2020年06月10日 | 对于S3C2440A芯片的认知和使用理论再学习

1.芯片结构认识：

引言：

ARM公司设计的 16/32 位ARM920T 的 RISC 处理器。ARM920T 实现了 MMU，AMBA 总线和哈佛结构高速缓冲体系结构。这一结构具有独立的 16KB 指令高速缓存和 16KB 数据高速缓存。每个都是由具有 8 字长的行(line)组成。

通过提供一套完整的通用系统外设，S3C2440A 减少整体系统成本和无需配置额外的组件。综合对芯片的功能描述,本手册将介绍 S3C2440A 集成的以下片上功能：

● 1.2V 内核供电, 1.8V/2.5V/3.3V 储存器供电, 3.3V 外部 I/O 供电，具备 16KB 的指令缓存和 16KB 的数据缓存和 MMU的微处理器

● 外部存储控制器（SDRAM 控制和片选逻辑）

● LCD 控制器（最大支持 4K 色 STN 和 256K 色 TFT）提供 1 通道 LCD 专用 DMA

● 4 通道 DMA 并有外部请求引脚

● 3 通道 UART（IrDA1.0, 64 字节发送 FIFO 和 64 字节接收 FIFO）

● 2 通道 SPI

● 1 通道 IIC 总线接口（支持多主机）

● 1 通道 IIS 总线音频编码器接口

● AC’97 编解码器接口

● 兼容 SD 主接口协议 1.0 版和 MMC 卡协议 2.11 兼容版

● 2 通道 USB 主机/1 通道 USB 设备（1.1 版）

● 4 通道 PWM 定时器和 1 通道内部定时器/看门狗定时器

● 8 通道 10 位 ADC 和触摸屏接口

● 具有日历功能的 RTC

● 摄像头接口（最大支持 4096×4096 像素输入；2048×2048 像素输入支持缩放）

● 130 个通用 I/O 口和 24 通道外部中断源

● 具有普通，慢速，空闲和掉电模式

● 具有 PLL 片上时钟发生器

芯片特性（摘取部分）：

时钟和电源管理

● 片上 MPLL 和 UPLL：

                   UPLL 产生时钟运作 USB 主机/设备

                   MPLL 产生时钟运作 1.3V 下最高 400MHz 的 MCU

● 用软件可以有选择的提供时钟给各功能模块

● 电源模式：普通、慢速、空闲和睡眠模式

                   普通模式：正常运行模式

                   慢速模式：无 PLL 的低频率时钟

                   空闲模式：只停止 CPU 的时钟

                   睡眠模式：关闭包括所有外设的核心电源

● EINT[15:0]或 RTC 闹钟中断触发从睡眠模式中唤醒

中断控制器

● 60 个中断源（1 个看门狗，5 个定时器， 9 个 UART，24 个外部中断，4 个 DMA，2 个 RTC，2 个 ADC，1 个 IIC，2 个    SPI，1 个 SDI，2 个 USB，1 个 LCD，1 个电池故障，1 个 NAND，2 个摄像头，1 个 AC ’ 97）

● 外部中断源中电平/边沿模式

● 可编程边沿和电平的极性

● 支持快速中断请求（FIQ）给非常紧急的中断请求

通用输入/ 输出端口

● 24 个外部中断端口

● 130 个复用输入/输出端口

DMA  控制器

● 4 通道 DMA 控制器

● 支持存储器到存储器，IO 口到存储器，存储器到IO 口和 IO 口到 IO 口的传输

● 采用触发传输模式来提高传输速率

UART

● 3 通道基于 DMA 或基于中断运行的 UART

● 支持 5 位、6 位、7 位、或 8 位串行数据发送/接收

● 支持 UART 运行在外部时钟（UEXTCLK）

● 可编程波特率

● 支持 IrDA 1.0

● 测试用回环模式

● 每个通道都包含内部 64 位发送 FIFO 和 64 位接收 FIFO

看门狗定时器

● 16 位看门狗定时器

● 中断请求或系统复位超时

工作电压范围

● 核心电压： 300MHz 下 1.20V

              400MHz 下 1.30V

● 存储器电压： 1.8V/2.5V/3.0V/3.3V

● I/O 口电压： 3.3V 

工作频率

● Fclk 最高 400MHz

● Hclk 最高 136MHz

● Pclk 最高 68MHz

封装

● 289-FBGA

引脚分配：

S3C2440A 引脚分配（289-FBGA），（A~U）*（1~17）=17*17=289个引脚

信号端描述（摘录）：

S3C2440A 特殊寄存器（摘录）：

************************************************************************************

I/O端口：

端口F控制寄存器(GPFCON, GPFDAT)

如果GPF0 GPF7在关机模式下用于唤醒信号，端口将设置为中断模式。

************************************************************************************************

2.所有的开发板特殊功能（如：LED灯显示、按键控制、看门狗、时钟分频、串口），都是建立在S3C2440芯片内特殊功能模块的系列特殊寄存器的使用。

例如：

(1)LED、按键是直接配置2440相应的输出控制引脚、数据引脚，File：led_on1.S例程：

/*配置邋邋GPF4为输出引脚，把0X10写到地址0X56000050*/

LDR R1, =0X56000050

LDR R0, =0X100 //或者 MOV R0, 0X100，GPFCON = 0X0000 0100

STR R0, [R1]

/*设置邋邋GPF4为低电平输出0，写到地址:0x56000054*/

LDR R1, =0x56000054

LDR R0, =0 //GPFDAT = 0x0000 0000

STR R0, [R1]

其中，仅仅使用了寄存器GPFCON = 0X0000 0100和GPFDAT = 0x0000 0000

GPIO，英文全称为General-Purpose IO ports，也就是通用IO口。在嵌入式系统中常常有数量众多，但是结构却比较简单的外部设备/电路，对这些设备/电路有的需要CPU为之提供控制手段，有的则需要被CPU用作输入信号。而且，许多这样的设备/电路只要求一位，即只要有开/关两种状态就够了，比如灯亮与灭。对这些设备/电路的控制，使用传统的串行口或并行口都不合适。所以在微控制器芯片上一般都会提供一个“通用可编程IO接口”，即GPIO。接口至少有两个寄存器，即“通用IO控制寄存器”与“通用IO数据寄存器”。数据寄存器的各位都直接引到芯片外部，而对数据寄存器中每一位的作用，即每一位的信号流通方向时输入还是输出，则可以通过控制寄存器中对应位独立的加以设置。这样，有无GPIO接口也就成为微控制器区别于微处理器的一个特征。

在实际的MCU中，GPIO是有多种形式的。比如，有的数据寄存器可以按照位寻址，有些却不能按照位寻址，这在编程时就要区分了。比如传统的8051系列，就区分成可位寻址和不可位寻址两种寄存器。另外，为了使用的方便，很多mcu把glue logic等集成到芯片内部，增强了系统的稳定性能，比如GPIO接口除去两个标准寄存器必须具备外，还提供上拉寄存器，可以设置IO的输出模式是高阻，还是带上拉的电平输出，或者不带上拉的电平输出。这在电路设计中，外围电路就可以简化不少。  

另外需要注意的是，对于不同的计算机体系结构，设备可能是端口映射，也可能是内存映射的。如果系统结构支持独立的IO地址空间，并且是端口映射，就必须使用汇编语言完成实际对设备的控制，因为C语言并没有提供真正的“端口”的概念。如果是内存映射，那就方便的多了。举个例子，比如像寄存器A（地址假定为0x48000000）写入数据0x01，那么就可以这样设置了。

引用链接：https://blog.csdn.net/liangkaiming/article/details/6307410

(2)看门狗

File: start.S 例程:

其中，仅仅使用了看门狗的控制位[0x53000000]

(3)时钟分频

File: start.S 例程：

LOCKTIME  0x4C000000 ←  W  R/W  PLL lock time counter（保持默认值）

MPLLCON  0x4C000004 MPLL control（主时钟源设置= (92<<12)|(1<<4)|(1<<0)）

UPLLCON  0x4C000008 UPLL control（USB时钟源保持默认值）

CLKCON  0x4C00000C Clock generator control（控制各外部设备，如：UART、IIC、GPIO等的使能，保持默认（使能1））

CLKSLOW  0x4C000010 Slow clock control（时钟慢速控制及寄存器保持默认值）

CLKDIVN  0x4C000014 Clock divider control（分频：T-FCLK :T- HCLK :T- PCLK=1：4：8）

CAMDIVN  0x4C000018 Camera clock divider control（摄像头分频寄存器：保持默认值）

其中，用到了寄存器LOCKTIME【0x4C000000 】（保持默认值），CLKDIVN【0x4C000014 】，MPLLCON [0x4C000004  ]寄存器的设置和应用

(4)串口