嵌入式系统及应用——第3章基于ARM的嵌入式系统外网硬件设计

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1、第三章基于ARM的嵌入式系统外围硬件设计核心内容嵌入式处理器系统硬件设计嵌入式存储器系统设计外围通讯接口设计3.1嵌入式处理器系统硬件设计芯片选型原则电源模块设计时钟模块设计复位电路设计一、芯片选型原则ARM微处理器内核的选择系统的工作频率芯片内存储器的容量片内外围电路的选择二、电源模块设计S3C2410X的电源引脚主要有：VDDalive引脚给处理器复位模块和端口寄存器提供1.8V电压；VDDi和VDDiarm为处理器内核提供1.8V电压；VDDi_MPLL为MPLL提供1.8V模拟电源和数字电源；VDDi_UPLL为UPLL提供1.8V模拟电源和数字电源；VD

2、DOP和VDDMOP分别为处理器端口和处理器存储器端口提供3.3V电压；VDDA_ADC为处理器内的ADC系统提供3.3V电压；VDDRTC为时钟电路提供1.8V电压，该电压在系统掉电后仍需维持。三、时钟模块设计时钟管理模块时钟管理模块为各个外围模块提供时钟，在不使用某个单元时关闭其时钟以降低功耗。主时钟来源可以使用外部的晶振或外部时钟。时钟发生器有一个振荡器（振荡放大）连接到外部的晶体上。ARM微处理器内核中有一个可控频率的时钟源PLL把低频振荡器的输出作为自己的输入，产生所需的高频信号。时钟发生模块有一个逻辑电路，用来在复位后或各种模式下产生稳定的时钟频率。其

3、他的时钟均来自核内部的PLL。晶振电路设计S3C2410X的时钟模式OM3OM2S10-5S10-4S10-1时钟模式00ONONONMPLL:晶振UPLL:晶振01ONOFFOFFMPLL:晶振UPLL:时钟10OFFONOFFMPLL:时钟UPLL:晶振11OFFOFFOFFMPLL:时钟UPLL:时钟外部晶振电路四、复位电路设计硬件复位（RESET引脚）Watchdog软件复位系统复位电路3.2嵌入式存储器系统设计Flash接口电路设计SDRAM接口电路设计存储器的分类在复杂的嵌入式系统中，存储器系统的组织结构按作用可以划分为4级：寄存器、cache、主存储

4、器和辅助存储器，如下图所示。当然，对于简单的嵌入式系统来说，没有必要把存储器系统设计成4级，最简单的只需寄存器和主存储器即可。辅助存储器主存储器cache寄存器存储器根据其存取方式分成两类：随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM是易失性存储器，ROM是非易失性存储器。随机存储器又分为两大类：·静态随机存储器（SRAM）·动态随机存储器（DRAM）只读存储器（ROM）通常又分成EPROM、EEPROM和闪存（Flash）。目前，闪存作为只读存储器在嵌入式系统中被大量采用，闪存使用标准电压既可擦写和编程，因此，闪存在标准电压的系统内就可进行编程写入。NOR

5、和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。NANDFlash和NORFlash比较1988年，Intel首先开发出NORFlash技术；1989年，东芝公司发表了NANDFlash结构的存储器。NANDFlash和NORFlash比较，有以下特点：NORFlash的读取速度比NANDFlash稍快一些，NANDFlash的擦除和写入速度比NORFlash快很多。Flash芯片在写入操作时，需要先进行擦除操作。NANDFlash的擦除单元更小,因此相应的擦除电路更少。接口方面它们也有差别，NORFlash带有SRAM接口,有足够的地址引脚来寻址,可以很容易地存

6、取其内部的每一个字节，可以像其他SRAM存储器那样与微处理器连接；NANDFlash器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据,各个产品或厂商的方法还各不相同，因此，与微处理器的接口复杂。NANDFlash读和写操作采用512字节的块,这一点类似硬盘管理操作,很自然地,基于NANDFlash的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。存储系统地址分配方法微处理器与随机存储器接口的信号线一般有：片选信号线CE用于选中该芯片。若CE=0时，该芯片的数据引脚被启用；若CE=1时，该芯片的数据引脚被禁止，对外呈高阻状态。读/写控制信号线控制芯片数据引脚的传送方向。若是读有效，则数据引

7、脚的方向是向外的，CPU从其存储单元读出数据；若是写有效，则数据引脚的方向是向内的，CPU向其存储单元写入数据。地址线用于指明读/写单元的地址。地址线是多根，应与芯片内部的存储容量相匹配。数据线双向信号线，用于数据交换。数据线上的数据传送方向由读/写控制信号线控制。一个典型的微处理器与SRAM存储器接口电路如图所示CPUSRAMCE(片选）读/写地址数据动态随机存储器的接口DRAM中的存储单元内容在通电状态下随着时间的推移会丢失，因而，其存储单元需要定期的刷新。CPU与其接口的信号线除了有与SRAM相同的信号线外，还有RAS（行地址选择）信号线和CAS（列地址选择

8、）信号线。