1 引言

嵌入式系統(tǒng)的高速發(fā)展極大地推動了ARM嵌入式微處理器的發(fā)展。以前的嵌入式系統(tǒng)大多采用CISC架構(gòu)，該體系由于指令集龐大，指令長度不固定，指令執(zhí)行周期有長有短，使指令譯碼和流水線的實現(xiàn)在硬件上非常復雜，給芯片的設(shè)計帶來了很大的麻煩。跟CISC相比，RISC則很好地解決了這些弱點。 RISC 以其硬件結(jié)構(gòu)單純，成本低，省電良好的優(yōu)良特性受到了嵌入式系統(tǒng)的青睞，尤其是 32 位 RISC 處理器，而ARM正是32位RISC微處理器。本文主要從芯片級硬件設(shè)計開發(fā)進行介紹，采用一種比較流行的，在手持式以及便攜式設(shè)備應用廣泛的ARM芯片 — Samsung 公司推出的S3C4510B，以及基于S3C4510B芯片的ARM開發(fā)平臺。

2 嵌入式處理器S3C4510B

S3C2410B 芯片基于ARM7TDMI內(nèi)核，三級流水線的16/32位RISC處理器，S3C4510B 提供了一套比較完整的通用系統(tǒng)的外圍設(shè)備，并且使得整個系統(tǒng)消耗最小。正是因為它具有很多常用的功能模塊，所以也免去了添加配置附加設(shè)備的麻煩。芯片上集成的功能主要包括以下幾個方面：

·3.3V ARM 內(nèi)核和3.3V外部I/O，具有50MHz時鐘頻率的微處理器；

·8KB的Cache/SRAM；

·LCD 控制器；

·一個10/100Mbps 以太網(wǎng)控制器，MII接口；

·2個HDLC通道，每個通道可支持10Mbps；

·2個UART通道，2個DMA通道；2個32位定時/計數(shù)器；；

·1通道IIC接口，18個可編程I/O口；

·中斷控制器，支持21個中斷源，包括4個外部中斷；

·支持SDRAM，EDO DRAM，SRAM，F(xiàn)lash等；

·具有擴展外部總線，JTAG接口，支持軟件開發(fā)，硬件調(diào)試。

3 ARM開發(fā)平臺S3C4510B開發(fā)板

Samsung 公司推出的這款 ARM芯片S3C4510B內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜、功能強大，如前文所述片上已經(jīng)集成了很多功能，因此我們能很方便地在片外添加外部設(shè)備來實現(xiàn)這些功能。在此將介紹一個基于S3C4510B 芯片的 ARM 開發(fā)平臺，通過這個平臺我們可以對 S3C4510B 進行系統(tǒng)級的硬件、軟件設(shè)計，并且能夠很方便地在該平臺上進行相關(guān)的功能擴展，進行所需的產(chǎn)品設(shè)計。該平臺的具體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖 1 開發(fā)板結(jié)構(gòu)框圖

S3C4510B開發(fā)板以S3C4510B為主芯片CPU，內(nèi)存由SDRAM（16Mbyte）,FLASH等構(gòu)成。以下主要針對此硬件開發(fā)平臺，進行結(jié)構(gòu)、存儲器擴展、主要接口及其外設(shè)方面設(shè)計的介紹。

3.1 晶振電路與復位電路

晶振電路用于向CPU及其它電路提供工作時鐘。為了獲得穩(wěn)定的運行環(huán)境，將S3C4510B的CLKSEL置為高電平，即外部時鐘輸入直接作為系統(tǒng)時鐘。根據(jù)S3C4510B的最高工作頻率選擇50MHz的有源晶振，不同常用的無源晶振，有源晶振的接法略有不同。有源晶振的1腳接3.3V電源，2腳懸空，3腳接地，4腳為晶振的輸出，晶振的輸出端接一個小電阻(22歐姆)，對時鐘信號去尖峰。

復位電路可由簡單的RC電路構(gòu)成，也可使用其它的相對復雜，但功能更完善的電路。圖2是一種較簡單的RC復位電路。

圖2 系統(tǒng)的復位電路

3.2 Flash存儲器接口電路

本平臺使用SST39VF160 Flash存儲器，SST39VF160是16M位的Flash存儲器。工作電壓為2.7V～3.6V，采用48腳TSOP封裝或48腳FBGA封裝，16位數(shù)據(jù)寬度，可以以8位（字節(jié)模式）或16位（字模式）數(shù)據(jù)寬度的方式工作。SST39VF160僅需3V電壓即可完成在系統(tǒng)的編程與擦除操作，通過對其內(nèi)部的命令寄存器寫入標準的命令序列，可對Flash進行編程、整片擦除、按扇區(qū)擦除以及其它操作。