第4章 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

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）

分类和特点 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

分类和特点 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

分类和特点 内核 公司 处理器 ARM7TDMI(-s) 三星 S3C44B0X\S3C4510 飞利浦 LPC2000系列 ATMEL 意法半导体 STR71x\STR73x ARM720T Cirrus EP7312 现代 HMS30C7202 ARM920T S3C2410\S3C2440 EP9312\EP9315 AT91RM9200 XScale Intel PXA255\PXA27x 流行的通用ARM处理器

分类和特点 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

分类和特点 2 应用处理器 具有MMU 支持SDRAM 具有LCD控制器 具有DMA 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。

分类和特点 3. 数字信号处理器 4. 消费类电子的嵌入式芯片 5. 安全芯片 （使用协处理器和DSP等方式提高运算能力） （较强的专业性） （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

处理器的数据手册 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 中断控制单元 GPIO 定时器 (Timer) UART (通用串行收发机) （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)

4.2 S3C44B0X 处理器 S3C44B0X概述 S3C44B0X处理器组成与框图 ARM7TDMI核心 S3C44B0X功能部件

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

S3C44B0X处理器组成与框图

S3C44B0X处理器组成与框图 S3C44B0X的组成 组成部分 描述 核心部件 嵌入式处理器不仅包括CPU，也包括了其它的部分。核心部件包括处理器的核心、片内总线、时钟电源模块。核心部件是整个处理器运行的基础。 总线上的部件 S3C44B0X的总线部件包括了在系统总线上部件 外设器件 外设总线是S3C44B0X的二级总线，通过总线桥挂接在一级总线上。

ARM7TDMI核心

S3C44B0X内存控制器

S3C44B0X中断控制器 异常向量表： ResetEntry b ResetHandler b HandlerUndef b HandlerSWI b HandlerPabort b HandlerDabort b . b HandlerIRQ b HandlerFIQ

S3C44B0X中断控制器

S3C44B0X GPIO 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 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

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

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，ARMv5E内核，外围控制器众多，具有高集成度高性能的特点。 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

PXA处理器组成与框图 PXA27x功能框图

PXA处理器组成与框图 Xscale核心

PXA系统存储器接口 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[0x0000 0000]开始的6个64M Static Memory空间； SDRAM的空间： [0xA000 0000]-[0xB000 0000]的4个64M的SDRAM空间，在PXA27x设置1G模式后使用[0x8000 0000] -[0xC000 0000] 的4个256M的SDRAM空间； 卡空间： 从地址[0x2000 0000] -[0x4000 0000]的2个256M的卡空间； 内部寄存器空间： [0x4000 0000]- [0x4C00 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） 串口类型 描述 传输速度 引脚、 全功能UART 包含RS232的全部8个引脚 230.4Kb/s TxD（发送）和RxD（接收） CTS（清除发送）和RTS（请求发送） DTR（数据终端就绪） DCD（载波检测） DSR（数据设置就绪） RI（振铃检测） 蓝牙UART 可以连接蓝牙模块具有Modem控制引脚 921.6Kb/s 标准UART 标准2引脚串口

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。 PXA27x 的LCD控制器叠加层和基本层的硬件叠加，提供硬件从YCbCr到RGB颜色空间的转换。

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