Video在线视频

三星S3C2440处理器

三星公司的ARM微处理器芯片

主要是面向消费类便携式设备，包括以下几类

第一类，基于ARM7的S3C44B0

第二类，基于ARM926的S3C2412

第三类，基于ARM920T的，S3C2410,2440等

基于ARM11的是S3C6400

目前在市面上常见的是S3C2440和6400等

下面我们具体来看一下2440这个处理器

第一，它采用了ARM920T的内核

因此可以实现内存管理

还有先进的微控制总线和哈弗结构

哈弗结构主要体现在数据和指令分开访问

第二，它支持16KB的数据Cache和16KB的指令Cache

提高了处理器的运行速度

第三，采用了5级流水线

取指、译码、执行、访问和写回

第四，采用0.13um工艺标准

这个和目前10纳米的最先进的工艺是有差距的

但是它体现了低功耗简洁的结构

从而对成本有很大的帮助

2440的内部结构我们下面来看一下

这个芯片主要主要包括了两大部分

第一大部分主要体现在ARM核这方面

ARM920T包括32位的RISC微处理器

然后有16KB的指令缓存，16KB的数据缓存

有对应的数据和指令管理单元

然后再往下是我们刚才谈到的先进的微控制总线

这就是芯片中最核心的一部分

我们看一下它的外围

在它的AHB总线上连接了速度比较快的外设

包括了LCD、USB主机控制器

还有Flash的控制，当然还有存储器控制等等

在外设总线上，也就是速度比较慢的这个总线上

它有串口还有USB的设备

还有I2C，I2S等等速度相对较低的设备

那么这整个结构

速度分配合理，从而让其能够有效的工作

那么基于三星S3C2440的这个芯片

我们可以设计自己的主板

设计的最小工作系统我们来看一下它包括哪些部分

从左边这个图，除了2440这个芯片之外包括电源模块、复位电路、存储器

时钟模块和JTAG调试接口

其中的电源模块包括对CPU和外设接口提供电源

时钟模块是要为主CPU和相应的总线提供时钟

复位模块主要是用于上电的时候

或者是手动复位

存储器模块主要是来保存我们的程序，以及如何让程序运行的SDRAM

JTAG主要是用于调试

下面我们分别来看一下这些模块

第一个电源模块

电源模块要求电压一定要在系统需求的范围之内

常见的嵌入系统的电压有3.3V、5V、12V

第二个电源的驱动能力要满足整个系统的功率需求

也就是它的电流输出要能够带动负载

第三个电源的纹波和电路的干扰要进行处理

这个主要经过滤波电路来实现

在设计印制电路版的时候

通常要对模拟电源和数字电源进行物理上的隔离

作为电源模块这里有两个例子

第一个是3.3V的固定输出的这个电路

我们采用LM21117这样一个芯片

相对来说比较简单

第二个相对来说要复杂一点

这个是电压调节的

输入最高可以20V，最低可以调节为0.8V，电流可以达到1A

这个主要通过LM2734这个芯片来完成

第二个时钟模块，时钟模块它为我们整个系统提供时钟基准

作为外围电路的话，时钟模块主要经过一个晶振来实现

晶振的频率大概在几十兆，通过电容协同工作

让它能够起振在2440中

我们的时钟经过内部锁相环之后

可以得到4组时钟信号

第一个叫FCLK,这个主要是用在CPU内核的

第二个叫HCLK，这个主要是用在AHB总线的，也就是高速总线

第三个叫PCLK，这个主要是用在APB这个低速总线

最后一个是，UCLK这个提供USB模块需要的48MHz的时钟

那么这个时钟模块在内部是如何来分配的呢

在这个图中，这一部分是外围的电路，它结合我们的振荡电路

产生一个最基本的时钟

这个最基本的时钟一般典型的就是12兆、16兆等等

而我们的CPU工作可以达到几百兆赫兹

要得到CPU工作的频率FCLK

那么必须经过锁相环倍频来得到这个频率

得到FCLK，FCLK再通过分频可以得到HCLK、PCLK以及UCLK

分别为其他不同的设备提供不同的时钟源

第三个模块是复位模块

系统的复位一般有上电、手动或者是内部复位

我们这里主要考虑的是手动复位的电路

手动复位的时候如果只是采用机械按钮的话

它的复位波形是很不规则的

所以一般需要专用的复位电路

我们可以采用MAX811这个芯片来实现

它输出的复位信号可以满足波形持续时间

以及稳定度的要求

第四个是存储器模块

存储器模块主要是为系统程序的保存和运行提供空间

在ARM最小系统中的存储器通常包括存放程序的NAND Flash

和用于程序运行的SDRAM

这个就是SDRAM,这个就是Flash

存储器模块通常挂接在ARM芯片的局部三总线上

这三个总线指我们的数据总线、地址总线和控制总线

对应的引脚接上去就行了

第五个调试接口，调试接口在ARM中采用标准的JTAG接口

JTAG接口它有四个引脚

这四个引脚分别是，输入、输出、时钟和模式的选择

除了输出这个引脚之外，其他的就要接上拉电阻

除了这个五个部分之外

我们还要关注一下2440的GPIO接口

因为这个接口在我们使用中非常频繁也非常灵活

GPIO通用IO口，这个IO口我们可以非常自由的控制

它输出是0还是1，或者是检测它的输入

在2440中共有130个IO引脚

它分成从A到J总共11个口

A占了25个，其他最多的有16个

我们要强调的一点是

从B到J这些接口都是输入或输出口

而A口只是一个输出端口

所以我们在使用时要注意A口的使用

有了这个IO口以后

我们就可以对外部的一些简单设备进行简单控制

最典型的就是LED，大家可以思考一下这个问题

就是我们如何点亮这个二极管