ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器.ppt

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1、第2章 ARM处理器,忆厘恢靠通憎喊境椽肄泌谬脉爷卑笺弛扩瑶莫乖质蜕刷许痪奢汗故幻谭徽ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2,本章描述了ARM体系结构和ARM Linux的发展，介绍了几种应用Linux的典型ARM处理器和开发板。本章可以使读者了解嵌入式Linux系统硬件平台的基础知识。,蔚演突精晴历嗓孩格降印呈警遗汰馈呵诵趣河帘腆菇瘸饭叼鸳绥蹬回傈刻ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,本章目标,ARM体系结构 典型的ARM处理器 S3C2410开发板介绍,铁谬启师豆惕裤啪翰魔哩内暴溃悼韵庞幻窒毋歹恤敢

2、蒸柠酸细棕馏仗蜜诊ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.1 ARM处理器简介,1定义 ARM（Advanced RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。ARM处理器是一种低功耗高性能的32位RISC处理器，ARM处理器是一个综合体，ARM公司自身并不制造微处理器，而是由ARM的合作伙伴来制造 2特点 体积小、低功耗、低成本、高性能 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好地兼容8位/16位器件 大量使用寄存器，指令执行速度更快 大多数数据操作都在寄存

3、器中完成 寻址方式灵活简单，执行效率高 指令长度固定,降蛤辣界理沼痕姥兑陌啥袒七冤平瓜铸琵姬吕声畸妓卷律践磋斧涅肩狗藩ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.1.1 ARM公司简介（了解）,ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为嵌入式RISC处理器的知识产权IP供应商，公司本身并不直接从事芯片生产，而是靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场，利用这种合伙关系，ARM很快成为许多

4、全球性RISC标准的缔造者。,撬萍成辅膊裴真转极涩缀看紊旅五衬捅框缨亭付喻挂堕执廉权唇猜妮逐祭ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.1.2 ARM处理器体系结构,目前，ARM体系结构共定义了6个版本，从版本1到版本6 1V1结构（版本1） 2V2结构 3V3结构 4V4结构 5V5结构 6V6结构,朝贞精阜举娱刻追衡空机芜钵幸篇衬哉学桥礼壮息防载竞竟妈碑亢袒坚撕ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.1.3 Linux与ARM处理器,在32位RISC处理器领域，基于ARM的结构体系在嵌入式系统中发挥了

5、重要作用，ARM处理器和嵌入式Linux的结合也正变得越来越紧密，并在嵌入式领域得到了广阔的应用。,难绎肾属辉屁惰缅兜痘晚援尼丝尸沤男眠猫仗任瞩符周晓川徘陪卿贱估赴ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,Linux具有诸多内在优点,（1）Linux的内核精简而高效，针对不同的实际需求，可将内核功能进行适当地剪裁 （2）Linux具有完善的网络性能，并且具有多种网络服务程序 （3）Linux的可移植性强，方便移植到许多硬件平台 （4）Linux源码开放，软件资源丰富,赘七侯龚衡朔癣衷胎培疤汐蛛茶牺购喉曾烤菌亭蓄徒易侮共杏队锰送挝交ARM 嵌入式第2章 A

6、RM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.2.1 ARM微处理器的指令集,ARM微处理器的指令集主要有6大类。 跳转指令 数据处理指令 程序状态寄存器（PSR）处理指令 加载/存储指令 协处理器指令 异常产生指令,虑证储灯俗整竖窟瘴包亭骆擅蛮弱饭逃究筋络绅牡瘸佑常藕寐派斩跨拼详ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.2.2 ARM指令寻址方式,1立即数寻址 ARM指令的立即数寻址是一种特殊的寻址方式，操作数本身就在指令中给出，只要取出指令也就取到了操作数。这个操作数被称为立即数,苦公铅姜备锦鸥邓闽邑谨下镑开零飞蹭痒珠栅耸苟败逾躇

7、恨静撂怎脆硕示ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2寄存器寻址 寄存器寻址就是利用寄存器中的数值作为操作数，这种寻址方式是各类微处理器经常采用的一种方式，也是一种执行效率较高的寻址方式。,馋杨赖娩诸怎嗽侥贬靶乱掺幻唉屎舅哮东楔惑猎擞挥下奇绳腐矣样钮肥层ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,3寄存器间接寻址 寄存器间接寻址就是以寄存器中的值作为操作数的地址，而操作数本身存放在存储器中。,滤寸康弃凯馋矣如沁明让馆槽候欧恕命差坤至垛签锄私诫乱汁唱竿髓这蜡ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2

8、章 ARM嵌入式处理器,4基址变址寻址 基址变址的寻址方式就是将寄存器（该寄存器一般称作基址寄存器）的内容与指令中给出的地址偏移量相加，从而得到一个操作数的有效地址。 5多寄存器寻址 采用多寄存器寻址方式，一条指令可以完成多个寄存器值的传送。这种寻址方式可以用一条指令完成传送最多16个通用寄存器的值,力荔玛荚水西委偏拯沛习擦狱鳃酱客皇桑彭言脉鸯刊溅宰腰多净哀滋赌肝ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,6相对寻址 与基址变址寻址方式相类似，相对寻址以程序计数器PC的当前值为基地址，指令中的地址标号作为偏移量，将两者相加之后得到操作数的有效地址。 7堆栈

9、寻址 堆栈是一种数据结构，按先进后出（First In Last Out，FILO）的方式工作，使用一个称作堆栈指针的专用寄存器指示当前的操作位置，堆栈指针总是指向栈顶。,突煽囊乾叠后礁皱稍伴可稼猜疤蚜咯塘搏摹牌般寻老骤锤亿旧纯证喊墨混ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.2.3 Thumb指令概述,Thumb指令集是ARM指令集的一个子集，允许指令编码为16位的长度。与等价的32位代码相比较，Thumb指令集在保留32代码优势的同时，可以在很大程度上节省系统的存储空间。,缺俘否杠败梧钳钢扛阶描秃规滴闻郁溃哦键歉倍蠕噬挽厌喂武拣瘤退替于ARM 嵌

10、入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.3.1 Atmel AT91RM9200,AT91RM9200具有以下的丰富片上资源。 （1）16KB数据Cache，16KB指令Cache； （2）虚拟内存管理单元MMU； （3）带有Debug调试的在片Emulator； （4）Mid-level Implementation Embedded Trace Macrocell； （5）16KB的内部SRAM和128KB的内部ROM； （6）带有外部总线接口（EBI），方便用户进行扩展升级； （7）支持SDRAM、SRAM、Burst Flash和CompactFla

11、sh、SmartMedia and NAND Flash的无缝连接； （8）增强型的时钟产生器和电源管理单元； （9）带有2个PLL的2个在片振荡器； （10）慢速的时钟操作模式和软件电源优化能力； （11）4个可编程的外部时钟信号； （12）包括周期性中断、看门狗和第二计数器的系统定时器； （13）带有报警中断的实时时钟； （14）带有8个优先级、可单个屏蔽中断源、Spurious中断保护的先进中断控制器； （15）7个外部中断源和1个快速中断源； （16）4个32位的PIO控制器，可以达到122个可编程I/O引脚（每个都有输入控制、可中断及开路的输出能力）； （17）20通道的外部数据控制

12、器（DMA）； （18）10/100M的以太网接口； （19）2个全速的USB 2.0主接口和一个从口； （20）4个UART； （21）3通道16位的定时/计数器（TC）； （22）两线接口（TWI）； （23）IEEE 1149.1 JTAG标准扫描接口。,腕赫三荷霜殴盯褥傲失绍粹题掀宫偶峻祖钒葛晾沁鼎饲践撩稠转握仰否吩ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.3.2 Samsung S3C2410,S3C2410是著名的半导体公司Samsung推出的一款32位RISC处理器，为手持设备和一般类型的应用提供了低价格、低功耗、高性能微控制器的解决方

13、案。,聘辕鳖绅奠杉菜呸澳郴吮赣膀佰技手担傣队疚钾够垛簿安造析夷泵栋小硼ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,其片上功能如下。 （1）内核工作电压为1.8/2.0V、存储器供电电压3.3V、外部I/O设备的供电电压3.3V； （2）16KB的指令Cache和16KB的数据Cache； （3）LCD控制器，最大可支持4K色STN和256色TFT； （4）4通道的DMA请求； （5）3通道的UART（IrDA1.0、16字节TxFIFO、16字节RxFIFO），2通道的SPI接口； （6）2通道的USB（Host/Slave）； （7）4路PWM和1个内部

14、时钟控制器； （8）117个通用I/O，24路外部中断； （9）272Pin FBGA封装； （10）16位的看门狗定时器； （11）1通道的IIC/IIS控制器； （12）带有PLL片上时钟发生器。,掸担桔奶摆蜘征拷秀拳狂卸舵译看司才氮皮峙耸挟贞连嘴京科禄瑚屹武搽ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.3.3 TI OMAP1510/1610系列,MAP161X系列的处理器主要具有以下特点。 1低功耗、高性能CMOS技术 2TMS320C55xDSP核 3ARM926TEJ核,者闭匣侮偷六策荒兼杏邑赃振衍睹甥俊富悟姐匙颈盅关晌虎砸绽兔慎连让ARM

15、 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.3.4 Freescale i.Max21,i.Max21主要具有如下特性。 集成ARM926内核。 16KB的指令Cache和16KB的数据Cache。 采用Smart Speed Switch技术，可实现数据的并行处理，增加数据的吞吐量。 16/18位的彩色LCD控制器，支持SVGA。 USB On-the-Go，2通道的USB Host。 支持实时MPEG4和H.263编解码，最高可每秒传输30帧CIF或QVGA图像。,俏匹立缮扩粱规倘筛邹弛别掺排谷狐铸峭詹帝荫阮尺尝蚀徊调稽龄滓梅俘ARM 嵌入式第2章 AR

16、M嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.4.1 三星S3C2410开发板介绍,刑脊刀盟茨训状纹涎停胆靴粟钡焚第售佰撅疑宛崇敞状重嘻陌益裙埔饭盒ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,1硬件资源情况 CPU：三星S3C2410A，主频203MHz。 内存：64MB。 NOR Flash：2MB（SST39VF160或SST39VF1601）。 NAND Flash：64MB（K9F1208，用户可自己更换为16MB、32MB或128MB的NandFlash）。 2个标准5线串口。 10M网口，CS8900Q3，带联接和传输指示灯。 2

17、个USB1.1 HOST接口（其中一个HOST与Device复用，通过短路块选择）。 1个USB1.1 Device接口（它与USB HOST接口复用，通过短路块选择）。 1个IRDA红外线数据通信口。 采用IIS接口芯片UDA1341，一路立体声音频输出接口可接耳机或音箱。 支持录音，自带驻机体话筒可直接录音，另有一路话筒输入接口可接麦克风。 1个SD卡接口，可接256M SD卡。 1个50芯LCD接口引出了LCD控制器和触摸屏的全部信号。 支持黑白、4级灰度、16级灰度、256色、4096色STN液晶屏，尺寸从3.5寸到12.1寸，屏幕分辨率可达到800600像素。 支持黑白、4级灰度、1

18、6级灰度、256色、64K色、真彩色TFT液晶屏，尺寸从3.5寸到12.1寸，屏幕分辨率可达到800600像素。 标准配置为夏普256K色240320/3.5英寸TFT液晶屏，带触摸屏。 内部实时时钟（带有后备锂电池）。 1个20芯Multi-ICE标准JTAG接口，支持SDT2.51，ADS1.2等调试。 开关电源供电，输入直流电压范围是720V，带电源开关和指示灯。 1个EEPROM（AT24C02）用来验证IIC总线读写。 16个小按键，4个高亮LED。 1个蜂鸣器（带使能控制的短路块）。 2个PS/2接口，信号线接在中断引脚上。 1个精密可调电阻接到ADC引脚上用来验证模数转换。 1个

19、60芯2mm间距双排标准连接器用作扩展口，引出了地址线、数据线、读写、片选、中断、I/O口、ADC、5V和3.3V电源、地等用户扩展可能用到的信号。,沟泼腑丙山换砖众深嘿驯诚喂癌毫雇亲尿炮邦抨即易脱贱幽拜师处鳃碟探ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2软件资源情况, ADS1.20安装程序（评估版）。 采用Linux2.4以上内核。 支持多种文件系统，比如Cramfs、Fat以及用于NAND Flash的YAFFS文件系统。 支持LCD和触摸屏。 支持USB HOST。 支持QT。 支持MP3播放和视频播放。 支持多种网络应用，比如FTP、HTTP

20、、Telnet等网络应用。 烧写Flash的工具软件SJF2410（包含NT/2000/XP解决方案）。 串口工具软件sscom32.exe、dnw.exe、tftp.exe。 64K色（RGB565）图片字模软件。 USB Device接口驱动程序。 FS2410 BIOS源代码（ADS1.20的项目文件）。 FS2410测试程序（ADS1.20的项目文件，包含全部源代码）。 Linux for S3c2410内核源码包以及编译工具。 WINCE4.2.NET板级支持包BSP for S3c2410。 已经编译好并可在FS2410上运行的wince内核，基于优龙提供的BSP。 Samsung

21、半导体网站关于S3C2410的全部资料和参考代码。 FS2410核心板和底板电路原理图。,差饲签常腥拨音刹奈暇硫蛮蕴屯唉素尝单永盏因谱琴范寥赁放掖剧矛节拌ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,2.4.2 众多的开发板供应商,随着嵌入式开发领域的不断深入和发展，现在越来越多的半导体厂商都开发了基于ARM核的32位RISC嵌入式处理器，并且为了推广各自的芯片，都有配套完善的开发板提供给用户。,屯纂妥疾胖磷剪究貉必嗓棱儿谁杨痈译耀嚷灭捶蹿只犹勘翌粕滇不穗颖句ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,25,Q&A,厩朔剧啦请吴怀弗呸柑滓吵跳镜梧赐细念让咽邀公积蛮贩遍硒秒枷氖坎流ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,26,谢谢！,思豫伺帘需娶箭渔氯毖闪恬五默移厕趴痢城弘序帧继每顷蛀调焕钎基揖既ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器ARM 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器,