嵌入式系统设计与实例开发——arm与cos-ⅱ基本概念及

嵌入式系统设计与实例开发——arm与cos-ⅱ基本概念及内容摘要：

（ n G C S1 ） SRO M （ n G C S2 ） SRO M （ n G C S3 ） SRO M （ n G C S4 ） SRO M （ n G C S5 ） SRO M/ D RA M/ SD RA M （ n G CS6 ） SRO M/ D RA M/ SD RA M （ N g cs 7 ） 0x1000_0000 0x0 e 00_0000 0 x 0 c0 0 _ 0 0 0 0 0x0 e 00_0000 0x0800_0000 0x0600_0000 0x0400_0000 0x0 2 00_0000 0 x 0 1 c0 _ 0 0 0 0 0x0 0 00_0000 49 系统的存储空间分配  Bank0:两片 512KFlash，放置系统引导程序，系统上电复位后， PC指针自动指向 Bank0的第一个单元，进行系统自举。  Bank1： K9F2808（三星 16Mbyte Flash），非线性寻址。 具体的时序可以参考 K9F2808的 datasheet  Bank2： USBN9603。 USB设备端接口芯片，占用系统外部中断 0。 8位数据总线。  Bank Bank4未接设备。 可以供扩展使用  Bank5： RTL8019AS， ISA总线兼容的 10M以太网（ PHY＋ MAC层）控制芯片。 占用系统外部中断 1， 16位数据总线 50  Bank6： SDRAM，起始地址为 0xC000000。 在 SDRAM中，前 512Kbyte的空间划分出来，作为系统的 LCD显示缓冲区使用（更新其中的数据，就可以更新 LCD的显示）。 系统的程序存储空间从 0xC080000开始。 也就是，引导系统的时候，需要把 0xC080000开始的地址空间，把 PC指针指向 0xC080000。  Bank7：未使用。 可以扩展另一片 SDRAM，或者其他的外设。  系统的同步串行口（ SIO），连接着触摸屏控制芯片 FM7843（与ADS7843完全兼容）。 在同步串行口上，还可以扩展其他的芯片。 靠 IO口控制设备的片选信号（ CS）来防止设备的冲突。  注：系统的扩展接口上， A0的标号，连接在 S3C44B0X的 ADDR1上，后面的地址依次向后错位。 51 本节提要 1 3 2 5 4 6 基于 ARM的硬件系统体系结构 存储器接口设计 网络接口设计 I/O接口设计 人机交互接口设计 其它通讯接口设计 52 S3C44B0X与 FLASH的连接（ Half Word方式） 53  使用 Bank0上的两片 512Kb 2来放置系统 BIOS，系统上电以后，PC指针自动指向 Bank0的第一个单元，开始进行系统自举。 系统自举完成以后，便从硬盘中将系统文件和用户应用程序复制到SDRAM内存中执行。  Bank1上接 16M非线性 Flash，当做系统硬盘使用，可以构造文件系统，存放海量数据。  用 SDRAM当作系统内存，只有 Bank6/Bank7能支持 SDRAM，所以将SDRAM接在 Bank6上。 如果同时使用 Bank6/Bank7，则要求连接相同容量的存储器，而且其地址空间在物理上是连续的。 存储器接口设计 54 关于 BOOT ROM  Bank0：系统的启动 ROM（ Flash Rom）。 在系统复位的时候，处理器的 PC（程序计数器）指针指向 0x0地址。 在 Bank0的起始地址的程序，就是系统的初始化程序。 此程序的主要任务是： 管理处理器的中断服务程序  处理器的中断是从 0x0地址开始，引导 ROM负责把这一部分的中断映射到另一个区域，以便系统处理。 具体的做法，可以参考。 （这部分代码是三星主页可以提供，它把系统的中断，映射到了不同的指针所指向的地址空间（主要就是系统 RAM的空间））。 55 初始化硬件平台，配置其他的 Bank  S3C44B0X的 Bank0是通过外部的一个管脚提供的上拉、下拉电阻来配置的。 主要包括：数据位数（ 8位、 16位、 32位），数据格式（大端、小端）。 而其他的 Bank的配置，以及读写周期等信息是靠Bank0内部的代码配置相应的寄存器来实现的。 同时，系统的引导Rom也负责配置系统的其他的一些寄存器，比如，系统的 PLL（锁频环）配置，系统的 IO口等一些端口功能的配置等等。 56 系统自动检测  引导 Rom负责检测系统的启动所必须的外设是否正常。 主要是系统的 SDRAM的检测。 系统的软件设置，更新系统（ ）  用户可以在系统启动的时候，按任意键，进入系统的软件设置状态。 通过引导 Rom设置或者查看系统的一些软件信息。 包括：通过开启 USB端口；更新系统文件 ； LCD显示测试；演示程序的装载测试；键盘测试；触摸屏的坐标校准；触摸屏测试；以太网地址的设置等 57 本节提要 1 3 2 5 4 6 基于 ARM的硬件系统体系结构 存储器接口设计 网络接口设计 I/O接口设计 人机交互接口设计 其它通讯接口设计 58 嵌入式开发板与 PC机的串行通讯 嵌入式开发板和 PC机的通讯电缆可以按照如图所示的方式连接。 P C235235R S 2 3 2串 行 接 口R S 2 3 2串 行 接 口嵌 入 式开 发 板59 I/O接口设计 I/O接口电路也简称接口电路。 它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。 它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。 设置接口电路的必要性： a)解决 CPU和外围设备之间的时序配合和通信联络问题。 b)解决 CPU和外围设备之间的数据格式转换和匹配问题。 c)解决 CPU的负载能力和外围设备端口选择问题。 60 I/O接口的编址方式 1） I/O接口独立编址：  这种编址方式是将存储器地址空间和 I/O接口地址空间分开设置，互不影响。 设有专门的输入指令（ IN）和输出指令（ OUT）来完成I/O操作。 2） I/O接口与存储器统一编址方式：  这种编址方式不区分存储器地址空间和 I/O接口地址空间，把所有的 I/O接口的端口都当作是存储器的一个单元对待，每个接口芯片都安排一个或几个与存储器统一编号的地址号。 也不设专门的输入 /输出指令，所有传送和访问存储器的指令都可用来对 I/O接口操作。 61 两种编址方式有各自的优缺点 1）独立编址方式：  主要优点：内存地址空间与 I/O接口地址空间分开，互不影响，译码电路较简单，并设有专门的 I/O指令，所以编程序易于区分，且执行时间短，快速性好。  缺点：只用 I/O指令访问 I/O端口，功能有限且要采用专用 I/O周期和专用 I/O控制线，使微处理器复杂化。 2）统一编址方式  主要优点：访问内存的指令都可用于 I/O操作，数据处理功能强；同时 I/O接口可与存储器部分共用译码和控制电路。  缺点：一是 I/O接口要占用存储器地址空间的一部分；二是因不用专门的 I/O指令，程序中较难区分 I/O操作。 62 S3C44B0X的 I/O接口  ARM系统完成 I/O功能的标准方法是使用存储器映射 I/O。 这种方法使用特定的存储器地址。 当从这些地址加载或向这些地址存储时，它们提供 I/O功能。 典型情况下，从存储器映射 I/O地址加载用于输入，而向存储器映射 I/O地址存储用于输出。  S3C44B0X有 71 个多功能输入 \输出管脚，构成了 7个 I/O接口：  两个 9位的输入 /输出接口（ E和 F）  两个 8位的输入 /输出接口（ D和 G）  一个 16位的输入 /输出接口（ C）  一个 10位的输出接口（ A）  一个 11位的输出接口（ B） 63 本节提要 1 3 2 5 4 6 基于 ARM的硬件系统体系结构 存储器接口设计 网络接口设计 I/O接口设计 人机交互接口设计 其它通讯接口设计 64 键盘接口设计  键盘模块键盘可能用来输入数字型数据或者选择控制设备的操作模式。  键盘有两种方案：一是采用现有的一些芯片实现键盘扫描；再就是用软件实现键盘扫描。 嵌入式控制器的功能很强，可能允分利用这一资源。 65 一个瞬时接触开关（ 按钮 ） 放置在每一行与线一列的交叉点。 矩阵所需的键的数目显然根据应用程序而不同。 每一行由一个输出端口的一位驱动， 而每一列由一个电阻器上拉且供给输入端口一位。 + 5 V1 2 34 5 67 89B 1B 2B 3B 1B 2B 3行（ 输 出 端 口 ）列（ 输 入 端 口 ）键盘扫描阵列 66 键盘扫描过程就是让微处理器按有规律的时间间隔查看键盘矩阵，以确定是否有键被按下。 每个键被分配一个称为扫描码的唯一标识符。 应用程序利用该扫描码，根据按下的键来判定应该采取什么行动。  消抖算法：  组合键处理 键盘扫描方法 67 //得到按键的扫描码，格式为 0xXYZW U16 GetScanKey() { U16 key。 U8 i,temp。 for(i=1。 i0x10。 i=1){ //I/O口送出数据 rPDATD|=0xf。 rPDATDamp。 =~i。 key=4。 OSTimeDly(1)。 //操作系统延时 temp=rPDATD。 key|=(temp4)。 } return key。 } 键盘扫描程序 68 LCD接口设计 LCD显示模块 液晶显示是一种被动的显示，它不能发光，只能使用周围环境的光。 它显示图案或字符只需很小能量。 液晶显示所用的液晶材料是一。