【正文】 備，從而以一個(gè)串行通道取代PC上其他 I/O端口。 USB接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，使用一個(gè) 4針插頭作為標(biāo)準(zhǔn)。支持三種設(shè)備傳輸速率： 的速度為 ； 480Mb/s的傳輸率。無(wú)需手動(dòng)設(shè)置地址、中斷。 ? USB規(guī)范中將 USB分為 5部分： 控制器、控制器驅(qū)動(dòng)程序、 USB芯片驅(qū)動(dòng)程序、 USB設(shè)備以及針對(duì)不同 USB設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。 P C235235R S 2 3 2串 行 接 口R S 2 3 2串 行 接 口嵌 入 式開(kāi) 發(fā) 板27 USB接口電路的設(shè)計(jì) ? 通用串行總線協(xié)議 USB（ Univer Serial Bus）是由 Intel、 Compaq及 Microsoft等公司聯(lián)合提出的一種新的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，主要用于 PC機(jī)與外圍設(shè)備的互聯(lián)。 目前 RS232C標(biāo)準(zhǔn)通常采用的接口是 9芯 D型插頭。CCIO=，輸入為輸入為比較器結(jié)構(gòu)，比較器一端接參考電平 ，另一端接輸入信號(hào)。amp。 Vamp。 ? SSTL主要用于 DDR存儲(chǔ)器。和上面的 GTL相似，輸入為輸入為比較器結(jié)構(gòu)，比較器一端接參考電平 (VCCIO/2)，另一端接輸入信號(hào)。not。not。not。 。只能點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。 25 ? CML：是內(nèi)部做好匹配的一種電路，不需再進(jìn)行匹配。 ? 下面的電平用的可能不是很多，篇幅關(guān)系，只簡(jiǎn)單做一下介紹。 ? LVDS使用注意：可以達(dá)到 600M以上， PCB要求較高，差分線要求嚴(yán)格等長(zhǎng)，差最好不超過(guò) 10mil()。通過(guò)外部的 100歐匹配電阻 (并在差分線上靠近接收端 )轉(zhuǎn)換為 177。 ) 24 ? 前面的電平標(biāo)準(zhǔn)擺幅都比較大，為降低電磁輻射，同時(shí)提高開(kāi)關(guān)速度又推出 LVDS電平標(biāo)準(zhǔn)。 (如多用于時(shí)鐘的 LVPECL：直流匹配時(shí)用 130歐上拉，同時(shí)用 82歐下拉；交流匹配時(shí)用 82歐上拉，同時(shí)用130歐下拉。中間可用交流耦合、電阻網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ眯酒M(jìn)行轉(zhuǎn)換。為簡(jiǎn)化電源，出現(xiàn)了 PECL(ECL結(jié)構(gòu)，改用正電壓供電 )和LVPECL。 速度快，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，噪聲小，很容易達(dá)到幾百 M的應(yīng)用。 CMOS使用注意： CMOS結(jié)構(gòu)內(nèi)部寄生有可控硅結(jié)構(gòu)，當(dāng)輸入或輸入管腳高于 VCC一定值 (比如一些芯片是 )時(shí)，電流足夠大的話，可能引起閂鎖效應(yīng)，導(dǎo)致芯片的燒毀。 ? LVCMOS： Vcc： ； VOH=； VOL=；VIH=； VIL=。 相對(duì) TTL有了更大的噪聲容限，輸入阻抗遠(yuǎn)大于 TTL輸入阻抗。 22 CMOS： Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS。要下拉的話應(yīng)用1k以下電阻下拉。多用在處理器等高速芯片，使用時(shí)查看芯片手冊(cè)就 OK了。 ? LVTTL： ? Vcc： ； VOH=； VOL=； VIH=； VIL=。 ? LVTTL又分 、 LVTTL(Low Voltage TTL)。所以后來(lái)就把一部分 “ 砍 ” 掉了。 Vcc： 5V； VOH=； VOL=； VIH=2V； VIL=。下面簡(jiǎn)單介紹一下各自的供電電源、電平標(biāo)準(zhǔn)以及使用注意事項(xiàng)。將微處理器中的邏輯 1信號(hào)變成 3V~15V，將微處理器中的邏輯 0信號(hào)變成 +3V~+15V電平進(jìn)行通信。當(dāng)然，也可以同時(shí)使用奇偶校驗(yàn)與校驗(yàn)和兩種檢錯(cuò)方式，以得到更強(qiáng)的檢錯(cuò)能力。例如，可以計(jì)算數(shù)據(jù)包中所有數(shù)據(jù)字的異或和，并將該值與數(shù)據(jù)包一起發(fā)送；接收器在接收到數(shù)據(jù)包字和檢查字后，計(jì)算所接收到的所有數(shù)據(jù)字的異或和，如果所計(jì)算的校驗(yàn)和字等于所接受到的校驗(yàn)和字，則認(rèn)為所接收到的數(shù)據(jù)包是正確的，否則認(rèn)為是錯(cuò)誤的。當(dāng)使用奇偶校驗(yàn)時(shí)，每個(gè)字要增加一位，以幫助檢錯(cuò)。 ? 校驗(yàn)和是一種更強(qiáng)的檢錯(cuò)方式，用于數(shù)據(jù)包的檢查。檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力通常是總線協(xié)議的一部分。突發(fā)位錯(cuò)誤是數(shù)據(jù)字或包中連續(xù)多個(gè)位接收不正確。最常見(jiàn)的錯(cuò)誤類型是位錯(cuò)誤（ bit error）和突發(fā)位錯(cuò)誤（ burst of bit error）。并且還能夠?qū)?lái)自處理器的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)，然后通過(guò) TXD發(fā)送出去。 ? 每個(gè) UART模塊包含以下幾個(gè)部件：波特率發(fā)生器，發(fā)送器，接收器和控制單元。通信距離一般在幾十米內(nèi)，通信速率較低。RS232C標(biāo)準(zhǔn)是一種硬件協(xié)議，用于連接 DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）和 DCE(數(shù)據(jù)通信設(shè)備 )兩種設(shè)備。RS232被定義為一種在低速率串行通信中增加通信距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。?? ? ④采用低電平觸發(fā)時(shí) : rEXTINT=000 000 000 000 xxx xxxxxxxxxB。?? ? ②采用上升沿觸發(fā)時(shí) : rEXTINT=10x 10x 10x 10x xxx xxxxxxxxxB。因此，要將 PG口設(shè)置在功能 3模式下，采用語(yǔ)句 : ? rPCONG= 11 11 11 11 xx xxxxxxB； ? 如果希望采用內(nèi)部上拉，則語(yǔ)句為 : ? rPUPG= 0000xxxxB。 ? ?? 多個(gè)中斷請(qǐng)求發(fā)生時(shí)，由硬件優(yōu)先級(jí)邏輯確定應(yīng)該有哪個(gè)中斷源得到服務(wù)，同時(shí)硬件邏輯使中斷向量表的跳轉(zhuǎn)指令加載到（ 0X18或0X1C）位置，在該位置執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令使程序跳到相應(yīng)的中斷服務(wù)線程，因此相對(duì)于傳統(tǒng)的 ARM的軟件方法能夠大大減少中斷進(jìn)入延時(shí)。 ? ?? S3C44B0X支持新的中斷處理模式稱為矢量中斷模式。而且，當(dāng)用于輸入的時(shí)候，還可以讓每一位的狀態(tài)變化都引發(fā)一個(gè)中斷請(qǐng)求。寄存器中的每一位都代表一個(gè)中斷源，通過(guò)中斷請(qǐng)求寄存器可以知道中斷請(qǐng)求來(lái)自何處，通過(guò)中斷控制寄存器則可以屏蔽或者連通特定的中斷源。這樣由外設(shè)產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求都由芯片上的中斷控制器匯總成一個(gè) IRQ中斷請(qǐng)求。與此同時(shí)，在中斷控制器中還要提供一個(gè)寄存器，記錄當(dāng)前的（綜合）中斷請(qǐng)求來(lái)自哪幾條外部中斷請(qǐng)求線，而 CPU則可以像訪問(wèn)外設(shè)一樣讀出這個(gè)寄存器的內(nèi)容，以確定中斷請(qǐng)求的來(lái)源。 6 ? （ 2）在外部提供一個(gè) “ 集線器 ” ，稱為 “ 中斷控制器 ” 。但要求發(fā)出中斷請(qǐng)求的外設(shè)必須在接受中斷響應(yīng)信號(hào)時(shí)發(fā)出這個(gè)中斷向量。這樣一來(lái)，為了確定中斷源的來(lái)源，就需要有一些輔助的手段，使 CPU在響應(yīng)中斷的時(shí)候，能迅速確定中斷源。因此，中斷響應(yīng)在整個(gè)中斷機(jī)制中起樞紐作用。 ? 從系統(tǒng)的角度看，中斷是一個(gè)流程，一般來(lái)說(shuō)，中斷要經(jīng)過(guò) 3個(gè)環(huán)節(jié)：中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回。 ? 但對(duì)一些沒(méi)有 DMA的微處理器，為了要提高 I/O高速數(shù)據(jù)處理的能力，微處理器系統(tǒng)本身設(shè)計(jì)有快速中斷FIQ能力；而對(duì)其余的一般 I/O源可安排為一般中斷源IRQ。因此，許多微處理器內(nèi)部都包含了直接存儲(chǔ)器 DMA。 ? 比如三星公司生產(chǎn)的 S3C44B0X微處理器芯片，芯片內(nèi)部具有 71個(gè)通用多功能輸入輸出引腳，這些 I/O口的應(yīng)用是 S3C44BOX處理器的基礎(chǔ)應(yīng)用，分別包含在如下 7組端口中： ?1個(gè) 10位輸出端口 〔 端口 A〕 ； ?1個(gè) 11位輸出端口（端口 B）； ?1個(gè) 16位輸入／輸出端口（端口 C）； ?2個(gè) 8位輸入／輸出端口（端口 D和 G）； ?2個(gè) 9位輸入／輸出端口（端口 E和 F）。 ? ARM架構(gòu)中的處理器內(nèi)核和處理器核一般都沒(méi)有 I/O的部件和模塊，可以通過(guò)先進(jìn)微控制總線架構(gòu) AMBA來(lái)擴(kuò)展宏單元和 I/O部件，為微處理器提供了 32位地址信號(hào)、 32位數(shù)據(jù)信號(hào)和一些讀 /寫、時(shí)鐘、外圍復(fù)位、選通等控制信號(hào)。否則會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)導(dǎo)線會(huì)導(dǎo)致有較高的電容值，而在具有高電容值的總線上傳送數(shù)據(jù)需要有更多時(shí)間來(lái)進(jìn)行充放電。 2 ? 在并行信號(hào)傳輸中，要求由多條數(shù)據(jù)導(dǎo)線構(gòu)成數(shù)據(jù)總線，另外還需要有相應(yīng)的控制線和電源線，此時(shí)每條數(shù)據(jù)導(dǎo)線傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)位。當(dāng)某 GPIO管腳設(shè)置為輸出模式，GPSR(GPIO Pin Output Set Register)可以設(shè)置 GPIO管腳上的高低電平值。當(dāng)設(shè)置為輸入時(shí)， GPIO管腳也可以作為中斷源來(lái)用，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位后，所有 GPIO管腳的默認(rèn)值為輸入。1 通用 I/O接口的設(shè)計(jì) ? 通常，嵌入式系統(tǒng)的 I/O接口與處理器之間的連接大多不使用系統(tǒng)總線，而是直接連接在處理器的引腳上。例如， PXA255共有 81個(gè) GPIO管腳，每個(gè) GPIO管腳都可以被設(shè)置為輸入和輸出用來(lái)?yè)渥捷斎牒彤a(chǎn)生輸出信號(hào)。 ? GPDR(GPIO Pin Direction Register)寄存器設(shè)置GPIO的輸入輸出功能。當(dāng)某一管腳設(shè)置為輸入模式時(shí)，讀GPLR(GPIO Pin Level Register)寄存器的內(nèi)容可以反映當(dāng)前 GPIO管腳的狀態(tài)。這是要求數(shù)據(jù)總線長(zhǎng)度必須較短，這樣并行通信的數(shù)據(jù)通過(guò)能力強(qiáng)。此外，并行總線中各導(dǎo)線長(zhǎng)度上的小差異，也可能導(dǎo)致所接受的數(shù)據(jù)字各位的抵達(dá)時(shí)間不同，隨著并行總線長(zhǎng)度的增加，這種數(shù)據(jù)不齊的現(xiàn)象更為嚴(yán)重。 3 ? ARM采用了存儲(chǔ)器映像 I/O的統(tǒng)一編址方式，即把 I/O端口當(dāng)作為特殊的存儲(chǔ)器地址來(lái)對(duì)待處理。 4 中斷接口概述 ? 在使用 I/O的數(shù)據(jù)量比較大，中斷處理事件比較頻繁的場(chǎng)合時(shí)，這是會(huì)很明顯地影響嵌入式系統(tǒng)的性能。這樣使用 DMA方式， I/O的數(shù)據(jù)塊傳送至存儲(chǔ)器的緩沖器區(qū)域就不需要微處理器介入，提高了微處理器的工作效率。 ? 通常終端源有硬件和軟件相關(guān)的中斷源、軟件錯(cuò)誤相關(guān)的中斷源、為調(diào)試程序而攝制的中斷源和系統(tǒng)分時(shí)所用的中斷源。 5 在系統(tǒng)對(duì)外部事件做出反應(yīng)的過(guò)程中，中斷響應(yīng)是第一個(gè)環(huán)節(jié)，主要是確定中斷源，而后根據(jù)中斷源指引 CPU進(jìn)入具體的中斷處理程序。由于在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，芯片的引線數(shù)量受到很大的限制，因此很難為了快速確定中斷源而讓 CPU芯片帶足夠多的中斷請(qǐng)求線。 輔助手段主要有以下 3種形式： ? （ 1） CPU在響應(yīng)中斷時(shí)進(jìn)入一個(gè)特殊的中斷響應(yīng)周期，向外發(fā)一個(gè) “ 中斷響應(yīng)（ ACK） ” 信號(hào)，要求中斷源通過(guò)數(shù)據(jù)總線提供一個(gè)代表具體設(shè)備的數(shù)值，稱為“ 中斷向量 ” 。同時(shí)為了防止多個(gè)外設(shè)同時(shí)發(fā)出中斷向量而形成沖突的情況，還需要把所有可能成為中斷源的設(shè)備連接成一條 “ 中斷鏈 ” ，在“ 中斷鏈 ” 的不同位置應(yīng)具有不同的優(yōu)先級(jí)。它為外設(shè)提供多條中斷請(qǐng)求線，但是將這些中斷請(qǐng)求線（相或）合并成一條。 ? （ 3）將中斷控制器集成在 CPU芯片中，設(shè)法 “ 挪用 ”或 “ 復(fù)制 ” 原有的若干引線，而并不實(shí)際增加引線的數(shù)量。此外，中斷控制器還向 CPU提供一個(gè)中斷請(qǐng)求寄存器和一個(gè)中斷控制寄存器。 ? GPIO是一個(gè)通用的可編程的 I/O接口，其接口寄存器中的每一位都可以分別在程序的控制下設(shè)置成用于輸入或者輸出。 7 例如 S3C44BOX具有 30個(gè)中斷源，包括 1個(gè)看門狗定時(shí)器 ,6個(gè)定時(shí)器 ,6個(gè) UART,8個(gè)外部 ,4個(gè)DMA,2個(gè) RTC,1個(gè) ADC,1個(gè) IIC和 1個(gè) SIO共 30個(gè)中斷源。中斷控制器的角色，就是響應(yīng)來(lái)自FIQ(快速中斷請(qǐng)求 )或 IRQ(普通中斷請(qǐng)求 )的中斷，并請(qǐng)求內(nèi)核對(duì)中斷進(jìn)行處理。 8 控制中斷的寄存器有如下 8個(gè)： ? ?? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?? ? 9 外部中斷的應(yīng)用 Ⅰ (1). I/O口設(shè)置 ? 首先對(duì) PG口的工作模式進(jìn)行設(shè)置，要讓 PG4~7工作在外部中斷輸入狀態(tài)。 10 ? (2).外部中斷觸發(fā)模式設(shè)置利用外部中斷控制寄存器來(lái)設(shè)置外部中斷的觸發(fā)模式．由于采用電平觸發(fā)容易引起重復(fù)觸發(fā)，因此建議采用下降沿或上升沿觸發(fā)，不同觸發(fā)方式的語(yǔ)句如下 :?? ? ①采用下降沿觸發(fā)時(shí) : rEXTINT=01x 01x 01x 01x xxx xxxxxxxxxB。?? ? ③采用邊沿觸發(fā)時(shí) : rEXTINT=11x 11x 11x 11x xxx xxxxxxxxxB。 11 RS232C串行接口 ? 目前 RS232是 PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（ EIA）把 RS232C定義為： “ 在數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間使用串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換的接口 ” 。 RS232C定義包括接口以下三個(gè)方面： ? 機(jī)械特性（一般為 9針）； ? 電氣信號(hào)特性（負(fù)載電容不超過(guò) 2500P，負(fù)載電阻在 3K~7K歐姆之間，電壓在 3V~15V和 +3V~+15V之間）； ? 交換特性（允許全雙工方式） 在實(shí)際的應(yīng)用中，利用 RS232C的通信最少可使用其中的 3根線，即 TxD、 RxD和 GND。 12 串行通信概述 ? 串行數(shù)據(jù)傳送模式： ?單工 ?半雙工 ?全雙工 ? 串行通信方式： ?同步通信 ?異步通信 13 S3C44BOX內(nèi)部集成的 UART ? S3C44B0X UART單元提供了兩