S3C2410A微处理器概述
SAMSUNG公司的S3C2410A芯片是一款16/32位的RISC微处理器芯片,芯片内使用了ARM公司的ARM920T内核,采用了称为AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture,先进微处理器总线结构)的总线结构。
S3C2410A芯片组成介绍如下:
- ARM920T,内部包含两个协处理器、单独16KB指令Cache和MMU、单独16KB数据Cache和MMU等
- 存储器控制器,产生对SDRAM/Nor Flash/SRAM存储器芯片的控制和片选逻辑
- Nand Flash控制器
- 中断控制器
- LCD控制器,支持STN及TFT液晶显示器
- 带有外部请求引脚的4通道DMA
- 3通道通用异步收发器(UART),支持红外传输
- 2通道SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)
- 1通道多主IIC总线控制器,1通道IIS总线控制器
- MMC/SD/SDIO主控制器
- 2端口USB主控制器,1端口USB设备控制器(Ver 1.1)
- 4通道脉宽调制(PWM)定时器与1通道内部定时器
- 看门狗定时器
- 117位GPIO端口,其中24通道可用作24路外部中断源
- 电源管理,支持NORMAL、SLOW、IDLE和Power_OFF模式
- 8通道10位ADC与触摸屏接口
- 带日历功能的RTC
- 带锁相环(PLL)的片内时钟发生器
S3C2410A微处理器组成
S3C2410A微处理器组成
S3C2410A组成框图如图所示:
图中,S3C2410A片内组成可以分为三部分:ARM920T、连接在AHB总线上的控制器,以及连接在APB总线上的控制器或外设。
AHB(Advanced High_performance Bus,先进高性能总线)是一种片上总线,用于连接高时钟频率和高性能的系统模块,支持突发传输、支持流水线操作,也支持单个数据传输,所有的时序都是以单一时钟的前沿为基准操作。
APB(Advanced Peripheral Bus,先进外设总线)也是一种片上总线,为低性能、慢速外设提供了较为简单的接口,不支持流水线操作。
4通道DMA与总线桥支持存储器到存储器、I/O到存储器、存储器到I/O、I/O到I/O的DMA传输;它将AHB/APB的信号转换为合适的形式,以满足连接到APB上设备的要求。桥能够锁存地址、数据及控制信号,同时进行二次译码,选择相应的APB设备。
AHB总线连接的控制器简介
存储器控制器
· 支持小端/大端数据存储格式
· 全部寻址空间为1GB,分为8个banks,每个128MB
· bank1~bank7支持可编程的8/16/32位数据总线宽度,bank0支持可编程的16/32位数据总线宽度
· bank0~bank7支持ROM/SRAM,其中bank6和bank7也支持SDRAM
· 每个bank存储器访问周期可编程
· 对ROM/SRAM,支持外部等待信号(nWAIT)扩展总线周期
· 在Power_down,支持SDRAM自己刷新(self_refresh)模式
· 支持使用Nor Flash、EEPROM等作为引导ROM
· 支持存储器与I/O端口统一寻址
Nand Flash控制器
· 支持从Nand Flash存储器进行引导
· 有4KB SRAM内部缓冲区,用于引导时保存从Nand Flash读出的程序
· 支持Nand Flash存储器4KB(引导区)以后的区域作为一般Nand Flash使用
中断控制器
· 支持55个中断源,包括S3C2410A芯片外部,由引脚引入的24个中断源;其余为芯片内部中断源,看门狗(1个)、定时器(5个)、UART(9个)、DMA(4个)、RTC(2个)、ADC(2个)、IIC(1个)、SPI(2个)、SDI(1个)、USB(2个)、LCD(1个)以及电源失效(1个)
· 外部中断源通过编程,可选择中断请求信号使用电平或边沿触发方式
· 电平或边沿触发信号极性可编程
· 对于非常紧急的中断请求,支持快速中断请求FIQ
LCD控制器
LCD控制器支持STN LCD显示以及TFT LCD显示,显示缓冲区使用系统存储器(内存),支持专用LCD DMA将显示缓冲区数据传送到LCD控制器缓冲区。
STN LCD显示特点:
· 支持4位双扫描、4位单扫描、8位单扫描显示类型STN LCD面板
· 支持单色、4灰度级、16灰度级、256色、4096色STN LCD显示
· 支持多种屏幕尺寸,典型的有640×480、320×240、160×160等
· 最大虚拟屏显示存储器空间为4MB,在256色模式,支持的虚拟屏尺寸有4096×1024、2048×2048、1024×4096等
TFT LCD显示特点:
· 支持1、2、4或8 BPP(Bit Per Pixel)面板彩色显示
· 支持16 BPP真彩显示
· 在24 BPP模式,支持最大16M色
· 支持多种屏幕尺寸,典型的有640×480、320×240、160×160等
· 最大虚拟屏显示存储器空间为4MB,在64K色模式,支持的虚拟屏尺寸有2048×1024等
USB主控制器
· 2个端口的USB主(Host)控制器
· 兼容OHCI Rev 1.0
· 兼容USB V 1.1
· 支持低速和全速设备
时钟与电源管理
· S3C2410A片内有MPLL(Main Phase Locked Loop,主锁相环)和UPLL(USB PLL,USB锁相环)
· UPLL产生的时钟用于USB主/设备控制器操作
· MPLL产生的时钟在内核供电电压为2.0V时,最大频率为266MHz
· 时钟信号能够通过软件有选择地送到(或不送)每个功能模块
· 电源管理支持NORMAL、SLOW、IDLE和Power_OFF模式
· 由EINT[15:0]或RTC报警中断,能够从Power_OFF模式中将MCU唤醒
ExtMaster
对由S3C2410A芯片外部另一个总线主设备提出,并送到S3C2410A的请求控制局部总线的请求,以及S3C2410A的响应,进行管理。
APB总线连接的部件简介
- 通用异步收发器(UART 0、1、2)
· 3通道UART,支持基于查询、基于DMA或基于中断方式操作
· 支持5/6/7/8位串行数据发送/接收(Tx/Rx)
· 支持外部时钟(UEXTCLK)用于UART操作
· 可编程的波特率
· 支持红外通信协议IrDA 1.0 - 通用I/O端口(GPIO)
· GPIO端口共有117位,其中24位可用于外部中断请求源
· 通过编程,可以将各端口的不同位,设置为不同功能 - 定时器/脉宽调制
· 4通道16位脉宽调制定时器,1通道16位内部定时器,均支持基于DMA或基于中断方式操作 - 实时时钟(RTC)
- 看门狗定时器(WDT)
- A/D转换器与触摸屏
- IIC(Intel Integrated Circuit,内部集成电路)总线接口
- IIS(Intel IC Sound,集成电路内部声音)总线接口
- SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)
- MMC/SD/SDIO主控制器
- USB设备控制器
操作电压、频率和封装
- 操作电压
- 内核:1.8V,用于S3C2410A-20,最高200MHz
2.0V,用于S3C2410A-26,最高266MHz - 存储器与I/O:3.3V
- 内核:1.8V,用于S3C2410A-20,最高200MHz
- 操作频率
- 最高到266MHz
- 芯片封装
3C2410A芯片封装
S3C2410A芯片封装形式
S3C2410A芯片有272个引脚,FBGA封装。
每个引脚所在行、列对应的字母、数字,是分配给该引脚的编号,例如左下引脚为A1,左上引脚为U1。
特殊功能寄存器(Special Function Registers,SFR),有时也称特殊寄存器或专用寄存器。占用存储器空间地址为0x48000000~0x5FFFFFFF的一片区域,称为SFR Area(特殊功能寄存器区域),这些寄存器均在S3C2410A芯片内部,它们的含义和功能在第5章~第13章中分别讲述。
3C2440简介
S3C2440A以 ARM920T为核心,采用0.13um CMOS标准单元和存储器编译器开发。
S3C2440A的CPU内核ARM920T是一高性能的32位RISC处理器,内部实现了MMU,AMBA总线,和哈佛缓存架构与独立的16KB指令和16KB数据高速缓存。
它的低功耗,简单,优雅和全静态设计特别适合于成本和功耗敏感的应用。
参考文献:文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-518587.html
孟祥莲.嵌入式系统原理及应用教程(第2版)[M].北京:清华大学出版社,2017.文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-518587.html
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