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）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）,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： 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） 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） 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,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,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,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,见P92-P94,ARM7TDMI核心（p94）,S3C44B0X地址空间（P97）,S3C44B0X各部件的详细介绍如下：,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）,S3C44B0X中断控制器功能框图（P103）,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,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P113,4.3 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）。,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： 静态存储器空间： 从地址0 x0000 0000开始的6个64M Static Memory空间； SDRAM的空间： 0 xA000 0000-0 xB000 0000的4个64M的SDRAM空间，在PXA27x设置1G模式后使用0 x8000 0000 -0 xC000 0000 的4个256M的SDRAM空间； 卡空间： 从地址0 x2000 0000 -0 x4000 0000的2个256M的卡空间； 内部寄存器空间： 0 x4000 0000- 0 x4C00 0000，分成外设（Peripherals）、LCD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）,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处理器核简介,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,SecurCore,Xscale,ARM11,Cortex,ARM处理器内核结构,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。,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：,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,结束,