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第三章基于三星S3C44B0开发板入门之开发环境

3.2. 硬件设计参考

3.2.1介  绍

三星的 S3C44B0X处理器,为手持设备等提供一个低成本高性能的解决方案。S3C44B0X处理器有以下特点:

*  2.5V ARM7TDMI 内核带有8KB cache(高达75MHZSAMBA总线结构) ;可选的internal SRAM;

*         外部储存控制器(FP/EDO/SDRAM控制、片选逻辑);

*         LCD Controller(最大支持256色STN),带专用DMA的LCD控制器(最大支持256色DSTN);

*         两个通用的DMA通道,两个带外部请求引脚的外围DMA通道;

*         两个UART/一个SIO(IRDA1.0,16字节的FIFO);

*         一个多主控器的IIC总线控制器和一个IIS总线控制器

*         5个PWM定时器和一个内部定时器;

*         看门狗定时器;

*         71位的通用I/O接口/8个外部中断源;

*         电源控制:Normal,Slow,Idle和Stop模式;

*         8通道的10位ADC;

*         带日历功能的实时时钟(RTC);

*         片上带PLL的时钟发生器

S3C44B0的应用系统

如果你的产品需要接入网络,三星S3C44B0X微控制器可以降低你的成本,S3C44B0X可以应用在以下系统中。

*         GPS电话

*         PDA(个人数字助理)

*         Fish Finder

*         掌上游戏机

*         指纹识别系统

*         TWM(Two Way Messaging)

*         终端汽车导航系统

*         MP3播放机等等。

 

3.2.2存储器接口

一.Boot ROM设计

当系统复位时,S3C44B0X访问地址0x00000000,在复位后S3C44B0X必须做一些系统变量的配置,因此这段特殊的代码(BOOT ROM 映像)应当位于地址为0x00000000处,即BANK0(对映的片选是nGCS0)的位置,所以我们在BANK0的位置连接存放启动代码的ROMFLASH)芯片,连接到BANK0的芯片可以采用不同宽度的数据总线,总线宽度是受引脚OM[10]控制的(在硬件上,0用连接下拉电阻来实现,1用连接上拉电阻来实现)。

                   3-1.ROM Bank 0的数据总线宽度 

          OM[1:0]]

          数据总线宽度

             00

          8位(字节)

             01

          16位(半字)

             10

          32位(字)

             11

          测试模式

 

 

 

 

8位的Boot ROM设计

 

 3-1单字节的Boot ROM的设计

用8位EEPROM/FLASH设计16位Boot ROM

3-2为用8EEPROM/FLASH设计16Boot ROM

3-2为用字节EEPROM/FLASH设计的半字BOOT ROM

当制作半字的ROM映像,可以分成两个文件EVENODD.

3-2.ROM Image和大/小端的关系

              

大端

      小端

 DATA[7:0]

    Odd

     Even

 ATA[15:8]

    Even

     Odd

 

用16位EEPROM/FLASH设计16位BOOT ROM

                     3-5.16EEPROM/FLASH设计的16BOOT ROM

用8位设计EEPROM/FLASH设计的32位Boot ROM

                 3-4.8EEPROM/Flash设计的32位启动ROM

烧写用8位EEPROM/Flash设计的32位启动ROM当你制作字ROM映像,可以分成四个映像文件

 

3-5.ROM映像和端的关系

我们的开发板采用的是用16EEPROM/FLASH设计BOOT ROMFlash,连接电路如图3-6 所示,处理器是透过芯片选择nGCS0 与外部Flash 芯片连接。由于是16bit Flash,所以用CPU 的地址线A1-A20 来分别和Flash 的地址线A0-A19 连接。Flash 的地址空间为0x00000000~0x002000002M bytes

如图3-6开发板和FLASH的连接

二.存储器设计和控制

S3C44B0X支持8个存储块,其中Bank0-Bank5支持ROM/SRAMBank6-Bank7支持ROM/SRAMFP/EDO/SDRAMS3C44B0X中的系统管理能够通过S/W控制每组的访问时间、数据总线宽度。Bank6-Bank7的类型需要相同。(例如ROM&ROM,SDRAM&SDRAM)每组ROM/SRAM/DRAM的数据宽度受BWSCON控制寄存器控制。

Bank0用于Boot ROM,因此Bank0H/W控制,既受控于引脚OM[1:0],当系统复位时,通过专用的命令,LDMIASTMIABWSCON,BANKCON0-7,BANKSIZE, MRSRB6/7实施控制。例如下面代码用来配置特殊功能寄存器。特殊功能寄存器配置代码:

LDR r0, =SMRDATA

LDMIA r0, {r1-r13}

LDR r0, =0x01c80000 ;BWSCON Address

STMIA r0, {r1-r13}

. . . . . . . . . . . .

SMRDATA

DCD 0x22221210 ;BWSCON

DCD 0x00000600 ;GCS0

DCD 0x00000700 ;GCS1

DCD 0x00000700 ;GCS2

DCD 0x00000700 ;GCS3

DCD 0x00000700 ;GCS4

DCD 0x00000700 ;GCS5

;DCD 0x0001002a ;GCS6 EDO DRAM(Trcd=3,Tcas=2,Tcp=1,CAN=10)

;DCD 0x0001002a ;GCS7 EDO DRAM(Trcd=3,Tcas=2,Tcp=1,CAN=10)

DCD 0x00018000 ;GCS6 SDRAM(Trcd=2,SCAN=8)

DCD 0x00018000 ;GCS7 SDRAM(Trcd=2,SCAN=8)

DCD 0x00a60000+953 ;Refresh(REFEN=1,TREFMD=0,Trp=3.5(D)or 4(SD),

; Trc=5(S), Tchr=3(D),Ref CNT)

DCD 0x0 ;Bank size, 32MB/32MB

DCD 0x20 ;MRSR 6(CL=2)

DCD 0x20 ;MRSR 7(CL=2)

 

Bank0-Bank5的设计

请参考一.Boot ROM设计

Bank6-Bank7即S3C44B0X的SDRAM的设计

Bank6-7,可以有着不同的数据总线宽度,并且数据总线宽度由S/W,一个BWSCON特殊功能寄存器组控制的。Bank6-7的一个设计样例如图3-73-8所示。

                           3-7  16EDO/Normal DRAM设计

3-8  32EDO/Normal DRAM设计

S3C44B0X SDRAM接口特性如下:

SDRAM的最大行地址:10

CAS延迟:2/3周期

3-3 SDRAM接口

块的大小

总线宽度

元件大小

内存分配

地址宽度

2MByte

 

x8

16Mbit

(1M x 8 x 2Bank) x 1

A20

x16

(512K x 16 x 2B) x 1

4MB

 

x8

16M

(2M x 4 x 2B) x 2

A21

x16

(1M x 8 x 2B) x 2

x32

(512K x 16 x 2B) x 2

8MB

X16

16M

(2M x 4 x 2B) x 4

A22

X32

(1M x 8 x 2B) x 4

x8

64M

(4M x 8 x 2B) x 1

x8

(2M x 8 x 4B) x 1

A[22:21]

X16

(2M x 16 x 2B) x 1

A22

X16

(1M x 16 x 4B) x 1

A[22:21]

X32

(512K x 32 x 4B) x 1

16MB

X32

16Mb

(2M x 4 x 2B) x 8

A23

X8

64Mb

 

(8M x 4 x 2B) x 2

x8

(4M x 4 x 4B) x 2

A[23:22]

X16

(4M x 8 x 2B) x 2

A23

X16

(2M x 8 x 4B) x 2

A[23:22]

X32

(2M x 16 x 2B) x 2

A23

X32

(1M x 16 x 4B) x 2

A[23:22]

x8

128Mb

(4M x 8 x 4B) x 1

X16

(2M x 16 x 4B) x 1

32MB

 

x16

64Mb

(8M x 4 x 2B) x 4

A24

x16

(4M x 4 x 4B) x 4

A[24:23]

x32

(4M x 8 x 2B) x 4

A24

x32

(2M x 8 x 4B) x 4

A[24:23]

x16

128Mb

 

(4M x 8 x 4B) x 2

x32

(2M x 16 x 4B) x 2

X8

256Mb

 

(8M x 8 x 4B) x 1

x16

(4M x 16 x 4B) x 1

    

SDRAM需要的接口引脚是CKE,SCLK,nSCS[1:0],nSCAS,nSRAS,DQM[3:0],ADDR[12]/AP.

SDRAM的设计样例如图3-9,图3-10所示

3-9  16位元件设计16SDRAM

 

3-10.16位元件设计32SDRAM

我们开发板的SDRAM连接电路如图3-11 所示,SDRAM 分成4 BANK,每个BANK1M×16bitBANK 的地址由BA1BA0 决定,00 对应BANK001 对应BANK110 对应BANK211 对应BANK3。在每个BANK 中,分别用行位址脉冲选择RAS 和列地址脉冲选择CAS 进行寻址。实验系统为用户提供设定跳线,作为升级SDRAM 内存容量至4×2M×16bit。具体方法是使SDRAM BA0BA1 分别接至CPU A22A23 脚。SDRAM MCU 专用SDRAM 芯片选择信号nSCS0 选择,地址空间为0x0C000000.0x0C800000 8M byte(升级为16M byte)。

3-11开发板SDRAMS3C44B0X的连接

3.2.3  IIC EEPROM接口

开发板上提供了一块支持IIC总线的EEPROMAT24C08),容量为8KBIIC 是用于内部IC控制的简单的双向双线串行总线,在标准模式下数据的传输速度可以达到100kbit/s,在高速模式下可以达到400kbit/s

3.2.4  S3C44B0X的SIO的MMC卡接口

由于MMC卡接口,S#C44B0X SPI接口应用如下电路:nCS信号通过通用I/O(GPE5)实现的。SIORXD引脚的内部的50k的上拉电阻开启。

3-12.S3C44B0XSPI连接

3.2.5  S3C44B0X的以太网接口

以太网络电路模块如图1-15 所示,ARM 嵌入式开发环境采用REALTEK 公司生产的、性价比很高的、带有即插即用功能的全双工以太网络控制器RTL8019AS S3C44BOX 进行以太网扩展。该网络控制器主要特性包括:

*         符合Ethernet II 与IEEE802.3 标准;

*         全双工收发可同时达到10Mbps 的速率;

*         内置16KB 的SRAM,用于收发缓冲,降低对主处理器的速度要求;

*         支持8/16 位数据总线、8 个中断申请线以及16 个I/O 基地址选择;

*         支持UTP,AVI 和BNC 自动测试,还支持对10BaseT 拓扑结构的自动极性修正;

*         4 个LED可编程输出;

*         100腳的PQFP封裝,縮小了PCB板的尺寸。

3.2.6音频编码器(UDA1341TS)与S3C44B0X的连接

IIS 即音讯数据接口,它是SONYPHILIPS 等电子巨头共同推出的接口标准。IIS 接口电路如图3-13本系统把IIS 接口与PHILIPS UDA1341TS音讯数字信号编译码器相连接,得到MICROPHONE 音讯输入信道和SPEADER音讯输出信道。UDA1341TS 可把立体声模拟信号转化为数字信号,同样也能把数字信号转换成模拟信号,并可用PGA(可程序增益控制),AGC(自动增益控制)对模拟信号进行处理;对于数字信号,该芯片提供了DSP(数字音讯处理)功能。在实际中,UDA1341TS 可广泛应用于MDCDNoteBookPC 和数码摄相机等。S3C44B0X IIS 也可与UDA1341TS BCKWSDATAISYSCLK

相连。对于UDA1341TS L3 总线,它是该芯片工作于微处理器输入模式时使用的,它包括L3DATAL3MODEL3CLOCK 共三根接线,它们分别表示为微处理器接口数据线、微处理器接口模式线,微处理器接口定时器线。透过这个接口,微处理器能够对UDA1341TS 中的数字音讯处理参数和系统控制参数进行设定。但是S3C44B0X 中没有设该专用接口,可透过通用I/O 埠进行扩充。S3C44B0XIIS的接口电路如下:

3-13音频编码器(UDA1341TS)S3C44B0X的连接

3.2.7 Flash

ARM 嵌入式开发环境提供了一块16MBFlash硬盘,芯片型号为K9F2808。其芯片选择信号为nGCS1,并用通用I/O GP6GP7PF3PF4 分别连接K9F2808 ALECLE R/BCE 埠;用户可将硬盘与USB 接口一起用在数据储存使用,也可将用户自己的程序及数据存储到硬盘中。其具体应用有:  将采集到的数据存储到硬盘中,并可以将这些资料透过USB 上传到PC 主机上进行备份或分析;  将某系统的参数设定存储于硬盘中,并可在系统执行时实时修改,掉电保护等;当系统程序代码量十分巨大,无法在2MB FLASH 闪存中执行时,可把程序代码存放在硬盘中,在系统上电时,透过执行在FLASH 闪存中的启动程序代码调入大容量的SDRAM 中执行,此功能对执行大核心操作系统的应用程序十分有用。

3.2.8 IDE接口

该接口是一个通用的8bit\16bit 总线扩充端口,可挂硬盘或CF 卡(compact Flash 卡),以及用户自已扩充的外围组件。接口连接到硬盘或CF卡时,LED_D4即硬盘工作指示灯变亮。该接口占用了CS3CS4CS5 三个芯片选择信号及EXINT4EXINT5两个外部中断。

LCD与S3C44B0X的连接

S3C44B0XLCD的接口示范电路如下:

SAMSUNG DISPLAY DEVICES COUG-32F04(320*240 mono STN LCD),LTD(参考图3-14)

——TL49CAN 可以用来产生VEE(-25V).

SAMSUNG DISPLAY DEVICES COUG-32F03A(320*240 mono STN LCD),LTD(参考图3-15)

——VEELCD模块的电路产生.

——VL是典型的2.4V

——DISPON   H:显示开启,L:显示关闭

——nEL_ON   H:EL关闭, L:EL关闭

KYOCERA CoKHS038AA1AA-G24(256 color STN  LCD),(参考图3-16)

——DISP信号可以通过通用I/O口、电源控制电路或nRESET电路产生

——V1-V5可以通过LCD手册推荐的电源电路提供。

3-14 UG-32F04S3C44B0X连接(320*240 mono STN LCD

 

3-15.UG24U03AS3C44B0X连接(320*240 mono STN LCD

3-16.KHS038AA1AA-G24S3C44B0X连接(256 color STN LCD

3.2.9 TSP(触摸屏)与S3C44B0X接口电路

典型的TSP包含两个电阻(x轴电阻,y轴电阻),所以,TSP设备有四个终端,读x方向,Q1Q2开启Q3Q4关闭,所以x方向的值能够通过AIN1读出;读y方向,Q3Q4开启、Q1Q2关闭,所以ADC能够从AIN0读出y方向的值。PEN_INT能够用来知道TSP有没有被接触。

 

 

3-17.TSPS3C44B0X的接口电路

 

3.2.10支持调试器的系统设计

3-18  20JTAG接口设计

3-19  14JTAG接口设计


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