的基本服務(wù)是任務(wù)切換。 在實(shí)際應(yīng)用中，多任務(wù)的最大特點(diǎn)是，開發(fā)人員可以將很復(fù)雜的應(yīng)用程序?qū)哟位C合實(shí)驗(yàn)（時(shí)鐘、位圖、 USB、 KEY）。 CPU只有一個(gè)，輪番服務(wù)于一系列任務(wù)中的某一個(gè)。每個(gè)任務(wù)都是整個(gè)應(yīng)用的某一部分，每個(gè)任務(wù)被賦予一定的優(yōu)先級(jí)， 有它自己的一套 CPU寄存器和自己的?？臻g。 ? 在進(jìn)入臨界區(qū)之前要關(guān)中斷，而臨界區(qū)代碼執(zhí)行完以后要立即開中斷（在任務(wù)切換時(shí)，地址、指令、數(shù)據(jù)等寄存器堆棧保護(hù)）。 21 前后臺(tái)系統(tǒng)（后臺(tái)循環(huán)、前臺(tái)中斷） ISR ISR 后臺(tái) 前臺(tái) ISR 時(shí)間 22 ? 代碼的臨界區(qū)也稱為臨界區(qū)，指處理時(shí)不可分割的代碼。 例如，很多基于微處理器的產(chǎn)品采用前后臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如 微波爐、 電話機(jī)、玩具等。中斷服務(wù)程序處理異步事件，這部分可以看成前臺(tái)行為（ foreground)。它包括前后臺(tái)、實(shí)時(shí)多任務(wù)、多處理器等，是嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的主要形式。 …… if(condition_n) acition_n()。 Initialize() While(true){ if(condition_1) action_1()。