ARM9 S3C2440介绍

在介绍元件之前，我们先了解一下什么是32位的cpu、程序和操作系统。 32位指CPU的处理能力，当数据总线也是32位的时候，我们称其为是32位机；如果数据总线是16位，则称为准32位机，也具有32位机的CPU能力。    程序是指令的有序集合。如果你要求计算机实现什么功能，就要编写相应的指令指引计算机完成，这就是程序。只要生成计算机可以处理的执行文件，那么计算机的底层系统就可按你的要求一步一步的完成你让它做的工作。   而操作系统是一个软件（如windows）。其作用是管理计算机的硬件和软件资源。 单片机是最简单的计算机，那么就要求它具有简单的数据处理能力。单片机的能力相对ARM开发板来说是简单的多，处理的能力和实现的功能也相对弱一些。 当国内刚引进ARM构架时，有人说“ARM就是单片机”，如果去看看几家半导体公司的ARM7产品：Atmel SAM7系列、LPC2000系列等，其中很多模块在传统的单片机上多可以找得到，且资源更丰富。什么ADC、DAC、SPI、RTC、I2C、WDT等等功能，从应用的角度讲，也和传统意义上的单片机没有什么不同。但ARM开发板的性价比却比单片机有很大的优势，它具有很大的潜力，移植性和代码效率由于传统的单片机而言有了质的提高。      作为ARM的初级使用者，ARM开发板确实很麻烦的，我们要考虑到编写启动代码的各种标准，以及安全机制保护的实现，如何更高效地利用处理器的计算能力等。如果作为一种联合开发的芯片联盟，ARM却难以否认具有很好的扩展性。     但作为开发者来说：ARM不应该是单片机，也没有哪种单片机有那么多的处理器模式。Boot loader，代码映射、代码定位、安全保护等等，这些都是传统单片机开发中所没有遇到话题。 引入ARM构架应该和嵌入式系统越来越明显的网络化和规模化有关。如今正是信息蓬勃发展的时代，越来越发达的网络化需要计算能力更强大的处理器内核、更多的地址资源空间，日趋规模化、层次化、科学化的工程开发手段，都是传统单片机所不能满足的优势。由于这种需求，ARM在电子时代脱颖而出，而它已经正在成为一个事实上的标准，这也是电子市场优胜劣汰的自然规律，没有人可以阻止的。 

下面我们了解一下本设计所用到的处理器以及其芯片的功能。 ARM9内核-ARM920T 

   ARM9系列处理器中S3C2440是SANSUNG公司推出的一款功能强大、功耗较低的基于ARM920T为核心的嵌入式处理器。它满足了小型手持设备和普通应用要求的低功耗和高性能需求，是一种实用的小型芯片微控制器。为了进一步降低系统的成本，S3C2440芯片还提供了非常丰富的内部设备，基于ARM920T内核，S3C2440支持JTAG仿真器调试，并且具备了16KB的指令缓存和数据缓存。此外，之前也介绍过了它支持Win CE、uc/os和Linux等操作系统，具有很强的扩展能力。S3C2440具有MMU功能，支持有外部存储控制器，可提供访问外部存储器所需要的存储器控制信号。 ARM开发板具有LCD功能，它提供了1通道的的LCD专用DMA,另外还有4通道的DMA有外部请求引脚、3通道的UART、2通道的SPI、1通道的IIC总线请求接口和1通道的IIS总线音频编码器接口。具有很强大的扩展功能。     它还具有AC’97编码器接口，兼容了SD主接口协议和MMC卡协议，有两个USB接口，分别是USB主机/1通道USB设备用来控制内部数据和烧写程序，有8通道10位ADC和触摸屏接口，4通道PWM定时器和还有1通道内部定时器/看门狗定时，支持很多应用类型的程序移植。    此外还具有日历功能的RTC、摄像头接口。芯片共有130个通用I/O口、24通道外部中断源和PLL片上时钟发生器，与传统的单片机结构很相似。  其中S3C2440的存储器控制器提供访问外部存储器所需要的存储器控制信号，它支持支持大/小端方式（通过软件选择），支持高速总线模式和异步总线模式。它具有8个存储器bank，寻址空间，每个bank 大小为128MB（总共1GB）。它有支持可编程的每bank 8/16/32位数据总线带宽，bank0~bank6都是采用固定的bank起始地址和大小，其中6个适用于ROM、SRAM，另外2个适用于ROM/SRAM6。 此外，它还支持外部等待信号延长总线周期，掉电时的SDRAM自刷新模式，各种型号的ROM引导（NOR/NAND FLASH、EEPROM或其他）。从NAND FLASH存储器启动，采用4KB内部缓冲器进行启动引导，启动之后NAND存储器仍可作为外部存储器使用。  

下图是S3C2440的结构图，以及以上所介绍的功能各个接口都在图上可以提现 ，其中图的上半部分是ARM920T的结构图，下半部分是各个接口扩展功能图。可以发现S3C2440具有很好的功能扩展，在内核ARM920T的控制下可以很方便的进行各种功能的实现。                                     S3C2440总体内部结构图    

如图所示，ARM920T有CP14和CP15。CP14两个内部协处理器用于调试与控制，其中CP15用于存储系统控制以及测试控制。 S3C2440的内核 ARM920T由ARM9TDMI、存储管理单元（MMU）和高速缓存三部分组成。它采用了新的总线架构Advanced Micro controller Bus Architecture (AMBA)。其低功耗、精简、高效，满足对成本和功率要求比较高的产品开发。下图是ARM920T的结构图，以及其系统组成部分的对应功能。  核心ARM920T系统结构图