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二 基于ARM的硬件设计
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复位电路设计:
复位操作
上电复位 人工手动复位 运行监视复位
复位电平
高电平复位 低电平复位
运行监视复位
看门狗监视复位 电源监视复位
复位电路
RC复位电路 专用芯片复位电路
7个存储体的起始地址固定,1个存储体的起始地址可变.
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二 基于ARM的硬件设计
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S3C44B0存储系统分区:
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二 基于ARM的硬件设计
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二 基于ARM的硬件设计
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S3C44B0片上资源:
ARM7TDMI核,工作频率66MHz; 8KB Cache,外部存储器控制器; LCD控制器; 4个DMA通道; 5通道PWM定时器及一个内部定时器; 71个通用I/O口; 8个外部中断源; 8通道10位ADC; 实时时钟等.
ARM最小系统:
ARM处理器 存储器 电源电路 复位电路
FLASH
ARM CPU
电源电路
SDRAM
复位电路
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二 基于ARM的硬件设计
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JX44B0教学系统的硬件组成:
LCD 显示 及触摸屏
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0x08000000~0x080e000f
0x0a000000~0x0a000006
二 基于ARM的硬件设计
电子发烧友 电:5V,3.3V,2.5V,1.8V, 1.25V 线性稳压电路,开关稳压电路
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二 基于ARM的硬件设计
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存储器电路设计:
总线访问宽度
8位访问 16位访问 32位访问
存储器
ROM FLASH NAND FLASH RAM SDRAM FRAM
存储器总线宽度
4MB Flash(BIOS) S3C44B0X 8MB SDRM
RS-232接口 音频接口 JTAG调试端口 以太网接口
键盘接口
USB 接口
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二 基于ARM的硬件设计
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S3C44B0内部结构图:
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2通道UART,1个多主I2C总线控制器,1个IIS总线控制器;
二 基于ARM的硬件设计
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S3C44B0存储系统:
存储系统设计
支持数据存储的大/小端选择; 地址空间:支持8个存储体访问; 对所有存储体的访问宽度均可改变(8/16/32位);
ARM的JTAG接口设计:
常用ARM的JTAG接口: JTAG接口标准:14PINS和20PINS
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二 基于ARM的硬件设计
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二 基于ARM的硬件设计
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串行端口设计:
电平转换:3.3V/5V和EIA RS-232C, 常用转换芯片:单/双/四通道,如MAX232,MAX202, SP3220等 以SP3232ECA芯片为例,示意如下:
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一 从51到ARM
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ARM的优点: 低功耗,低成本,高性能 带DSP及JAVA支持 RISC指令集,支持ARM/THUMB 芯片型号多 支持的操作系统多,支持的开发工具多
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一 从51到ARM
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二 基于ARM的硬件设计
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ARM调试系统:
ARM调试系统结构:
典型的JTAG 调试结构
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二 基于ARM的硬件设计
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一 从51到ARM
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51单片机的特点:
易学易用,常是一个人的项目 接口方便 从事51研发的人力资源丰富
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一 从51到ARM
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二 基于ARM的硬件设计
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显示控制器内部结构图:
LCD显示模块设计
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二 基于ARM的硬件设计
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二 基于ARM的硬件设计
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串行端口设计:
廉价的双机通讯设备 便于应用程序的调试 S3C44B0自带两个异步串行口控制器 带16字节的FIFO 最大波特率115.2Kb 支持硬件流控等
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ARM硬件设计及应用实例 ARM硬件设计及应用实例
刘铁刚
2004-4-26
提纲
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JX44B0教学系统的地址分配:
地址区间
0x00000000~0x0003ffff 0x04000000~0x0400000f 0x06000000~0x06000001 0x0C000000~0x0C7fffff 0x02000000~0x02000006
用
途
数据 宽度 16bit 16bit 8 bit 16bit 8 bit 8/16 8 bit
ARM研发的特点:
要求比较多的相关知识
微处理器及接口技术 高频电路,多层板的设计 嵌入式汇编程序 BSP C语言 嵌入式操作系统 嵌入式应用程序 ……
团队项目,高起点
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二 基于ARM的硬件设计
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ARM商业模式的成功:
ARM公司是出售IP知识产权的公司 生产ARM核芯片的公司有100多家 ARM公司在技术上采取无歧视的政策 国内有诸多的操作系统厂家,开发工具厂 家支持ARM技术
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一 从51到ARM
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读/写 属性 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W
nGCS0: FLASH存储器 nGCS2:网络接口芯片 nGCS3:USB接口芯片 nGCS6:SDRAM存储器 nGCS1:扩展后用作数码 管,键盘及LED的控制 等 nGCS4:扩展后用作CF卡 及IDE接口的控制 nGCS5:通过扩展,用作 并口控制寄存器
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ARM的优点: 性价比的变化 调试技术的革新 对操作系统的更好的支持 更好的存储器管理
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一 从51到ARM
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通用微处理器的发展历程:
4位:Intel公司的4004,4040等 8位:Intel公司的8008,8080,Motorola公司的6800系列, Zilog公司Z80系列,NS公司的NSC800系列等 16位:Intel公司的8086,80286,Thompson公司68200等 32位:NS公司的32000,Intel公司的80386,80486等 64位:Intel公司Pentium II,III,IV,APPLE公司的 PowerPC G5等
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一 从51到ARM
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嵌入式微处理器的发展历程:
4位:TI公司的TMS1000,NS的COP系列等 8位:Intel公司的8048/49/50,8051/52,Motorola公司 的6800系列,Zilog公司Z8系列,ATMEL公司的89C51/52, 89C1051/2051,MICROCHIP公司的PIC系列等 16位:Intel公司的8096/97,Thompson公司68200等 32位:ARM公司的ARM7,ARM9,ARM10核的CPU等 64位:ARM公司的ARM11,MIPS公司的R2000,R3000等
51单片机的缺陷与不足:
运行速度慢 无法满足中,高端产品的需要 对存储器的管理能力比较差 对操作系统的支持比较差
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一 从51到ARM
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51到ARM的转移: 势在必行:ARM处理器已经成为32位嵌入式处理 器事实上的标准 宜早不宜迟:掌握一门前沿技术,和其他研发 人员比占据优势;使产品高起点; 信息社会发展的必然 ARM是嵌入式CPU的主流技术
8位 16位 32位
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二 基于ARM的硬件设计
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LCD显示模块设计:
内置LCD控制器 支持单色,4级灰度,16级灰度,256级彩色屏 支持不同显示器大小 支持不同显示器的数据宽度,刷新率等 可将显示缓存区数据直接传送到LCD外部驱动电路
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二 基于ARM的硬件设计
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JTAG调试接口:
JTAG 是Joint Test Action Group 的缩写; IEEE1149.1 标准由该组织制定. 在线测试,在线编程,在线调试 内核速度调试运行,不占用系统资源 可通过JTAG口访问ARM 的内部总线,I/O 口等信息,从而达到调试的目的.
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从51到ARM 基于ARM的硬件设计
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ARM应用实例
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一 从51到ARM
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微处理器的发展: 沿着两条路发展:
通用微处理器 嵌入式微处理器
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一 从51到ARM
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256色彩色显示器显示示意图:
LCD显示模块设计
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二 基于ARM的硬件设计
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LCD显示接口设计:
接口信号说明
VFRAME:帧同步信号 VLINE:行同步信号 VCLK: 象素时钟信号 VM:交流信号 VD[7:0] : LCD象素数据信号