04-S3C2410_ARM微处理器
s3c2410简介
B Host 2个端口的usb host 遵从OHCI Rev 1.0 和USB规范1.1版兼容 B Device 1个端口的USB Device 可带5个节点的USB Device 和USB规范1.1版兼容
6.SD Host 接口 和SD存储卡1.0版协议兼容 和SDIO存储卡1.0版协议兼容 带64个字节的FIFO存储器支持Tx/Rx 基于DMA或基于中断的操作 和多媒体卡2.11版协议兼容
字符型指针（int *）问。
S3C2410实例
1.和诸多元器件组合在一起供平时学习、实 验、开发等使用。 2.宏分布数字化工业测控系统 3.数码汽车音响和汽车综合信息监测系统 4.煤矿远程数字化测控安全系统 5.视频监控系统
s3c2410引脚介绍
S3C2410共有272引脚，采 用FBGA封装，主要分为 总线控制信号、各类元器 件接口信号以及电源时钟 控制信号。引脚分布底视 图如图所示。各引脚名称 如书中表所示。
s3c2410特殊功能寄存器
寄存器的状态决定硬件如何工作，为了使硬件工作于某 种状态，可以通过修改寄存器的值来实现。 例如：S3C2410X处理器的工作频率可达203MHz，但决不是只 能工作于该频率。可以通过修改内部寄存器的值，使处理器 工作在不同的频率下，通常所说的超频就是通过修改CPU的 时钟相关的寄存器的值来实现的。 在S3C2410的地址空间0x48000000～0x60000000之间， 存有大量的SFR（Special Function Registers，特殊功能 寄存器）用于实现对内部外围模块的控制。
三星ARM2410简介
1.S3C2410 概述 2.S3C2410主要特性 3.s3c2410引脚介绍 4.s3c2410特殊功能寄存器 5.S3C2410实例
s3c2410s3c2440处理器介绍
鲁东大学 LUDONG UNIVERSITY
S3C2410A结构框图
S3c2440处理 器结构框图
❖ S3C2410A在片上，S3通C过24A1M0ABA简总介线集成了以下资源：
AHB总线-各类控制器
✓支持STN和TFT的LCD控制器 ✓ NAND Flash 控制器 ✓存储管理器（片选逻辑和SDRAM控制器） ✓时钟及电源管理器
APB总线-设备与接口 ✓ 3通道UART、 ✓ 4通道DMA、 ✓ 4通道PWM定时器、 ✓ I/O口、 ✓ RTC、
: 1M bps
CTS/RTS
Key
Debug
GPS
BT
Matrix
SRAM/ROM /NOR Flash /OneNAND/OneDRAM
1Gbit X 6banks (x8/x16/x32)
UART0 SMC
UART1
NAND
NAND Flash IF
SDRAM/mDDR
1Gbit X 2banks (x16/x32)
PMIC
Main Charger
Li-Ion
USB Charger
Control
Data
5V DC
5V USB
TV-out
TV
TFT/CSTN LCDC + SPI(GPIO) + TSADC RGB I/F
Main TFT LCD & TSP
1/2/4/8/16 bpp Up to QVGA
SD/SDIO IIS I/F
✓ I2C总线接口、 ✓ I2S总线接口、 ✓ USB主设备、USB从设备 ✓ SD主卡和MMC（Multi Media Card，多媒体卡）卡接口 ✓2通道的SPI接口）
第四章 S3C2410X ARM微处理器简介(第二讲)
31
V
Q
程序状态寄存器的控制位
状态寄存器的低8位（I、F、T和M[4：0]）称为控制位，发 生异常时这些位可以被改变。如果处理器运行特权模式，这 些位也可以由程序修改。 中断禁止位I、F： I=1 禁止IRQ中断; F=1 禁止FIQ中断。 T标志位：该位反映处理器的运行状态 ARM体系结构v5及以上的版本的T系列处理器，当该位 为1时，程序运行于Thumb状态，否则运行于ARM状态。 ARM体系结构v5及以上的版本的非T系列处理器，当该 位为1时，执行下一条指令以引起为定义的指令异常； 当该位为0时，表示运行于ARM状态。 运行模式位M[4：0]是模式位，决定处理器的运行模式
3
ARM体系结构的存储器格式—大端格式
在这种格式中，字数据的高字节存储在低地址中，而字 数据的低字节则存放在高地址中。
4
ARM体系结构的存储器格式—小端格式
与大端存储格式相反，在小端存储格式中，低地址中存放 的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。
5
RISC体系结构
ARM处理器实现加载／存储(load/store)体 系结构是典型的RISC处理器。只有加载和存 储指令可以访问存储器。数据处理指令只对寄 存器的内容进行操作。 精简指令集计算机RISC (Reduced Instruction Set Computer)结构的产生是相对于 传统的复杂指令集计算机CISC (Complex Instruction Set Computer)结构而言的。
星S3C2440微处理器
应用实例一：嵌入式系统开发
嵌入式系统开发
星S3C2440微处理器适用于嵌入 式系统开发，其强大的处理能力 和丰富的外设接口使其成为嵌入 式领域的理想选择。
实时操作系统
星S3C2440微处理器支持实时操 作系统（RTOS）的开发，RTOS 能够提供实时任务调度和多任务 处理能力，满足实时系统的需求。
3
APB和ASB总线
APB和ASB总线用于连接低速外设，如GPIO、 UART等。
03
星S3C244ห้องสมุดไป่ตู้微处理器的指令集 架构
指令集架构概述
ARM架构
01
S3C2440微处理器采用ARM架构，属于精简指令集（RISC）的
范畴。
指令集发展历程
02
ARM架构的指令集经过多年的发展，已成为移动设备和嵌入式
指令集功能
数据处理指令
用于执行算术、逻辑、移位等基本操 作。
控制流程指令
用于控制程序的执行流程，如条件判 断、跳转等。
内存访问指令
用于读写内存和访问外部存储器。
协处理器指令
用于执行特定功能，如浮点运算、加 密等。
指令集实现方式
汇编语言
使用汇编语言编写程序，通过汇编器将汇编代码转换 为机器码。
C/C语言
星S3C2440微处理器
• 星S3C2440微处理器概述 • 星S3C2440微处理器的体系结构 • 星S3C2440微处理器的指令集架构
• 星S3C2440微处理器的编程模型 • 星S3C2440微处理器的应用实例
01
星S3C2440微处理器概述
定义与特点
定义
S3C2440是一款由三星公司开发的 ARM920T核的微处理器。
S3C2410A芯片及其应用(嵌入式大作业)
论文题目：S3C2410A芯片及其应用姓名：学号：论文要求：针对某一个或一类嵌入式芯片，提出以其为核心的嵌入式系统完整开发方案。
论文结构要求: 1 相应控制器芯片介绍2 硬件开发平台选择与介绍3 软件开发平台选择与介绍4 典型应用实例介绍5 相关参考文献摘要随着计算机技术和通信技术的迅速发展以及Internet的不断扩展，嵌入式系统得到了越来越广泛的应用，成为当前IT产业的焦点之一，呈现出巨大的市场需求。
但同时大量的嵌入式应用也对嵌入式设备的性能和功能提出了更高的要求。
ARM(Advanced RISC Machines)公司的32位RISC处理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能强、特有16/32位双指令集等诸多优异的性能，己成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案中的首选处理器。
随着国内嵌入式应用领域的发展，ARM芯片也必然会获得广泛的重视和应用。
在各种嵌入式操作系统中，Linux凭借其在结构清晰、源代码开放等方面的优势，成为了基于监控系统、手持设备等嵌入式系统领域应用中的技术热点。
本文基于ARM9芯片S3C2410A，详细介绍了其芯片功能和结构特点，提出了其硬件开发平台设计方案和软件开发平台设计方案。
并结合智能家居数据采集系统设计实例，重点阐述了利用S3C2410A功能，完成数据采集、数据显示、数据存储以及数据传输（网络控制）的任务。
关键词：嵌入式系统；S3C2410A；开发平台；数据采集1 S3C2410A芯片介绍S3C2410A，是韩国Samsung公司推出的16/32位RISC处理器，它是一颗主频高达203MHz，基于ARM920T内核的高性能微处理器，独立的16KB指令cache和16KB数据cache，MMU虚拟内存管理单元，使得程序运行以及数据存储更加高效，并可以支持，Linux和uCOS-II等多种业内主流的操作系统。
它的低功耗、精简和出色的全静态设计特别适合于低成本和功耗敏感的应用。
s3c2440工作原理
s3c2440工作原理
S3C2440是一款ARM11核心的微处理器，其工作原理可以概括为以下几
个方面：
1. 地址空间管理：S3C2440的存储器控制器具有大小端模式选择、可编程
的访问位宽、8个存储器banks等特点。
每个bank有128M 的字节（总
共1G字节/8个banks）。
其中，前6个存储器bank（bank0-bank5）可以是ROM、SRAM等类型的存储器，而后两个存储器bank（bank6-
bank7）则可以作为ROM、SRAM、SDRAM等类型的存储器。
2. 数据传输方式：S3C2440提供了三个UART端口，每个UART端口都可以通过查询、中断和DMA方式传输数据。
当发送数据时，CPU先将数据写入发送FIFO中，然后UART会自动将FIFO中的数据复制到“发送移位器”中，发送移位器将数据一位一位地发送到TXDn数据线上。
接收数据时，“接收移位器”将RXDn数据线上的数据一位一位地接收进来，然后复制到接收FIFO中，CPU即可从中读取数据。
3. 寄存器配置：S3C2440的UART有3个独立通道，每个通道支持的停止位有1位、2位，数据位有5、6、7、8位，支持校验功能，另外还有红外发送/接收功能。
这些功能通过相应的寄存器进行配置。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅S3C2440的硬件手册或相关技术文档。
s3c2410中文手册
s3c2410中文手册简介S3C2410 是一种嵌入式处理器，由韩国三星电子公司设计和制造。
它是一款高度集成的 ARM 架构芯片，广泛应用于各种移动设备中，如智能手机、平板电脑、PDA 等。
本手册将详细介绍 S3C2410 芯片的特性、功能和使用方法，帮助开发人员更好地理解和应用该芯片。
芯片特性S3C2410 芯片具有以下主要特性：1.ARM920T 内核: S3C2410 芯片采用了 ARM920T 内核，它是一种高性能、低功耗的 32 位 RISC 处理器。
ARM920T 内核支持 ARMv4T 指令集，并具有强大的计算和处理能力。
2.高度集成的外设: S3C2410 芯片内集成了许多常用的外围设备，包括 UART、SPI、I2C、PWM 等。
这些外设可满足各种应用需求，简化了系统设计和连接。
3.多种接口: S3C2410 芯片提供了丰富的接口，如LCD 控制器、触摸屏控制器、SDIO 控制器等。
这些接口允许连接各种外部设备，如显示屏、输入设备、存储卡等，实现更丰富的功能。
4.低功耗设计: S3C2410 芯片采用先进的低功耗设计技术，具有很低的静态功耗和动态功耗。
这使得它非常适合于移动设备，延长了电池寿命。
芯片功能GPIOS3C2410 芯片提供了多个 GPIO 管脚，用来实现输入和输出功能。
GPIO 管脚可以通过软件配置为输入模式或输出模式，并可以设置电平状态。
开发人员可以利用GPIO 实现各种功能，如控制 LED 灯、读取按键状态等。
UARTS3C2410 芯片内集成了多个 UART 模块，用于串口通信。
每个 UART 模块都提供了数据传输和接收的功能，并支持多种通信协议，如 RS232、RS485 等。
开发人员可以使用 UART 实现与外部设备的串口通信。
LCD 控制器S3C2410 芯片具有强大的 LCD 控制器，支持多种显示模式和分辨率。
LCD 控制器可以控制显示屏的像素点，实现图形显示和文字显示功能。
S3C2410简介
2.7.3 存储器控制器(续1)
— 可通过软件选择大小端 — 地址空间:每个Bank 128Mbytes (总共 1GB) —除 bank0 (16/32-bit) 外，所有的Bank都可以通过编程选择总线宽度 = (8/16/32-bit) — 共 8 个banks
前6个Bank用于控制 ROM, SRAM, etc.
通过提供一系列完整的系统外围设备，S3C2410A大大减少了
整个系统的成本，消除了为系统配置额外器件的需要。
S3C2410X和S3C2410A的区别
(1) A/D 9位升到10位； (2) MMC 的接口频率从10M 升到 20M。 其他功能一样！管脚兼容，封装一样。
S3C2410A可以替代S3C2410X。 S3C2410X01已经停产。
OM [1:0] = 00 OM [1:0] = 01 从Nand Flash 启动； 从16位宽的ROM启动；
OM [1:0] = 10
OM [1:0] = 11
从32位宽的ROM启动；
TEST模式。
2.7.3 存储器控制器
FLASH ROM属于真正的单电压芯片，在使用上很类似 EPROM，因此，有些书籍上便把FLASH ROM作为EPROM的一 种。事实上，二者还是有差别的。 FLASH ROM在擦除时，也要执行专用的刷新程序，但是在 删除资料时，并非以Byte为基本单位，而是以Sector(又称Block)为 最小单位，Sector的大小随厂商的不同而有所不同；只有在写入时 ，才以Byte为最小单位写入； FLASH ROM芯片的读和写操作都是在单电压下进行，不需 跳线，只利用专用程序即可方便地修改其内容。 DRAM，动态随机存取存储器，需要不断的刷新(ms级)，才 能保存数据。而且是行列地址复用的，许多都有页模式。
第三部分ARM芯片S3C2410简介及硬件系统结构设计
8通道10位ADC；
实时时钟及看门狗定时器等。
两个USB主/一个USB从；
9
S3C2410A特性
内核:1.8V I/O及存储器 : 3.3V
电源管理模式： Normal、Slow、Idle、Power off 272-FBGA
10
本节提要
1 S3C2410A概述 2 3 4 最小系统
13
存储器系统的层次结构
寄存器 高速缓存 Cache
主存储器 SDRAM 本地存储器 Flash、 ROM、磁盘
0
时 钟 周 期
1—10 50—100 20000000
网络存储器 Flash、 ROM、磁盘
14
一个实验箱的存储系统
8M NAND FLASH
32M NOR FLASH
64M SDRAM
AHB
AHB主要用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接。 APB APB主要用于低带宽的周边外设之间的连接，例如UART等
6
总线和总线桥
CPU
低速设备
高速总线
桥
低速总线
存储器
高速设备
数据
低速设备
7
S3C2410A的内部结构
8
S3C2410A片上资源
ARM920T核、工作频率203MHz； 16KB 数据Cache， 16KB 指令Cache，MMU，外部存储器控制器； LCD控制器（支持黑白、灰度、Color STN、TFT屏），触摸屏接口； NAND FLASH控制器，SD/MMC接口支持，4个DMA通道； 3通道UART、1个多主I2C总线控制器、1个IIS总线控制器； 4通道PWM定时器及一个内部定时器； 117个通用I/O口； 24个外部中断源；
ARM S3C2440处理器
15
时钟 频率 管理
16
晶振电路和外部时钟
17
时钟源选择
S3C2440的时钟可以选用晶振(XTAL)，也可以使 用外部时钟（EXTCLK），由系统复位时，在复位信号 上升沿对引脚OM3、OM2所测的状态来确定。其对应 关系如下表所示
OM[3:2]值 00
01
主时钟源 Crystal
Crystal
20
时钟频率管理
HCLK
PCLK
21
频率计算
（1）锁相环输出频率
MPLL =（m×Fin×2）/（p×2S） m = M＋8， M：M寄存器的值 p = P＋2， P：P寄存器的值 S：S寄存器的值
（2）S3C2440内核时钟频率 使用锁相环：FCLK=MPLL 慢模式下： FCLK=MPLL/除数器比率
USB时钟源 Crystal
EXTCLK
10
11
EXTCLK
EXTCLK
Crystal
EXTCLK
18
时钟 频率 管理
含有两个锁相环MPLL、UPLL产生系统所需要的时钟 MPLL：FCLK—CPU，HCLK—AHB总线，PCLK—APB总线 UPLL: USB 产生UCLK （48MHz)CAM摄像头
基于ARM内核的S3C2410家用路由器设计
传统路 由器凭借 其低廉 的价格在 市场上将会 继续存在 一段
时 间， 但 路 由器 的发展趋 势是 智能 化， 网络化 ， 这正 是 以 Ａ Ｒ Ｍ及
嵌入 式应用 系统 的需求差 别很大 。 最 简单 的存储 系统使用 平板 式 的地址映射机制 ， 就像 一些简单的单的， 系统 中各部分都使用物理 地址 。 而一些 复杂 的系 统可能包 括一种 或者 多种下面 的技术 ， 从 而提供 功能
２ ｏ１ ３． １ ７
基于 Ａ Ｒ Ｍ内核 的 ￥ ３ Ｃ ２ ４ １ ０家用路 由器设计
李晓波
（ 南通 大学理学院 ， 江苏 南通 ２ ２ ６ ０ １ ９ ）
摘要 ： 在Ａ Ｒ Ｍ技术不 断发展成 熟及 网络设备越 来越 智能化 的今 天， 传 统的路 由器无论在性 能上还是可 拓展性上都难 以满足 用 户越 来越 高 的需求 ， 由此本 文结 合 市面上 最著 名 的 ３ ２位 Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ Ａ Ｒ Ｍ ９为微 处理器 设计 了 ￥ ３ Ｃ ２ ４ １ ０家用路 由器 。 首 先给 出 了￥ ３ Ｃ ２ ４ １ ０路 由器 的整 体结 构及工作 原理 ， 然后详细 地介绍 了其 ｉ ／ ｏ和 Ｕ Ａ Ｒ Ｔ及存 储介质三 部分功能 的具体实现 ， 达到设计
０ 引言
据 预测 ， 到２ ０ １ ５年全球 路 由器 市场的规模将 达到 １ ５ ９亿美 元。 其 中家用 路 由器 的发展尤为 迅猛 ， 目前 需求 最大 的地 区为北 美 和欧 洲 ， 不过 亚洲 地 区 已经成 为家 用路 由器 市场增 长最快 的
地区 。 所 以在 未 来 几 年 ， 亚 洲 的 家 用 路 由器 需 求 将 非 常 巨大 。
ARM微处理器 S3C2410的简介
ARM微处理器 S3C2410的简介1.1 ARM微处理器的介绍1）ARM微处理器的工作状态和工作模式从编程的角度看，ARM微处理器的工作状态有两种，可在两种状态之间切换：第一种为ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令；第二种为Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令。
2）ARM微处理器支持7种运行模式，分别为：用户模式（USR）：ARM处理器正常程序执行的模式。
快速中断模式（ FIQ ）：用于高速数据传输或通道处理用于快速中断服务程序。
当处理器的快速中断请求引脚有效，且CPSR（6位）中F位为0时（开中断），会产生FIQ异常。
外部中断模式（ IRQ ）：用于通用的中断处理，当处理器的外部中断请求引脚有效，且CPSR（7位）中I位为0时（开中断），会产生IRQ异常。
系统的外设可通过该异常请求中服务。
特权模式或管理员模式（SVE）：操作系统使用的保护。
执行软件中断SWI 指令和复位指令时，就进入管理模式，在对操作系统运行时工作在该模式下。
1.2 S3C2410微处理器1.2.1 概述S3C2410是韩国三星公司的一款基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器，主要面向手持设备以及高性价比，低功耗的应用。
运行的频率可以达到203MHz。
ARM920T核由ARM9TDMI，存储管理单元（MMU）和高速缓存三部分组成。
其中MMU可以管理虚拟内存，高速缓存由独立的16KB地址和16KB数据高速Cache 组成。
ARM920T有两个协处理器：CP14和CP15。
CP14用于调试控制，CP15用于存储系统控制以及测试控制。
ARM920T体系结构框图图2-1 ARM920T体系结构框图1.2.2 S3C2410微处理器的结构S3C2410内部结构原理内部原理框图如下：图2-2S3C2410内部结构原理ARM 微处理器中共定义了37个编程可见寄存器，每个寄存器的长度均为32位。
基于S3C2410的系统硬件设计
基于S3C2410的系统硬件设计引言：S3C2410是一款高度集成的32位微处理器。
它集成了一个强大的ARM9核心，以及包括SDRAM控制器、NOR Flash Boot ROM、LCD控制器、UART、USB主机和设备端口、SD卡接口等外设。
基于S3C2410的系统硬件设计需要考虑系统芯片的功能特点和外设接口的设计要求，以确保系统能够稳定、高效地运行。
主要部分：1.微处理器核心：S3C2410集成了ARM920T核心，具有16KB指令缓存和16KB数据缓存。
在硬件设计中，需要正确连接CPU核心的引脚，并为其提供足够的电源和地引脚。
此外，还需要提供适当的复位电路和时钟电路，以保证CPU能够正常工作。
2. 外部存储器：S3C2410具有片内存储器控制器，支持SDRAM和NOR Flash存储器。
在硬件设计中，需要根据系统的存储需求选择适当的存储器，并正确连接到芯片的存储器接口。
同时，需要提供相应的存储器芯片供电和地引脚。
3.LCD控制器：S3C2410内部集成了一款多功能LCD控制器，支持多种显示模式和分辨率。
在硬件设计中，需要根据系统的显示需求选择适当的LCD屏幕，并将其连接到芯片的LCD接口。
同时，还需要提供相应的LCD背光供电和地引脚。
4.UART和USB接口：S3C2410内部集成了多个UART和USB接口，用于与外部设备进行通信。
在硬件设计中，需要根据系统的通信需求选择适当的接口，并将其连接到芯片的相应引脚。
同时，还需要提供相应的电源和地引脚。
5.外部中断和定时器：S3C2410具有多个外部中断和定时器，可用于处理外部事件和计时。
在硬件设计中，需要根据系统的需求选择适当的中断和定时器，并将其连接到芯片的相应引脚。
同时，还需要提供相应的电源和地引脚。
6.SD卡接口：S3C2410内部集成了一个SD卡接口，可用于存储和读取数据。
在硬件设计中，需要将SD卡接口连接到芯片的相应引脚，并提供相应的电源和地引脚。
嵌入式ARM-S3C2410
1、S3C2410/S3C2440芯片的内部结构S3C2410采用ARM920T核，而ARM920T又集成了ARM9TDMI，属于高档32位嵌入式微处理器。
内部具有分离的16KB大小的指令Cache和16KB大小的数据Cache。
同时采用哈佛体系结构，程序存储器和数据存储器分开，分别有各自的存储管理部件MMU。
采用五级指令流水线。
使用ARM公司特有的AMBA 总线，对于高速组件采用AHB总线，而对于低速外设接口采用APB总线。
连在AHB上的组件系统总线控制器、电源管理单元、PLL（锁相环）时钟发生器、内部SRAM、外部存储器控制器、LCD控制器、DMA控制器、中断控制器；连接到APB上的硬件组件有三通道UART、一个多主IIC总线控制器、一个IIS总线控制器、五通道PWM定时器和一个内部定时器、一个看门狗定时器WDT、通用I/O口（GPIO）、具有日历功能的实时时钟RTC、八通道10位ADC、两个同步串行口SIO接口及SDI/MMC等。
S3C2440在S3C2410基础上增加了视频和音频接口。
2、存储器控制组件S3C2410存储器控制组件包括存储器控制器、总线控制器、外部主控器、NAND Flash控制器等。
存储器控制器提供访问外部存储器所需的存储器控制信号，支持大/小端模式，地址空间1GB3、时钟及电源管理组件在时钟控制器、电源控制器以及USB控制器的控制之下，产生不同需求的时钟信号，如：MPLL（锁相环时钟）输入时钟可由引脚OM[3:2]来选择是采用外部时钟EXTCLKA还是外界晶体利用内部振荡电路输出的时钟。
电源管理模块具有正常模式、、慢速模式、空闲模式、掉电模式。
正常模式下，当慢速控制位SLOW_BIT = 1时进入慢速模式，当休眠控制位IDLE_BIT = 1时进入休眠模式，当掉电控制位POWER_BIT = 时进入掉电模式。
在掉电模式和休眠模式下，只要有任意一个外部中断EINT【0:23】或RTC时钟发生中断，均将返回到正常模式。
S3C2410典型内核(ARM920T)结构图
S3C2410典型内核(ARM920T)结构图
专业资料工程科技信
S3C2410典型内核(ARM920T)结构图
S3C2410典型内核（ARM920T）结构图
MMU:(Memory Management Unit)内存处理单元：它负责虚拟地址到物理地址的映射，并提供硬件机制的内存访问权限检查。
CACHE：高速缓冲处理器：在主存和CPU通用寄存器之间设置一个高速的、容量相对较小的存储器，把正在执行的指令地址附近的一部分指令或数据从主存调入这个存储器，供CPU在一段时间内使用，这对提高程序的运行速度有很大的作用。
TLB（Translation Lookaside Buffers, TLB)：使用一个高速、容量相对较小的存储器来存储近期用到的页表条目，以避免每次地址转换时都到主存区查找，这样可以大幅度的提高性能。
这个存储器用来帮助快速地进行地址转换，称为“转译查找缓存”
VA（Virtual Address)虚拟地址：
MVA(Modified Virtual Address)变换后的虚拟地址：
PA（Physical Address）物理地址：
没启动MMU时，CPU核、cache、MMU、外设等所有部件使用的都是物理地址；
启动MMU时，CPU核对外发出虚拟地址VA；VA被转换成MVA供cache、MMU使用，在这里MVA被转换成PA；最后使用PA读写实际设备；
1。
基于S3C2410的系统硬件设计
基于S3C2410的系统硬件设计概述：S3C2410是一款由三星公司设计的嵌入式系统芯片，采用ARM9架构，主频为200MHz。
在嵌入式系统中，它被广泛应用于各种控制和通信设备。
在本文中，我们将介绍基于S3C2410的系统的硬件设计。
硬件设计：1.处理器：S3C2410芯片是嵌入式系统的核心，它具有强大的计算和控制能力。
在系统设计中，需要考虑处理器的供电和散热问题，以确保其稳定运行。
2.存储器：S3C2410芯片具有32KB的指令缓存和16KB的数据缓存，但通常还需要外部存储器来扩展系统的存储容量。
可以选择使用FLASH存储器作为程序和数据的存储介质。
3.外设接口：S3C2410芯片支持多种外设接口，包括UART、SPI、I2C、USB等。
在硬件设计中，需要根据应用需求选择合适的外设接口，并设计相应的接口电路。
4.显示屏：S3C2410芯片具有LCD控制器，可以驱动液晶显示屏。
在设计中，需要选择合适的显示屏，并设计相应的电路来连接S3C2410芯片和显示屏。
5.输入设备：系统通常需要一些输入设备，如按键、触摸屏等。
在硬件设计中，需要为这些输入设备设计相应的电路，并与S3C2410芯片进行连接。
6.时钟电路：S3C2410芯片需要外部时钟源来提供时钟信号。
在设计中，需要选择合适的时钟电路，并确保时钟信号的稳定性和准确性。
7.电源管理：S3C2410芯片需要稳定的供电电源。
在硬件设计中，需要设计相应的电源管理电路，以确保系统的正常运行。
8.其他外部接口：根据具体应用需求，可能还需要设计一些其他外设接口，如以太网接口、音频接口等。
总结：基于S3C2410的系统硬件设计需要考虑处理器、存储器、外设接口、显示屏、输入设备、时钟电路、电源管理等方面。
在设计过程中，需要充分考虑应用需求，选择合适的硬件组件，并设计相应的电路来连接这些组件。
通过合理的硬件设计，可以确保系统的稳定运行，并满足用户的需求。
第三章 ARM9_S3C2410片上资源
3.1.4 S3C2410处理器存储器映射 S3C2410处理器存储器映射
S3C2410的存储空间映射如图 所示： S3C2410的存储空间映射如图3-2所示： 的存储空间映射如图3
3.1.5 S3C2410处理器时钟和电源管理 S3C2410处理器时钟和电源管理
1．时钟 S3C2410的主时钟由外部晶振或者外部时钟提供 S3C2410的主时钟由外部晶振或者外部时钟提供，选择后可 的主时钟由外部晶振或者外部时钟提供， 以产生3种时钟信号，分别是CPU使用的 使用的FCLK、AHB总线 以产生3种时钟信号，分别是CPU使用的FCLK、AHB总线 使用的HCLK和APB总线使用的FCKL。 HCLK 总线使用的FCKL 使用的HCLK和APB总线使用的FCKL。时钟管理模块同时 拥有两个锁相环，一个称为MPLL，拥于FCLK、HCLK和 拥有两个锁相环，一个称为MPLL，拥于FCLK、HCLK和 PCLK；另一个称为UPLL， PCLK；另一个称为UPLL， 用于USB设备 设备。 用于USB设备。 时钟源选择 对时钟的选择是通过S3C2410引脚上 对时钟的选择是通过S3C2410引脚上OM[3:2]实现的，JU具 引脚上OM[3:2]实现的，JU具 实现的 体如表3 所示。 体如表3-1所示。
表3-1 时钟源选择
S3C2410引脚的 S3C2410引脚的OM[3:2]=00时，晶体为MPLL CLK和UPLL 引脚的OM[3:2]=00时 晶体为MPLL CLK和 CLK提供时钟源；OM[3:2]=01时，晶体为 提供时钟源； 提供时钟源 时 晶体为MPLL CLK提供 提供 时钟源， 提供时钟源； 时钟源，EXTCLK为UPLL CLK提供时钟源；OM[3:2]=10 为 提供时钟源 提供时钟源， 时，EXTCLK为MPLL CLK提供时钟源，晶体为 为 提供时钟源 晶体为UPLL CLK提供时钟源；OM[3:2]=11时，EXTCLK为MPLL CLK 提供时钟源； 提供时钟源 时 为 提供时钟。 和UPLL CLK提供时钟。 提供时钟
第2章 S3C2410微处理器组成及程序员模型
支持大端格式和小端格式两种方法存储字数据； 支持Byte（字节，8位）、Halfword（半字，16位） 和Word（字，32位）三种数据类型。 支持用户、快中断、中断、管理、中止、系统和未定 义等7种处理器模式，除了用户模式外，其余的均为特 权模式； 处理器芯片上都嵌入了在线仿真ICE-RT逻辑，便于通 过JTAG来仿真调试ARM体系结构芯片，可以避免使 用昂贵的在线仿真器。另外，在处理器核中还可以嵌 入跟踪宏单元ETM，用于监控内部总线，实时跟踪指 令和数据的执行； 具有片上总线AMBA（Advanced Micro-controller Bus Architecture）。
27
· 支持多种屏幕尺寸，典型的有640×480、 320×240、160×160等 · 最大虚拟屏显示存储器空间为4MB，在256色 模式，支持的虚拟屏尺寸有4096×1024、 2048×2048、1024×4096等
28
TFT LCD显示特点： · 支持1、2、4或8 BPP（Bit Per Pixel）面板 彩色显示 · 支持16 BPP真彩显示 · 在24 BPP模式，支持最大16M色 · 支持多种屏幕尺寸，典型的有640×480、 320×240、160×160等 · 最大虚拟屏显示存储器空间为4MB，在64K色 模式，支持的虚拟屏尺寸有2048×1024等
26
⑷ LCD控制器
LCD控制器支持STN LCD显示以及TFT LCD 显示，显示缓冲区使用系统存储器（内存） ，支持专用LCD DMA将显示缓冲区数据传送 到LCD控制器缓冲区。 STN LCD显示特点： · 支持4位双扫描、4位单扫描、8位单扫描 显示类型STN LCD面板 · 支持单色、4灰度级、16灰度级、256色 、4096色STN LCD显示
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状态寄 存器
CPSR SPSR
用户
系统
R13 R14
无
各模式下实际访问的寄存器
管理
中止 未定义 中断 快中断
R0
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R8_fiq
R9
R9_fiq
R10
R10_fiq
R11
R11_fiq
R12
R12_fiq
R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq
R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq
R15
CPSR
SPSR_abt SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq
S3C2410X 微处理器
寄存器 寄存器在汇编 类别 中的名称
通用寄 存器和 程序计 数器
R0(a1) R1(a2) R2(a3) R3(a4) R4(v1) R5(v2) R6(v3) R7(v4) R8(v5) R9(SB,v6) R10(SL,v7) R11(FP,v8) R12(IP) R13(SP) R14(LR) R15(PC)
•每个模块的时钟可由软件控制。
•电源模式： —正常模式，正常运行模式； —休眠模式，只使CPU的时钟停止； —低能模式，不带PLL的低频时钟； —停止模式，所有时钟都停止。
•用EINT[15:0]或RTC告警中断从停止模式唤醒。
S3C2410X 微处理器
2.6 S3C2410X 处理器中断控制器 • 55个中断源(看门狗定时器、5个定时器、9个UART、24个
模式
存式器，。而用户模式不能直接切换到别
用于支持虚拟内存或存储
器保护的模式。
实现虚拟存储器和存储器保护
未定义 支持硬件协处理器的软件
未定义指令异常响应时进入此模式
(und) 仿真
S3C2410X 微处理器
2.11 S3C2410X处理器寄存器组织
寄存器类 寄存器在汇编中
别
的名称
通用寄存 器和程序 计数器
无
各模式下实际访问的寄存器
管理
中止
未定义
中断
快中断
R0
R1
R2
37个寄存器，两类：
R3
R4
31个通用32位寄存器；
R5
6个状态寄存器。
R6
R7
R8
R8_fiq
R9
R9_fiq
R10
R10_fiq
R11
R11_fiq
R12
R12_fiq
R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq
S3C2410X 微处理器
2.2 S3C2410X 处理器体系结构
•ARM 920T核，16/32位RISC结构，ARM精简指令集； •ARM MMU，支持Windows CE、Linux等操作系统； •指令cache、数据cache、写缓冲； •支持ARM调试结构，片上ICE支持JTAG调试方式； •内置先进微控制器总线接口AMBA。(Advanced Microcontroller Bus Architecture)
S3C2410X 微处理器
2.9 S3C2410X 处理器通用输入、输出端口及接口
通用输入/输出端口： —24个外部中断端口 —多路输入/输出口
UART： —3个带DMA和中断的UART —支持5位、6位、7位、8位串行数据传送/接收 —当传送/接收时支持双向握手 —可编程波特率 —支持IrDAl.O(115.2kbps) —支持回环测试模式； —每个通道有16字节TX FIFO和16字节RX FIFO
外部中断、4个DMA、2个RTC、2个ADC、1个I2C、2个SPI、 2个USB、1个LCD和1个电池管理)； • 外部中断源的电平/边沿模式； • 可编程的电平/边沿极性； • 对紧急中断请求支持FIQ(快速中断请求)。
S3C2410X 微处理器
2.7 S3C2410X 处理器定时器
• 4个16位带PWM的定时器，1个16位基于DMA或基于中断的 定时器；
R0
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R8_fiq
R9
R9_fiq
R10
R10_fiq
R11
R11_fiq
R12
R12_fiq
R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq
R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq
R15
CPSR
SPSR_abt SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq
(3) 性能比较 NOR型FLASH的地址线和数据线是分开的，传输效率很 高，程序可以在芯片内执行。NOR型的读速度比NAND型 稍快一些； NAND型的写入速度比NOR型快。
S3C2410X 微处理器
NOR型与NAND型FLASH的区别
(4) 容量和成本 NAND型FLASH价格低廉；
(5) 软件支持 在NOR型FLASH上运行代码不需要任何的软件支持，而 在NAND型FLASH上进行同样操作时，通常需要驱动程 序，也就是内存技术驱动程序MTD(Memory Technology 。 Drivers) NAND型和NOR型FLASH在进行写入和擦除操作时都需要 MTD。
SD/MMC接口： —与SD存储卡协议版本1.0兼容 —与SDIO卡协议版本1.0兼容 —与MMC存储协议版本2.11兼容 —基于DMA或者中断的操作 —支持TX/RX FIFO
S3C2410X 微处理器
2.9 S3C2410X 处理器通用输入、输出端口及接口 SPI接口：
—2通道与SPI协议版本2.11兼容的SPI接口 —TX/RX 2字节移位寄存器 —基于DMA或者中断的操作
S3C2410X 微处理器
2.9 S3C2410X 处理器通用输入、输出端口及接口 DMA控制器：
—4路DMA控制器 —支持I/O到存储器、存储器到I/O以及I/O到I/O —突发传送模式，可提高FPDRAM、EDODRAM和SDRAM的传送率。
A/D转换： —8通道10位ADC —转换速率最大为500kbps。
S3C2410X 微处理器
S3C2410X 处理器结构框图
S3C2410X 微处理器
S3C2410X 处理器结构框图
S3C2410 ARM 微处理器
2.4 S3C2410X处理器存储器映射
S3C2410X 微处理器
2.5 S3C2410X 处理器时钟和电源管理 •片上MPLL和UPLL：
—UPLL产生操作USB主／从的时钟； —MPLL产生操作MCU的时钟，1.8V供电，203MHz。
R14_svc R14_abt R14_und R14_irq SR_abt SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq
S3C2410X 微处理器
寄存器 寄存器在汇编 类别 中的名称
R0(a1) R1(a2) R2(a3) R3(a4)
R4(v1) R5(v2)
4个DMA通道 3个UART通道 1个I2C控制器 1个I2S总线控制器
触摸屏接口
Inter-ICntSeogurnadt总ed线C：ircuit总线：
飞主利、浦公从司U为开SB数发接字，口音两频线设式备串之行间总的线音
频用S数于D/据连M传接MC输微卡而控接制定器口的及一其种外总围线设标备准，
该总线专责于音频设备之间的数据传
ARM系统与实践
4. S3C2410 ARM 微处理器
S3C2410X 微处理器
2.1 S3C2410X 微处理器
Samsung公司为手持设备设计的低功耗、ARM920T核的 微处理器
16K指令Cache
4个PWM定时器
16K数据Cache
1个内部定时器
MMU
通用I/O口
外部存储器控制器
实时时钟
LCD控制器(STN，TFT) 8通道10位ADC
状态寄存 器
R0(a1) R1(a2) R2(a3) R3(a4) R4(v1) R5(v2) R6(v3) R7(v4) R8(v5) R9(SB,v6) R10(SL,v7) R11(FP,v8) R12(IP) R13(SP) R14(LR) R15(PC) CPSR SPSR
用户
系统
R13 R14
输N，AN应D用F于l多as媒h体控系统制。器
S3C2410X 微处理器
NOR型与NAND型FLASH的区别 (1) 接口差别 NOR型FLASH采用的是SRAM接口； NAND型FLASH使用复 杂的I/O口来串行地存取数据，通常是采用8个引脚来 传送控制、地址和数据信息。
(2) 读写的基本单位 NOR型FLASH操作是以"字"为基本单位； NAND型FLASH操作是以“512字节页面”为基本单位。
支持高特速权数模据传式输：及通道 FIQ异常响应时进入此模式
处理
ARM内部寄存器和一些片内外设在
用于通硬用件中设断处计理上只允许IR（Q异或常响者应可时选进入为此只模式
异允常许模）式在特权模式下访问。此外，
操作系A特R统M权保中模护每模式种式可模以式自都由系有切统特复换定位处和的理软寄件器中模断响应时进入此
• 可编程的占空比、频率和极性； • 支持外部时钟源； • 看门狗定时器：16位看门狗定时器、定时中断请求和系
统复位。
S3C2410X 微处理器
2.8 S3C2410X 处理器实时时钟 •全时钟，特点：毫秒、秒、分、时、日、星期、月、年； •32768Hz运行； •告警中断； •时钟滴答中断(clock tick) 。