ARM硬件结构.ppt

Processor-local bus Micro- processor Cache Memory controller DMA controller Bridge Peripheral Peripheral Peripheral Peripheral bus 嵌入式系统总线 2.11 ARM片上总线AMBA AMBA是ARM公司公布的总线标准，AMBA定义了3种总线： ASB（Advanced System Bus）：是目前ARM常用的系统总线，用于连接高性能系统模块，它支持突发数据传输模式。 AHB（Advanced High-performance Bus）：用于连接高性能系统模块。它支持突发数据传输方式及单个数据传输方式，所有时序参考同一个时钟沿。在高性能ARM系统（如：ARM1020E）中，AHB有逐步取代ASB的趋势。 APB（Advance Peripheral Bus）：是一个简单接口支持低性能的外围接口。 通过AMBA组成的系统如下图所示： 2.11 ARM片上总线AMBA 测试接口 ARM CPU SDRAM Control SRAM LCD Control 桥 并行接口 串行 接口 Timer UART 基于AMBA总线的典型系统 AMBA总线 － S3C44b0X 2.12 ARM的I/O结构 ARM架构中的处理器核一般都没有I/O部件和模块，ARM架构处理器的I/O可通过AMBA总线来扩充。 （1）存储器映射I/O ARM采用了存储器映射I/O方式。即把I/O端口地址作为特殊的存储器地址。但I/O和真正的存储器有所不同：存储器的单元可以重复读多次，其值是一致的。而I/O设备的连续2次输入，其输入值可能有所不同。这些差异，会影响到存储器系统中的Cache和写缓冲作用，因此应该把存储器映射I/O单元标识为非Cache（Uncachable）和非缓冲的（Unbufferable）。在许多ARM架构系统里，I/O单元对于用户码是不可访问的，只可以通过系统管理调用（SWI）或通过C的库函数来使用这些调用。 ARM的I/O结构 （2）直接存储器访问DMA 在I/O数据流量比较大且中断处理比较频繁的场合，会明显影响系统的性能。因此，许多系统采用了存储器直接访问DMA , 这样，I/O的数据块传送至存储器的缓冲区就不需要处理器介入。而中断也仅仅出现在出错时或缓冲器满时。 一般一些高档的ARM架构处理器中具有DMA功能。 2.13 基于ARM核的芯片选择 （1）从应用的角度上ARM芯片选择的一般原则 处理器速度：ARM7 工作频率在20-100MHz，速度为0.9MIPS/MHz；ARM9的芯片工作频率一般为200MHz，速度为1.1MIPS/MHz； ARM10的芯片工作频率可以达到700MHz。应选择满足应用要求的ARM芯片。 内置存储器容量 ：如果系统不需要大容量存储器，且一些产品对PCB面积要求非常严格，要求所设计的PCB面积很小，就要考虑片内有存储器的芯片。如：OKI的ML67Q4001，内部有256K的Flash；ATMEL的AT91FR40162，内部有2M的Flash和256KSRAM。 MMU ：是否使用WinCE和Linux，如果使用则需要带MMU（如：ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T）。ARM7TDMI不带MMU，但uCLinux也能用。 2.13 基于ARM核的芯片选择 USB接口：有些ARM芯片内置USB控制器 GPIO数量：有些是与地址线、数据线和串口线等复用。 中断控制器：ARM内核只提供快速中断FIQ和标准中断IRQ两个中断向量，但各个半导体厂家在设计芯片时，加入了自己不同的中断控制器来支持串口中断、外部中断、定时中断等硬件中断。选择具有合适的中断控制器的芯片能在很大程度上减少任务调度的工作量。 如：PHILIPS的SAA7750，所有GPIO都可设置成FIQ或IRQ，并且可选择上升沿、下降沿、高电平、低电平四种方式。这对红外遥控接收和键盘等任务都很方便。 IIS（Integrate Interface of Sound）音频接口 nWAIT信号 ：这是外部总线速度控制信号。利用该信号与GAL就可以实现与WLAN卡和Bluetooth卡接口，而不需要专用控制芯片。当需要外部扩展DSP协处理器时该信号也是必须的。 2.13基于ARM核的芯片选择 RTC（Real Time Clock）：如SAA7750和S3C2410等ARM芯片的RTC直接提供了年、月、日、时、分、秒格式。 LCD控制器：一些ARM芯片内置LCD控制器。 PWM输出：有些有PWM输出，这对电机控