arm嵌入式处理器

相比同类型和价位的处理器，S3C44B0X有以下的优点：
1、内部的Cache和写缓冲 2、内存控制器支持SDRAM 3、外部内存引脚有片选信号 4、内部4路DMA（2路桥梁DMA和2路主DMA） 5、LCD控制器
S3C44B0X处理器组成与框图
S3C44B0X处理器组成与框图
•S3C44B0X的组成
• ARM公司开发了很多系列的ARM处理器核，目前最 新的系列已经是ARM11了，而ARM6核以及更早的系列 已经很罕见了。目前应用比较广泛的系列是：
•ARM7
•ARM9 •ARM9E •ARM10 •ARM11
•SecurCore
•Cortex
•Xscale
项目
ARM7
流水线Fra Baidu bibliotek
3
典型频率（ MHz）
•支持64位乘法；
•支持片上调试；
•支持高密度16位的Thumb指令集；
三级流水线
• ARM7TDMI处理器使用流水线来增加处理器指 令流的速度。这样可使几个操作同时进行，并使处 理和存储器系统连续操作，能提供0.9MIPS/MHz的 指令执行速度。
• ARM7TDMI的流水线分3级，分别为：
•取指译码执行
S3C44B0X GPIO（P104）
•S3C44B0X的一共有7个通用端口，共71位： •A：10位输出端口 •B：11位输出端口 •C：16位输入/输出端口 •D：8位输入/输出端口 •E：9位输入/输出端口 •F：9位输入/输出端口 •G：8位输入/输出端口
S3C44B0X UART
•S3C44B0X UART的特性包括： 基于DMA或者中断的 RxD0,TxD0,RxD1,TxD1 通道0支持IrDA 1.0 具有16位的 FIFO 通道1支持IrDA 1.0 具有16位的 FIFO 支持握手接收/发送 见p106-107
arm嵌入式处理器
第4章 ARM嵌入式处理器
4.1 ARM微处理器的概述 4.2 S3C44B0X 处理器 4.3 PXA25x/PXA27x处理器
4.1 ARM微处理器的概述
分类和特点 处理器数据手册 处理器典型内部模块
一.分类和特点 ARM微处理器的生产要经过两个环节： ARM公司提供内核的IP（即知识产权）
PXA处理器组成与框图
• PXA255功能框图（见p116）
PXA处理器组成与框图
• PXA272功能框图
• 见p118表4-16
PXA处理器组成与框图
• Xscale核心（见p119）
PXA系统存储器接口（见p121）
• PXA2xx内存空间使用ARM处理器所有32位地址（4G地址空间），包括以下 内容：
S3C44B0X定时器
•S3C44B0X PWM定时器的特性为: 6个基于中断或者DMA方式PWM定时器 3个8位预分频器、 5个5位除法器、 1个4位除法器 输出坡形可编程的脉宽调制(PWM) 自动装载或者一短脉冲模式 死区发生器 见p109
•S3C44B0X的LCD控制器
见P113
功耗（ mW/MHz）
性能 MIPS**/MH z
架构
80 0.06 0.97
冯诺伊曼
ARM9
ARM10
ARM11
5
6
8
150
260
335
0.19（
0.5
0.4
+cache） （+cache） （+cache）
1.1
1.3
1.2
哈佛
哈佛
哈佛
简介
• ARM7TDMI基于ARM体系结构V4版本，是目 前低端的ARM核。具有广泛的应用，其最显著的 应用为数字移动电话。
静态存储器空间： 从地址[0x0000 0000]开始的6个64M Static Memory空间；
SDRAM的空间： [0xA000 0000]-[0xB000 0000]的4个64M的SDRAM空间，在PXA27x设置
1G模式后使用[0x8000 0000] -[0xC000 0000] 的4个256M的SDRAM空间； 卡空间： 从地址[0x2000 0000] -[0x4000 0000]的2个256M的卡空间； 内部寄存器空间： [0x4000 0000]- [0x4C00 0000]，分成外设（Peripherals）、LCD
•注意：“ARM核”并不是芯片，ARM核与其它部件 如RAM、ROM、片内外设组合在一起才能构成现 实的芯片。
简介
• ARM7TDMI支持32位寻址范围，并弥补了 ARM6不能在低于5V电源电压下工作的不足。 ARM7TDMI的后缀意义为：
•ARM7 T D M I - S
•ARM7TDMI 的可综合（synthesizable）版 本（软核），对应用工程师来说其编程模 型与ARM7TDMI 一致； •支持Embeded-ICE观察硬件；
处理器典型内部模块
内存控制单元（Memory Controller） 中断控制单元（Interrupt Controller） GPIO（输入输出端口） 定时器（Timer） UART（通用-串行收发机）
见P88总结
4.2 S3C44B0X 处理器
S3C44B0X概述 S3C44B0X处理器组成与框图 ARM7TDMI核心 S3C44B0X重点部件特点
5. 安全芯片 （SecurCore内核）
处理器的数据手册
数据手册（Datasheet）包含的主要内容： 处理器特点概述 处理器的功能结构及其框图 处理器的封装形式和引脚排列 处理器各个功能模块介绍 处理器的电气特性 处理器的机械特性
处理器中需要关注的基本内容： 功能结构框图 处理器地址空间（memory map） 可扩展的内存类型
PXA LCD控制器
• PXA2xx的LCD控制器提供了对被 动显示模块（DSTN，双层超扭曲向列型 液晶显示屏幕）和主动显示模块（TFT， 薄膜晶体管）的支持。 • PXA27x 的LCD控制器功能更为强大 ，支持一个基本层，两个叠加层，一个为 硬件光标层。
•ARM处理器内核结构
ARM处理器核简介
4.3 PXA25x/PXA27x处理器
PXA处理器概述 PXA处理器组成与框图 XScale核心
PXA处理器概述
• PXA255处理器是PXA系列较早一款广泛使用 的处理器，其运算速度高达400MHz，采用Intel XScale架构（用于多媒体），ARMv5E内核，外围 控制器众多，具有高集成度高性能的特点，具有增 强型DSP指令集。 • PXA27x在PXA25x的基础上又增了三大特性 ：Quick Capture（快速拍摄）、Wireless Speed Step（无线动态节能）和Wireless MMX（无线 MMX指令）。
组成部分 核心部件 总线上的部件 外设器件
描述
嵌入式处理器不仅包括CPU，也包括了其 它的部分。核心部件包括处理器的核心、 片内总线、时钟电源模块。核心部件是整 个处理器运行的基础。
S3C44B0X的总线部件包括了在系统总线上 部件
外设总线是S3C44B0X的二级总线，通过总 线桥挂接在一级总线上。
和存储器控制（Memory Ctl）三个部分。
PXA中断控制器
• PXA2xx的中断控制器控制所有的中 断源到处理器的入口，同时确定着所有中 断的第一级。它也用于确定是否由IRQ或 者FIQ触发中断，或者屏蔽中断。各个中 断可以设置为IRQ或者FIQ模式，而且FIQ 的优先级高于IRQ。
PXA UART控制器
• PXA2xx均具有3个通用异步接收/发送器： 全功能UART（FFUART） 蓝牙UART（BEUART） 标准UART（STUART）
串口类型 全功能UART
蓝牙UART 标准UART
描述
包含RS232的全部 8个引脚
传输速度 230.4Kb/s
可以连接蓝牙模 块具有Modem控 制引脚
S3C44B0X概述
S3C44B0X采用ARM7TDMI内核，最大速度可以达66MHZ。 S3C44B0X主要提供了以下集成的器件：
8KB Cache 外部存储控制器 LCD控制器 4个DMA 2个通用串行总线 一个多主IIC 一个IIS 5通道的PWM定时器 一个内部定时器 71个GPIO 8个外部中断 实时时钟 8通道10位ADC
•见P92-P94
ARM7TDMI核心（p94）
S3C44B0X各部件的详细介绍如下：
S3C44B0X地址空间（P97）
S3C44B0X中断控制器
•ARM内核本身提供的异常只有8个，异常向量表如下 ： •ResetEntry • b ResetHandler • b HandlerUndef • b HandlerSWI • b HandlerPabort • b HandlerDabort • b. • b HandlerIRQ • b HandlerFIQ •见（P99）
标准2引脚串口
921.6Kb/s 230.4Kb/s
引脚、
TxD（发送）和RxD（接收） CTS（清除发送）和RTS（请求发送） DTR（数据终端就绪） DCD（载波检测） DSR（数据设置就绪） RI（振铃检测）
TxD（发送）和RxD（接收） CTS（清除发送）和RTS（请求发送）
TxD（发送）和RxD（接收）
处理器 S3C44B0X\S3C4510 LPC2000系列 AT91系列 STR71x\STR73x EP7312 HMS30C7202 S3C2410\S3C2440 EP9312\EP9315 AT91RM9200 PXA255\PXA27x
按照应用领域，目前广泛流行的ARM处 理器主要用于以下几种应用中：
3、维护以及向后兼容性
2 应用处理器
具有MMU 支持SDRAM 具有LCD控制器 具有DMA
高级应用处理器具有更强大 的运算能力，一般为ARMv5E 以上的版本。
与控制类芯片的主要区别为 运算能力。
3. 数字信号处理 （使用协处理器和DSP等方式提高运算能力
）
4. 消费类电子的嵌入式芯片 （较强的专业性）
控制类芯片 应用处理器 数字处理器 消费类嵌入式芯片 安全芯片
1 控制类芯片
面向深度嵌入式设备 同一系列多品种 高级中断控制器 片内的存储器 无MMU 具有工业级性能
从宏观上考虑，各种处理器在MCU的应 用领域中的优劣主要体现在三方面：
1、处理器的性价比
2、开发成本（详见P84表4-3）
授权
半导体公司购买内核的使用权，进行扩 展，制作成芯片（处理器）
在通用的ARM处理器领域，主要使用的 内核有以下几种：
ARM7TDMI(-s) ARM720T ARM920T Xscale （详见P80）
内核 ARM7TDMI(-s)
ARM720T ARM920T XScale
公司 三星 飞利浦 ATMEL 意法半导体 Cirrus 现代 三星 Cirrus ATMEL Intel