嵌入式硬件及接口開(kāi)發(fā)第4章2本章結(jié)構(gòu)硬件及接口開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述S3C2440A概述芯片功能簡(jiǎn)介內(nèi)核概述和存儲(chǔ)系統(tǒng)GPIO接口UART接口中斷處理系統(tǒng)硬件與接口設(shè)計(jì)電源電路復(fù)位電路實(shí)時(shí)時(shí)鐘A/D工作原理FLASH和SDRAM工作原理I2C的工作原理34-1

ARM應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分兩部分的設(shè)計(jì)是互相關(guān)聯(lián)、密不可分的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要在硬件和軟件的設(shè)計(jì)之間進(jìn)行權(quán)衡與折中。44-1

ARM應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述以ARM開(kāi)發(fā)板為原型，詳細(xì)分析系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)步驟、實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)以及調(diào)試技巧。2440核心資源總線隔離驅(qū)動(dòng)168Pin擴(kuò)展槽網(wǎng)卡設(shè)備LCD驅(qū)動(dòng)音頻電路串口設(shè)備USB設(shè)備PCMCIAIDE/CF卡SD卡接口IO擴(kuò)展電機(jī)等其他資源局部總線擴(kuò)展總線54-2

S3C2440A概述S3C2440A是Samsung公司的一款高性能16/32位RISC微控制器內(nèi)含一個(gè)16/32位ARM920TRISC處理器核該芯片功耗低，性能高，周邊接口豐富。64-2

S3C2440A概述S3C2440A比較重要的片內(nèi)外圍功能模塊包括：外部?jī)?nèi)存控制器LCD接口3個(gè)UART通道/2個(gè)SPI通道4個(gè)DMA通道1個(gè)I2C通道/1個(gè)I2S通道1個(gè)SD卡/MMC卡接口2個(gè)USB主機(jī)接口/1個(gè)USB設(shè)備接口4個(gè)PWM定時(shí)器和1個(gè)內(nèi)部定時(shí)器1個(gè)看門狗定時(shí)器117個(gè)可編程的I/O口/24個(gè)外部中斷源電源控制器，支持Normal、Slow、Idle及Power-off等4種模式。8通道10bitADC和觸摸屏接口帶日歷功能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘帶PLL的片上時(shí)鐘發(fā)生器。系統(tǒng)總線仲裁器

74-2

S3C2440A概述體系結(jié)構(gòu)用于手持設(shè)備或通用嵌入式應(yīng)用的集成系統(tǒng)全16/32的RISC架構(gòu)，內(nèi)含效率高、功能強(qiáng)的ARM920T處理器核增強(qiáng)的ARM架構(gòu)的MMU指令cache、數(shù)據(jù)cache、writebuffer高性價(jià)比、基于JTAG接口的調(diào)試方案84-2S3C2440A概述系統(tǒng)管理器地址空間：每個(gè)bank128Mbytes，總共支持1Gbytes。支持ROM/SRAM、FLASH、DRAM和外部I/O以8/16/32位的方式操作。共有8個(gè)內(nèi)存bank，其中6個(gè)可以用于ROM、SRAM和SDRAM外的其他器件，2個(gè)可以用于ROM、SRAM和SDRAM。從bank0到bank6的起始地址是固定的，bank7的起始地址和大小是可編程的。所有內(nèi)存bank的訪問(wèn)周期都是可編程的。支持外部等待信號(hào)。支持powerdown模式的SDRAM自刷新功能。支持各種類型的bootrom器件：NAND/NORFLASH、EEPROM等94-2

S3C2440A概述CPU內(nèi)核支持ARM和Thumb兩種處理器狀態(tài)。支持大、小兩種字節(jié)序。具有7種操作模式：用戶模式、FIQ快速中斷模式、IRQ外部中斷模式、超級(jí)管理員模式、異常中止模式、系統(tǒng)模式、未定義模式。具有37個(gè)寄存器，其中31個(gè)是通用寄存器，6個(gè)是狀態(tài)寄存器。具有通用的指令構(gòu)造方式。此外，ARM9TDMI還具有5級(jí)整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高。

104-2

S3C2440A概述CPU內(nèi)核ARM920T在ARM9TDMI的基礎(chǔ)上增加了全性能的MMU、16K的數(shù)據(jù)Cache和16K的指令Cache、寫緩沖區(qū)（writebuffer）、WriteBackPATagRAM、32位的高速AMBA總線等構(gòu)件。這些構(gòu)件大大提高了處理器的性能。

114-2

S3C2440A概述S3C2440A存儲(chǔ)系統(tǒng)可通過(guò)軟件選擇大小端地址空間:每個(gè)Bank128Mbytes(總共1GB)除bank0(16/32-bit)外，所有的Bank都可以通過(guò)編程選擇總線寬度=(8/16/32-bit)共8個(gè)banks6個(gè)Bank用于控制ROM,SRAM,etc.剩余的兩個(gè)Bank用于控制ROM,SRAM,SDRAM,etc.7個(gè)Bank固定起始地址；最后一個(gè)Bank可調(diào)整起始地址；最后兩個(gè)Bank大小可編程所有Bank存儲(chǔ)周期可編程控制；124-2

S3C2440A概述S3C2440A存儲(chǔ)器配置134-2

S3C2440A概述Bank6/Bank7地址分布144-3-1

電源電路在該系統(tǒng)中，需要使用5V和3.3V的直流穩(wěn)壓電源S3C2440A及部分外圍器件需3.3V電源，另外部分器件需5V電源系統(tǒng)的輸入電壓為的12V的直流穩(wěn)壓電源。因此需要12V到5V的轉(zhuǎn)換以及5V到3.3V的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)電源電路如下圖所示：154-3-2

復(fù)位電路在系統(tǒng)中，復(fù)位電路主要完成系統(tǒng)的上電復(fù)位和系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)用戶的按鍵復(fù)位功能。復(fù)位電路可由簡(jiǎn)單的RC電路構(gòu)成，也可使用其他的相對(duì)較復(fù)雜，但功能更完善的電路。本系統(tǒng)采用MAX811復(fù)位電路140msMinPower-OnResetPulseWidth164-3-3

GPIOS3C2440包含GPAGPB…GPH端口大部分管腳都是復(fù)用的可通過(guò)相應(yīng)的寄存器配置為I/O模式GPA對(duì)應(yīng)的控制寄存器為：GPACON、GPADATGPB對(duì)應(yīng)的控制寄存器為：GPBCON、GPBDAT、GPBUP大部分I/O可以為被配置為輸入、輸出模式，且可以選擇是否內(nèi)部上拉174-3-3

GPIO要把端口用于I/O端口還是特殊功能端口，可以通過(guò)配置相應(yīng)的控制寄存器實(shí)現(xiàn)。以端口B為例，它的相關(guān)寄存器如下：寄存器地址R/W描述復(fù)位值GPBCON0x56000010R/W端口B配置寄存器0x0GPBDAT0x56000014R/W端口B數(shù)據(jù)寄存器未定義GPBUP0x56000018R/W端口B禁止上拉寄存器0x0184-3-3

GPIO寄存器GPBDAT的0～10位對(duì)應(yīng)端口B的相應(yīng)引腳的輸入、輸出數(shù)據(jù)。寄存器GPBUP的0～10位對(duì)應(yīng)端口B的相應(yīng)引腳內(nèi)部是否上拉。寄存器GPBCON中的相關(guān)位的定義如下：GPBCONBit含義描述GPB10[21:20]00=Input01=Output10=nXDREQ011=reservedGPB9[19:18]00=Input01=Output10=nXDACK011=reserved GPB8[17:16]00=Input01=Output10=nXDREQ111=Reserved GPB7[15:14]00=Input01=Output10=nXDACK111=Reserved GPB6[13:12]00=Input01=Output10=nXBREQ11=Reserved GPB5[11:10]00=Input01=Output10=nXBACK11=Reserved GPB4[9:8]00=Input01=Output10=TCLK011=Reserved GPB3[7:6]00=Input01=Output10=TOUT311=Reserved GPB2[5:4]00=Input01=Output10=TOUT211=Reserved GPB1[3:2]00=Input01=Output10=TOUT111=Reserved GPB0[1:0]00=Input01=Output10=TOUT011=Reserved 194-3-3

GPIOGPIO開(kāi)發(fā)注意事項(xiàng)方向電壓驅(qū)動(dòng)能力輸入阻抗——輸入電流大部分I/O可以為被配置為輸入、輸出模式，且可以選擇是否內(nèi)部上拉204-3-3

LED接口電路對(duì)應(yīng)GPIO接口：nLED_1GPB5nLED_2GPB6nLED_3GPB7nLED_4GPB8214-3-4

串行接口電路在通信領(lǐng)域內(nèi)，有兩種數(shù)據(jù)通信方式：并行通信和串行通信串口的數(shù)據(jù)傳輸是以串行方式進(jìn)行的。串口在數(shù)據(jù)通信中，一次只傳輸一個(gè)比特的數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)的傳輸速度用bps或波特率來(lái)描述。224-3-4串行接口電路單工、半雙工和全雙工單工（Simplex)特點(diǎn)：僅能進(jìn)行一個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送半雙工（HalfDuplex）特點(diǎn)：數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上進(jìn)行傳送，但是這種傳送絕不能同時(shí)進(jìn)行。【雙向，但不同時(shí)】全雙工（FullDuplex）特點(diǎn)：能夠在兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳輸率每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，單位為bps（bitpersecond）也稱比特率。。234-3-4

串行接口電路異步方式與同步方式

同步通信方式（Synchronous）所用的數(shù)據(jù)格式?jīng)]有起始位、停止位，一次傳送的字符個(gè)數(shù)可變。在傳送前，先按照一定的格式將各種信息裝配成一個(gè)包，該包包括供接收方識(shí)別用的同步字符一個(gè)或兩個(gè)，其后緊跟著要傳送的n個(gè)字符，再后就是校驗(yàn)字符。發(fā)送和接收的雙方采用同一時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)異步通信。異步方式（Asynchronous）：也稱“起止同步式”。依靠檢測(cè)起始位來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送與接收方的時(shí)鐘自同步。1/00011…15-8位數(shù)據(jù)位1/0停止位或空閑位1…1起始位奇偶校驗(yàn)第n個(gè)字符空閑位第n+1個(gè)字符低位高位244-3-4

串行接口電路硬件流控制如果打開(kāi)串口硬件流控制后，串口A只有在nCTS被（串口B的nRTS）激活后才能把數(shù)據(jù)發(fā)送出去；當(dāng)串口A可以接收數(shù)據(jù)時(shí)，激活nRTS254-3-4串行接口電路S3C2440UART提供3個(gè)獨(dú)立的異步串行通信端口皆可工作與DMA模式和中斷模式可以使用外部時(shí)鐘提高傳輸速率每個(gè)單元包含一個(gè)16字節(jié)的FIFO支持可編程波特率支持紅外發(fā)送與接收支持1個(gè)或2個(gè)停止位，5位/6位/7位/8位/數(shù)據(jù)寬度和奇偶校驗(yàn)264-3-4

UART接口功能模塊274-3-4串行接口電路284-3-4串行接口電路下面列出S3C2440AUART相關(guān)的控制寄存器，具體位含義見(jiàn)S3C2440A芯片手冊(cè)UART行控制器ULCONnUART模式控制寄存器UCONnUARTFIFO控制寄存器UFCONnUARTMODEM控制寄存器UMCONn發(fā)送寄存器UTXH和接收寄存器URXH波特率分頻寄存器UBRDIV294-3-5中斷的基本概念CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送控制方式(即I/O控制方式)，通常有以下三種：程序控制方式中斷方式DMA方式(DirectMemoryAccess)中斷定義在程序運(yùn)行中，出現(xiàn)了某種緊急事件，CPU必須中止現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去處理此緊急事件(執(zhí)行中斷服務(wù)程序)，并在處理完畢后再返回運(yùn)行程序的過(guò)程。304-3-5

中斷的過(guò)程中斷請(qǐng)求中斷仲裁中斷響應(yīng)中斷處理中斷返回314-3-5

S3C2440A的中斷過(guò)程S3C2440A中斷控制器包含60個(gè)中斷控制源，這些中斷源來(lái)自于外設(shè)如：定時(shí)器，DMA控制器，UART，I2C，外部中斷EINT等。324-3-5

S3C2440A中斷源334-3-5

S3C2440A中斷優(yōu)先級(jí)控制344-3-5

S3C2440A中斷相關(guān)的寄存器下面列出S3C2440A中斷相關(guān)的寄存器，具體位含義見(jiàn)S3C2440A手冊(cè)

源掛起寄存器SRCPND中斷模式寄存器INTMOD中斷屏蔽寄存器INTMASK中斷優(yōu)先級(jí)寄存器PRIOPITY中斷掛起寄存器INTPND確認(rèn)中斷源寄存器INTOFFSET子中斷源源掛起寄存器SUBSRCPND子中斷屏蔽寄存器INTSUBMASK354-3-5

4按鍵接口電路對(duì)應(yīng)GPIO接口：EINT8GPF0EINT11GPF3EINT13GPG5EINT14GPG6EINT15GPG7EINT19GPG11364-3-6

實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)時(shí)時(shí)鐘（REALTIMECLOCK）英文縮寫也叫RTC計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常需要一個(gè)能夠記錄時(shí)間的功能單元，在系統(tǒng)關(guān)閉后依然可以記錄時(shí)間，這個(gè)功能單元就叫實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元。實(shí)時(shí)時(shí)鐘通?？梢蕴峁┠?、月、日、時(shí)、分、秒等信息。有些還可以提供定時(shí)等功能。

374-3-6

實(shí)時(shí)時(shí)鐘BCD碼的年、月、日、星期、小時(shí)、分鐘、秒輸出功能Alarm定時(shí)喚醒功能獨(dú)立的電源供電管腳(RTCVDD)為RTOS提供毫秒級(jí)的定時(shí)時(shí)鐘晶振選取32.768KHZ384-3-6

實(shí)時(shí)時(shí)鐘BCD碼的年、月、日、星期、小時(shí)、分鐘、秒輸出TICK定時(shí)閏年產(chǎn)生器復(fù)位寄存器（RTCRST）1HZ128HZ控制寄存器（RTCCON）XTALTICNTEXTAL215分頻時(shí)鐘發(fā)生時(shí)鐘器SECMINHOURDATEDAYMONYEAR報(bào)警產(chǎn)生器(RTCALM)ALMINTPWDNPMWKUP394-3-6

S3C2440A實(shí)時(shí)時(shí)鐘相關(guān)的寄存器下面列出S3C2440A實(shí)時(shí)時(shí)鐘相關(guān)的寄存器，具體位功能參考S3C2440A手冊(cè)RTC控制寄存器RTCCONTick時(shí)鐘數(shù)值寄存器TICNTRTC警報(bào)控制寄存器RTCRST復(fù)位控制寄存器時(shí)間寄存器BCDSEC、BCDMIN、MINDATA、BCDHOUR、BCDDATE、BCDDA、BCDMON、BCDYEAR404-3-8

A/D轉(zhuǎn)換概念A(yù)/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，被廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域常見(jiàn)A/D轉(zhuǎn)換器分類：積分型積分型AD工作原理是將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)間(脈沖寬度信號(hào))或頻率(脈沖頻率)，然后由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器獲得數(shù)字值。其優(yōu)點(diǎn)是用簡(jiǎn)單電路就能獲得高分辨率，但缺點(diǎn)是由于轉(zhuǎn)換精度依賴于積分時(shí)間，因此轉(zhuǎn)換速率極低。初期的單片AD轉(zhuǎn)換器大多采用積分型，現(xiàn)在逐次比較型已逐步成為主流。逐次比較型逐次比較型AD由一個(gè)比較器和DA轉(zhuǎn)換器通過(guò)逐次比較邏輯構(gòu)成，從MSB開(kāi)始，順序地對(duì)每一位將輸入電壓與內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng)n次比較而輸出數(shù)字值。其電路規(guī)模屬于中等。其優(yōu)點(diǎn)是速度較高、功耗低，在低分辯率（<12位）時(shí)價(jià)格便宜，但高精度（>12位）時(shí)價(jià)格很高。

并行比較型/串并行比較型并行比較型AD采用多個(gè)比較器，僅作一次比較而實(shí)行轉(zhuǎn)換，又稱FLash(快速)型。由于轉(zhuǎn)換速率極高，n位的轉(zhuǎn)換需要2n-1個(gè)比較器，因此電路規(guī)模也極大，價(jià)格也高，只適用于視頻AD轉(zhuǎn)換器等速度特別高的領(lǐng)域。414-3-8

A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)分辯率(Resolution)指數(shù)字量變化一個(gè)最小量時(shí)模擬信號(hào)的變化量轉(zhuǎn)換速率(Conversion

Rate)是指完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的AD轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間的倒數(shù)。積分型AD的轉(zhuǎn)換時(shí)間是毫秒級(jí)屬低速AD，逐次比較型AD是微秒級(jí)屬中速AD，全并行/串并行型AD可達(dá)到納秒級(jí)。量化誤差(Quantizing

Error)

由于AD的有限分辯率而引起的誤差偏移誤差(Offset

Error)輸入信號(hào)為零時(shí)輸出信號(hào)不為零的值滿刻度誤差(Full

Scale

Error)

滿度輸出時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)與理想輸入信號(hào)值之差。線性度(Linearity)實(shí)際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移，不包括以上三種誤差。424-3-8

S3C2440AA/D轉(zhuǎn)換器精度:10-bit集成的線性誤差:±2.0LSB最大轉(zhuǎn)換率:500KSPS低功耗電壓:3.3V模擬量輸入信號(hào)范圍:0~3.3V片上采樣－保持電路8通道434-3-8

ADC內(nèi)部功能模塊電路圖

444-3-8

S3C2440AA/D轉(zhuǎn)換器觸摸屏的原理：電阻式觸摸屏是一種傳感器，它將矩形區(qū)域中觸摸點(diǎn)(X,Y)的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓。454-3-8

S3C2440AA/D轉(zhuǎn)換器觸摸屏的原理：電阻式觸摸屏是一種傳感器，它將矩形區(qū)域中觸摸點(diǎn)(X,Y)的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓。464-3-8

S3C2440AA/D轉(zhuǎn)換器四線觸摸屏的等效電路：沒(méi)按下的等效電路等待中斷的等效電路474-3-8

S3C2440AA/D轉(zhuǎn)換器四線觸摸屏的等效電路：讀x軸的等效電路 讀y軸的等效電路484-3-8

S3C2440AA/D轉(zhuǎn)換器相關(guān)的寄存器下面列出S3C2440AA/D轉(zhuǎn)換器相關(guān)的寄存器，具體位含義參見(jiàn)S3C2440A手冊(cè)A/D控制寄存器ADCCONADC觸摸屏控制器ADCTSCADC間隔時(shí)間寄存器ADCDLYADC轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器ADCDAT0494-3-8

一路AD采樣電路

504-3-8

Flash存儲(chǔ)器及接口電路Flash存儲(chǔ)器是內(nèi)存（Memory）的一種，但兼有RAM和ROM的優(yōu)點(diǎn)，是一種可在系統(tǒng)（In-System）進(jìn)行電擦寫，掉電后信息不丟失的存儲(chǔ)器，同時(shí)它的高集成度和低成本使它成為市場(chǎng)主流。Flash具有低功耗、大容量、擦寫速度快、可整片或分扇區(qū)在系統(tǒng)編程（燒寫）、擦除等特點(diǎn)，并且可由內(nèi)部嵌入的算法完成對(duì)芯片的操作，因而在各種嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。作為一種非易失性存儲(chǔ)器，F(xiàn)lash在系統(tǒng)中通常用于存放程序代碼、常量表以及一些在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。514-3-8

Flash存儲(chǔ)器及接口電路NORFlash：程序和數(shù)據(jù)可存放在同一片芯片上，擁有獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線和地址總線，能快速隨機(jī)地讀取，允許系統(tǒng)直接從Flash中讀取代碼執(zhí)行，而無(wú)需先將代碼下載至RAM中再執(zhí)行可以單字節(jié)或單字編程，但不能單字節(jié)擦除，必須以塊為單位或?qū)φ瑘?zhí)行擦除操作，在對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行編程之前需要對(duì)塊或整片進(jìn)行預(yù)編程和擦除操作524-3-8Flash存儲(chǔ)器及接口電路NORFlash接口（現(xiàn)代的29LV160芯片）：29LV160存儲(chǔ)容量為8M字節(jié)，工作電壓為3.3V，采用56腳TSOP封裝或48腳FBGA封裝，16位數(shù)據(jù)寬度。29LV160僅需單3.3V電壓即可完成在系統(tǒng)的編程與擦除操作，通過(guò)對(duì)其內(nèi)部的命令寄存器寫入標(biāo)準(zhǔn)的命令序列，可對(duì)Flash進(jìn)行編程（燒寫）、整片擦除、按扇區(qū)擦除以及其他操作。534-3-8

Flash存儲(chǔ)器及接口電路NORFlash接口（現(xiàn)代的29LV160芯片）：544-3-8Flash存儲(chǔ)器及接口電路NORFlash命令Flash的命令很多，但常用到的命令就3種：識(shí)別、擦除、編程命令。554-3-8Flash存儲(chǔ)器及接口電路NORFlash擦除命令要對(duì)NORFlash進(jìn)行寫操作，就一定要先進(jìn)行擦除操作。NORFlash的擦除都是以塊（Sector）為單位進(jìn)行的，但是每一種型號(hào)的Flash的Sector的大小不同即使在同一片的Flash內(nèi)，不同Sector的大小也是不完全一樣的。564-3-8

Flash存儲(chǔ)器及接口電路NANDFlash：以頁(yè)為單位進(jìn)行讀寫操作，1頁(yè)為256B或512B；以塊為單位進(jìn)行擦除操作，1塊為4KB、8KB或16KB。具有快編程和快擦除的功能數(shù)據(jù)、地址采用同一總線，實(shí)現(xiàn)串行讀取。隨機(jī)讀取速度慢且不能按字節(jié)隨機(jī)編程芯片尺寸小，引腳少，是位成本（bitcost）最低的固態(tài)存儲(chǔ)器芯片存儲(chǔ)位錯(cuò)誤率較高，推薦使用ECC校驗(yàn)，并包含有冗余塊，其數(shù)目大概占1%，當(dāng)某個(gè)存儲(chǔ)塊發(fā)生錯(cuò)誤后可以進(jìn)行標(biāo)注，并以冗余塊代替574-3-8

Flash存儲(chǔ)器及接口電路NANDFlash接口與NORFlash相比較，其數(shù)據(jù)線寬度只有8bit，沒(méi)有地址總線，I/O接口可用于控制命令和地址的輸入，也可用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出，多了CLE和ALE來(lái)區(qū)分總線上的數(shù)據(jù)類別。信號(hào)類型描述CLEO命令鎖存使能ALEO地址鎖存使能nFCEONANDFlash片選NFREONANDFlash讀使能nFWEONANDFlash寫使能NCONINANDFlash配置R/nBINANDFlashReady/Busy584-3-8

Flash存儲(chǔ)器及接口電路NANDFlash接口NANDFLASH主要以頁(yè)（page）為單位進(jìn)行讀寫，以塊(block)為單位進(jìn)行擦除。FLASH頁(yè)的大小和塊的大小因不同類型塊結(jié)構(gòu)而不同，塊結(jié)構(gòu)有兩種小塊和大塊小塊：小塊NANDFLASH包含32個(gè)頁(yè)，每頁(yè)512+16字節(jié)；大塊NANDFLASH包含64頁(yè)，每頁(yè)2048+64字節(jié)。594-3-8

Flash存儲(chǔ)器及接口電路NANDFlash的壞塊NANDFlash出廠時(shí)就有可能帶有壞塊使用過(guò)程中可能出現(xiàn)新的壞塊壞塊是隨機(jī)分布的需要使用時(shí)采取合適的方式檢測(cè)處理壞塊604-3-8

Flash存儲(chǔ)器及接口電路NANDFlash的ECC校驗(yàn)除了硬壞塊，NANDFlash還會(huì)出現(xiàn)如位交互等問(wèn)題需要使用錯(cuò)誤探測(cè)/錯(cuò)誤更正的EDC/ECC算法S3C2440的NAND控制器帶有硬件校驗(yàn)功能614-3-8

Flash存儲(chǔ)器及接口電路S3C2440A處理器擁有專門針對(duì)NAND設(shè)備的接口，可以很方便地和NAND設(shè)備對(duì)接。雖然NAND設(shè)備的接口比較簡(jiǎn)單，容易接到系統(tǒng)總線上，但2440處理器針對(duì)NAND設(shè)備還集成了硬件ECC校驗(yàn)，這將大大提高NAND設(shè)備的讀寫效率。當(dāng)沒(méi)有處理器的ECC支持時(shí)，就需要由軟件來(lái)完成ECC校驗(yàn)，這將消耗大量的CPU資源，使讀寫速度下降。

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Flash存儲(chǔ)器及接口電路NOR、NANDFlash比較NAND器件執(zhí)行擦除操作是十分簡(jiǎn)單的，而NOR則要求在進(jìn)行擦除前先要將目標(biāo)塊內(nèi)所有的位都寫為0。由于擦除NOR器件時(shí)是以64～128KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行一個(gè)寫入/擦除操作的時(shí)間為5s，與此相反，擦除NAND器件是以8～32KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行相同的操作最多只需要4ms。NOR的讀速度比NAND稍快一些。NAND的寫入速度比NOR快很多。NAND的4ms擦除速度遠(yuǎn)比NOR的5s快。大多數(shù)寫入操作需要先進(jìn)行擦除操作。NAND的擦除單元更小，相應(yīng)的擦除電路更少。634-3-8

Flash存儲(chǔ)器及接口電路NOR、NANDFlash接口差別NORflash帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來(lái)尋址，可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個(gè)字節(jié)。NAND器件使用復(fù)雜的I/O口來(lái)串行地存取數(shù)據(jù)，共用8位總線。8個(gè)引腳用來(lái)傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息NAND讀和寫操作采用512字節(jié)的頁(yè)和32KB的塊為單位，這一點(diǎn)有點(diǎn)像硬盤管理此類操作，很自然地，基于NAND的存儲(chǔ)器就可以取代硬盤或其他塊設(shè)備。644-3-8Flash存儲(chǔ)器及接口電路NOR、NANDFlash容量和成本NANDflash的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半，由于生產(chǎn)過(guò)程更為簡(jiǎn)單，NAND結(jié)構(gòu)可以在給定的模具尺寸內(nèi)提供更高的容量，也就相應(yīng)地降低了價(jià)格，大概只有NOR的十分之一。NORflash占據(jù)了容量為1～16MB閃存市場(chǎng)的大部分，而NANDflash則用在更大容量的產(chǎn)品當(dāng)中，這也說(shuō)明NOR主要應(yīng)用在代碼存儲(chǔ)介質(zhì)中，654-3-8

NandFlash/NorFlash接口電路664-3-9

SDRAM接口電路SDRAM不具有掉電保持?jǐn)?shù)據(jù)的特性，存取速度大大高于Flash存儲(chǔ)器，且具有讀/寫的屬性因此，SDRAM在系統(tǒng)中主要用作程序的運(yùn)行空間。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，CPU首先從復(fù)位地址0x0處讀取啟動(dòng)代碼，在完成系統(tǒng)的初始化后，程序代碼一般應(yīng)調(diào)入SDRAM中運(yùn)行，以提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度系統(tǒng)及用戶堆棧、運(yùn)行數(shù)據(jù)也都放在SDRAM中。

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SDRAM接口電路SDRAM工作原理684-3-9

SDRAM接口電路SDRAM工作原理通過(guò)電容來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)需要充電防止電容漏電需要不斷刷新SDRAM特點(diǎn)和用途結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單位芯片面積存儲(chǔ)容量大低價(jià)格需要刷新電路相對(duì)靜態(tài)RAM速度較慢主要用作主存694-3-9

SDRAM接口電路SDRAM讀時(shí)序SDRAM讀時(shí)序Burstlength=4CAS延遲=2704-3-9

SDRAM接口電路714-3-10

I2C接口電路I2C使用兩根雙向信號(hào)線來(lái)傳遞數(shù)據(jù)SerialClockLine(SCL)SerialDataAddress(SDA)總線速度分為標(biāo)準(zhǔn)速度100kbps，快速模式400kbps，高速模式3.4Mbps特點(diǎn)是：半雙工，僅需要兩根線（所以又被稱為2-wire總線）724-3-10

I2C總線協(xié)議SDA下降沿跟隨一個(gè)SCL下降沿表示傳輸開(kāi)始SCL上升沿跟隨一個(gè)SDA上升沿表示傳輸結(jié)束主設(shè)備傳送一個(gè)字節(jié)到從設(shè)備734-3-10

I2C總線控制器寄存器下面列出S3C2440