第三章 ARM9芯片S3C2410片上资源

主要内容： 3.1 S3C2410处理器介绍 3.2 S3C2410处理器片上资源的定义和使用 3.3 参考软件项目2410test.mcp

3.1 S3C2410处理器介绍 本节介绍S3C2410处理器的体系结构、特点和应用领域，AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture)片上总线协议、AHB(dvanced High Performance Bus)高级高性能总线 、APB (Advanced Peripheral Bus)外围总线、总线特点和应用，存储器存储空间映射等。

S3C2410微处理器是一款由Samsung公司为手持设备设计的低功耗、高度集成的基于ARM920T核的微处理器。为了降低系统总成本和减少外围器件，这款芯片中还集成了下列部件：16KB指令Cache、16KB数据Cache、MMU、外部存储器控制器、LCD(Liquid Crystal Display)控制器(STN和TFT)、NAND Flash控制器、4个DMA通道、3个UART通道、1个I2C(双向二线制同步串行总线)总线控制器、1个I2S总线控制器，以及4个PWM定时器和一个内部定时器、通用I/O口、实时时钟、8通道10位ADC和触摸屏接口、USB主、USB从、SD/MMC卡接口等。现在它广泛应用于PDA、移动通讯、路由器、工业控制等领域，其内部结构如图3-1所示。

图3-1 S3C2410X结构框图

3.1.1 AMBA、AHB、APB 总线特点 AMBA规范主要包括AHB(Advanced High performance Bus)系统总线和APB(Advanced Peripheral Bus)外围总线。

AMBA 2.0规范包括四个部分：AHB、ASB、APB和Test Methodology。AHB的相互连接采用了传统的带有主模块和从模块的共享总线，接口与互连功能分离，这对芯片上模块之间的互连具有重要意义。AMBA已不仅是一种总线，更是一种带有接口模块的互连体系。下面将简要介绍比较重要的AHB和APB总线。

3.1.2 S3C2410处理器体系结构 . ARM920T核，16位/32位RISC结构和ARM精简指令集； . ARM MMU，支持Windows CE, Linux等操作系统； . 指令Cache、数据Cache、写缓冲； . 支持ARM调试结构，片上ICE支持JTAG调试方式

3.1.3 S3C2410处理器管理系统 . 支持大端(Big Endian)/小端(Little Endian)模式； . 地址空间为每个内存块128MB(一共1GB)，每个内存块支持8/16/32位数据总线编程； . 8个内存块，6个用于ROM、SRAM和其它，2个用于ROM/SRAM/SDRAM； . 1个起始地址和大小可编程的内存块 (Bank7)； . 7个起始地址固定的内存块（Bank0~Bank6)； . 所有内存块可编程寻址周期； . 支持SDRAM自动刷新模式； . 支持多种类型ROM启动，包括NOR/NAND Flash、EEPROM等。

3.1.4 S3C2410处理器存储器映射 S3C2410的存储空间映射如图3-2所示。

图3-2 S3C2410存储区地址映射

3.1.5 S3C2410处理器时钟和电源管理 1．时钟 S3C2410的主时钟由外部晶振或者外部时钟提供，选择后可以提供3种时钟信号， 分别是CPU使用的FCLK、AHB总线使用的HCLK和APB总线使用的PCLK。 2. 时钟源选择 对时钟源的选择是通过OM[1:2]实现的，如表3-1所示。

表3-1 时钟源选择

S3C2410引脚的OM[3:2]=00时，晶体为MPLL CLK和UPLL CLK提供时钟源；OM[3:2]=01时，晶体为MPLL CLK提供时钟源，EXTCLK为UPLL CLK提供时钟源；OM[32]=10时，EXTCLK为MPLL CLK提供时钟源，晶体为UPLL CLK提供时钟源；OM[3:2]=11时，EXTCLK为MPLL CLK和UPLL CLK提供时钟。

3. 时钟控制逻辑 S3C2410支持HCLK、FCLK和PCLK的按比率选择，其比率是通过时钟分频寄存器CLKDIV中的HDIVN和PDIVN控制的，如表3-2所示。 表3-2 分频设定表

4. 电源管理 S3C2410电源管理模块通过4种模式有效地控制功耗，即正常(Normal)模式、省电(Slow)模式、空闲(Idle)模式和断电(Power-off)模式。 • Normal模式：为CPU和所有的外设提供电源，所有的外设开启，该模式下的功耗最大。这种模式允许用户通过软件控制外设，可以断开提供给外设的时钟以降低功耗。 • Slow模式：采用外部时钟生产FCLK的方式，此时电源的功耗取决于外部时钟。

5. 时钟和电源管理寄存器 S3C2410通过相应控制寄存器实现对时钟和电源的管理，相关寄存器使用参见表3-3。

3.2 S3C2410处理器片上资源的定义和使用 和开发MCS-51单片机一样，S3C2410在头文件2410addr.h中，将S3C2410的所有硬件资源都进行了定义，我们在编写S3C2410的驱动程序时必需引用这个头文件。 2410addr.h将系统所有的资源进行了宏定义，宏的名称就是所定义的寄存器的名字前面加一个小写的“r”，方便记忆。

2410addr.h内容包括：Memory control、USB Host、INTERRUPT、DMA、CLOCK & POWER MANAGEMENT、LCD CONTROLLER、NAND flash、UART、PWM TIMER、USB DEVICE、WATCHDOG TIMER、IIC、IIS、I/O PORT、RTC、ADC、SPI、ISR、SD Interface等，近20类。

3.3 参考软件项目2410test.mcp 在随书提供的资料中，有一个2410test.mcp项目，里面包括几乎所有S3C2410硬件驱动的C语言例子和头文件，仔细阅读这些程序对我们编程有很大参考价值，应熟悉这些程序。 项目主要部分列出如下，并做必要解释：

//-------------------------------------------------------------------------------------------------------- // 引入所有实验所需头文件 //------------------------------------------------------------------------------------------------------- #include <stdlib.h> #include <string.h> #include "def.h" #include "option.h" #include "2410addr.h" #include "2410lib.h"

#include "2410slib.h" #include "2410etc.h" #include "2410IIC.h" #include "2410iis.h" #include "2410int.h" #include "2410RTC.h" #include "2410swi.h" #include "timer.h" #include "adc.h" #include "dma.h" #include "dma2.h" #include "eint.h" #include "extdma.h" #include "k9s1208.h" #include "mmu.h"

#include "nwait.h" #include "sdi.h" #include "stone.h" #include "ts_auto.h" #include "ts_sep.h" #include "usbfifo.h" #include "IrDA.h" #include "lcd.h" #include "lcdlib.h" #include "glib.h" #include "palette.h" #include "spi.h" #include "uart0.h" #include "uart1.h" #include "uart2.h" #include "etc.h" #include "flash.h" #include "idle.h" #include "pd6710.h"

#include "pll.h" #include "power.h" #include "pwr_c.h" #include "stop.h" //---------------------------------------------------------------------------------------------------------- // 定义一个二维的指针数组，数组中第一列是函数名，第二列是函数功能提示 //-------------------------------------------------------------------------------------------------------- void * function[][2]= { //ADC, TSP

(void *)Test_Adc, "ADC ", (void *)Test_DMA_Adc, "ADC with DMA ", (void *)Ts_Sep, "ADC TSP Seperate ", (void *)Ts_Auto, "ADC TSP Auto ", //DMA (void *)Test_DMA, "DMA M2M ", (void *)Test_DMAWorst, "DMA Worst Test ", (void *)Test_Dma0Xdreq, "External DMA ", //EINT (void *)Test_Eint, "External Interrupt ", //IIC (void *)Test_Iic, "IIC(KS24C080)INT ", (void *)Test_Iic2, "IIC(KS24C080)POL ", //IIS

(void *)Record_Iis, "Reco IIS UDA1341 ", (void *)Test_Iis, "Play IIS UDA1341 ", //Interrupt (void *)Test_Fiq, "FIQ Interrupt ", (void *)Change_IntPriorities, "Change INT Priority ", //IrDA (void *)Test_IrDA_Rx, "UART2 IrDA Rx ", (void *)Test_IrDA_Tx, "UART2 IrDA Tx ", //LCD (void *)Test_Lcd_Stn_1Bit, "STN 1Bit ", (void *)Test_Lcd_Stn_2Bit, "STN 2Bit ", (void *)Test_Lcd_Stn_4Bit, "STN 4Bit ", (void *)Test_Lcd_Cstn_8Bit, "CSTN 8Bit ", (void *)Test_Lcd_Cstn_8Bit_On, "CSTN 8Bit On ", (void *)Test_Lcd_Cstn_12Bit, "CSTN 12Bit ", (void *)Test_Lcd_Tft_8Bit_240320, "TFT240320 8Bit ", (void *)Test_Lcd_Tft_8Bit_240320_On, "TFT240320 8Bit On ",

(void *)Test_Lcd_Tft_16Bit_240320, "TFT240320 16Bit ", (void *)Test_Lcd_Tft_8Bit_640480_Bswp, "TFT640480 BSWP ", (void *)Test_Lcd_Tft_8Bit_640480_Palette, "TFT640480 Palette ", (void *)Test_Lcd_Tft_16Bit_640480_Hwswp,"TFT640480 HWSWP ", //Memory //MPLL (void *)Test_PLL, "MPLL Change ", (void *)ChangePLL, "MPLL MPS Change ", (void *)Test_PllOnOff, "MPLL On/Off ", //PMS

(void *)Test_SlowMode, "PMS Slow ", (void *)Test_HoldMode, "PMS Hold ", (void *)Test_IdleMode, "PMS Idle ", (void *)Test_MMUIdleMode, "PMS Idle(MMU) ", (void *)Test_IdleModeHard, "PMS Idle Hard ", (void *)Test_InitSDRAM, "PMS SDRAM Init ", (void *)Test_StopMode, "PMS STOP ", (void *)Test_PowerOffMode, "PMS Power-Off STOP ", (void *)Test_PowerOffMode_100Hz, "PMS Power-Off 100Hz ", (void *)MeasurePowerConsumption, "PMS Measure Power ", //RTC (void *)Test_Rtc_Alarm, "RTC Alarm ", (void *)Display_Rtc, "RTC Display ", (void *)RndRst_Rtc, "RTC Round Reset ", (void *)Test_Rtc_Tick, "RTC Tick ",

//SDI (void *)Test_SDI, "SDI Write/Read ", //SPI (void*) Test_Spi_MS_int, "SPI0 RxTx Int ", (void *)Test_Spi_MS_poll, "SPI0 RxTx POLL ", (void *)Test_Spi_M_Tx_DMA1, "SPI0 Master Tx DMA1 ", (void *)Test_Spi_S_Rx_DMA1, "SPI0 Slave Rx DMA1 ", (void *)Test_Spi_M_Rx_DMA1, "SPI0 Master Rx DMA1 ", (void *)Test_Spi_S_Tx_DMA1, "SPI0 Slave Tx DMA1 ", (void *)Test_Spi_M_Int, "SPI0 Master RxTx INT", (void *)Test_Spi_S_Int, "SPI0 Slave RxTx INT ", //Timer (void *)Test_TimerInt, "Timer Interrupt ", (void *)Test_Timer, "Timer Tout ", //UART

(void *)Test_Uart0_Int, "UART0 Rx/Tx Int ", (void *)Test_Uart0_Dma, "UART0 Rx/Tx DMA ", (void *)Test_Uart0_Fifo, "UART0 Rx/Tx FIFO ", (void *)Test_Uart0_AfcTx, "UART0 AFC Tx ", (void *)Test_Uart0_AfcRx, "UART0 AFC Rx ", (void *)Test_Uart1_Int, "UART1 Rx/Tx Int ", (void *)Test_Uart1_Dma, "UART1 Rx/Tx DMA ", (void *)Test_Uart1_Fifo, "UART1 Rx/Tx FIFO ", (void *)Test_Uart1_AfcTx, "UART1 AFC Tx ", (void *)Test_Uart1_AfcRx, "UART1 AFC Rx ", (void *)Test_Uart2_Int, "UART2 Rx/Tx Int ", (void *)Test_Uart2_Dma, "UART2 Rx/Tx DMA ", (void *)Test_Uart2_Fifo, "UART2 Rx/Tx FIFO ", //USB

(void *)Test_USBFIFO, "USB FIFO Test ", //WDT (void *)Test_WDT_IntReq, "WDT INT Request ", //ETC (void *)Test_XBREQ, "External Bus Reqest ", (void *)Test_NonalignedAccess, "NonAlgined Access ", (void *)Test_PD6710, "PC Card (PD6710) ", (void *)ReadPageMode, "Read Page Mode ", (void *)Test_SwiIrq, "SWI ", (void *)Test_WaitPin, "External Wait ", (void *)Test_ISram, "Stone Test ", (void *)Test_NecInterrupt, "ETC NEC Int ", (void *)Test_BattFaultInterrupt, "nBATT_FAULT int ", //NAND, NOR Flash (void *)K9S1208_PrintBadBlockNum, "NAND View Bad Block ", (void *)K9S1208_PrintBlock, "NAND View Page ",

(void *)K9S1208_Program, "NAND Write ", (void *)TestECC, "NAND ECC ", (void *)ProgramFlash, "NOR Flash Program ", 0,0 }; //--------------------------------------------------------------------------------------------------------- // 主程序 void Main(void) { int i; MMU_Init(); //内存管理初始化 ChangeClockDivider(1,1); // 定义FCLK、HCLK，PCLK比例 //1：2：4 ChangeMPllValue(0xa1,0x3,0x1); // FCLK=202.8MHz Port_Init(); //I/O口初始化 Isr_Init(); //中断初始化 Uart_Init(0,115200) ; //选串口0与上位机通信，波特率115200

Uart_Select(0); //选串口0 Check_PowerOffWakeUp(); //唤醒电源进入正常工作状态 while(1) { i = 0; Uart_Printf("%2d:%s",i,function[i][1]); // 在超级终端上显示主菜单 i++; if((int)(function[i][0])==0) //显示结束跳出

{ Uart_Printf("\n"); break; } if((i%4)==0) Uart_Printf("\n"); //每行显示4项 Uart_Printf("\nSelect the function to test : "); //提示：选择某项实验 i = Uart_GetIntNum(); //读实验项目号放i中 Uart_Printf("\n"); //超级终端上显示内容回车换行 rGPGCON = (rGPGCON & 0xfffffcff) | (1<<8);//GPG4做输出 rGPGDAT = (rGPGDAT & 0xffef) | (1<<4); // GPG4输出1控制LCD显示开 if(i>=0 && (i<(sizeof(function)/8)) ) //指针数组function中每行二列指针，每指针占4字节，总实验项数是sizeof(function)/8 ( (void (*)(void)) (function[i][0]) )(); // 将function[i][0]转化为函数的指针并执行该函数，参数为0。