中国矿业大学嵌入式课件6.ppt

嵌入式系统的软硬件框架 1、S3C2410简介 S3C2410是Samsung公司推出的16/32位RISC处理器，主要面向高性价比、低功耗的手持设备应用。S3C2410有S3C2410X和S3C2410A两个型号，A型是X型的改进型，具有更好的性能和更低的功耗。 1、S3C2410内部结构 S3C2410片上资源 S3C2410特性 S3C2410的引脚分布图 总线控制信号 SDRAM/SRAM NAND Flash LCD控制信号 中断控制信号 UART控制信号 IIC-BUS控制信号 触摸屏接口控制信号 USB从接口信号 GPIO 复位和时钟信号 JTAG测试逻辑 电源 芯片及引脚分析 最小系统简介 最小系统框图 电源电路-概述 电源电路-考虑的因素 电源电路-需求分析 电源电路-芯片选型 电源电路-参考电路 时钟电路 时钟电路 复位电路 JTAG调试接口电路 JTAG调试接口电路-14针接口及定义 JTAG调试接口电路-20针接口及定义 JTAG接口电路设计－接口电路 硬件调试 电源、晶振及复位电路调试 S3C2410X扩展系统 存储器系统的层次结构 在这种存储器分层结构中，上面一层的存储器作为下一层存储器的高速缓存。 CPU寄存器就是cache的高速缓存，寄存器保存来自cache的字； cache又是内存层的高速缓存，从内存中提取数据送给CPU进行处理，并将CPU的处理结果返回到内存中； 内存又是主存储器的高速缓存，它将经常用到的数据从Flash等主存储器中提取出来，放到内存中，从而加快了CPU的运行效率。 嵌入式系统的主存储器容量是有限的，磁盘、光盘或CF、SD卡等外部存储器用来保存大信息量的数据。 在某些带有分布式文件系统的嵌入式网络系统中，外部存储器就作为其他系统中被存储数据的高速缓存。 高速缓冲存储器 cache能够减少内存平均访问时间。 Cache可以分为统一cache和独立的数据／程序cache。 当CPU更新了cache的内容时，要将结果写回到主存中，可以采用写通法（write-through）和写回法（write-back）。 写通法是指CPU在执行写操作时，必须把数据同时写入cache和主存。采用写通法进行数据更新的cache称为写通cache。 写回法是指CPU在执行写操作时，被写的数据只写入cache不写入主存。仅当需要替换时，才把已经修改的cache块写回到主存中。采用写回法进行数据更新的cache称为写回cache。 当进行数据写操作时，cache分为两类:读操作分配cache和写操作分配cache 。 对于读操作分配cache，当进行数据写操作时，如果cache未命中，只是简单地将数据写入主存中。主要在数据读取时，才进行cache内容预取。 对于写操作分配cache，当进行数据写操作时，如果cache未命中，cache系统将会进行cache内容预取，从主存中将相应的块读取到cache中相应的位置，并执行写操作，把数据写入到cache中。 存储管理单元 MMU（Memory Manage Unit, 存储管理单元）在CPU和物理内存之间进行地址转换，将地址从逻辑空间映射到物理空间，这个转换过程一般称为内存映射。 MMU主要完成以下工作： （1）虚拟存储空间到物理存储空间的映射。 （2）存储器访问权限的控制。 （3）设置虚拟存储空间的缓冲的特性。 S3C2410的存储器映射 两种类型的Flash Nor Flash，称为或非型闪存，或者NOR闪存 Nand Flash，称为与非型闪存，或者NAND闪存 Nor Flash是在EEPROM基础上发明的。 Intel公司于1983年首次提出，在1988年商品化。 Nand Flash是1989年东芝公司和三星公司发明的。 十几年以来，世界主要闪存生产商分成Nor和Nand两大技术阵营，积极开展研发和生产。 Nor阵营主要有Intel和AMD公司 Nand阵营主要有Toshiba和Samsung公司 Nor Flash和Nand Flash的共同特点 向芯片中写数据必须先将芯片中对应的内容清空，然后再写入。 闪存擦写的次数都是有限的，当闪存的使用寿命快到时，经常会出现写操作失败。 为了延长使用寿命，不要对某个特定区域反复地进行写操作。 闪存的读写操作不仅是一个物理操作，还需要算法支持。一般在驱动程序的内存技术设备（MTD，Memory Technology Drivers）模块中或者在闪存转换层（FTL，Flash Translation Layer）内实现，具体算法同芯片生产商以及芯片信号有关。 闪存驱动 Nor Flash存储器可以进行字节读写，所以在Nor Flash存储器上运行代码基本上不需要软件支持。 Nand Flash存储器由于其物理特