3.3 ARM微处理器的应用

鉴于ARM微处理器的众多优点，随着国内外嵌入式应用领域的逐步发展，ARM微处理器必然会获得更高的重视和广泛的应用。所以，对ARM芯片做一些对比研究是十分必要的。

3.3.1 ARM微处理器的应用选型

以下从应用的角度出发，对在选择ARM微处理器时所应考虑的主要问题做探讨。

（1）ARM微处理器内核的选择

ARM微处理器包含一系列的内核结构，以适应不同的应用领域，如果希望使用WinCE或标准Linux等操作系统以减少软件开发时间，就需要选择ARM720T以上带有MMU功能的ARM芯片，ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T和StrongARM都带有MMU功能。而ARM7TDMI则没有MMU，不支持Windows CE和标准Linux，但目前有，Clinux等不需要MMU支持的操作系统可运行于ARM7TDMI硬件平台之上。事实上，硬Clinux已经成功移植到多种不带MMU的微处理器平台上，并在稳定性和其他方面都表现良好。

（2）系统的工作频率

系统的工作频率在很大程度上决定了ARM微处理器的处理能力。ARM7系列微处理器的典型处理速度为0.9MIPS/MHz，常见的ARM7芯片系统主时钟为20～133MHz，ARM9系列微处理器的典型处理速度为1.1MIPS/MHz，常见的ARM9的系统主时钟频率为100～233MHz，ARM10E最高可以达到700MHz。不同芯片对时钟的处理不同，有的芯片只需要一个主时钟频率，有的芯片内部时钟控制器可以分别为ARM核和USB、UART、DSP、音频等功能部件提供不同频率的时钟。

（3）芯片内存储器的容量

大多数的ARM微处理器片内存储器的容量都不太大，需要用户在设计系统时外扩存储器，但也有部分芯片具有相对较大的片内存储空间。

（4）片内外围电路的选择

除ARM微处理器核外，几乎所有的ARM芯片均根据各自不同的应用领域，扩展了相关功能模块，并集成在芯片中，称为片内外围电路，如USB接口、IIS接口、LCD控制器、键盘接口、RTC、ADC和DAC、DSP协处理器等，设计者应分析系统的需求，尽可能采用片内外围电路完成所需的功能，这样既可简化系统的设计，同时也可以提高系统的可靠性。

3.3.2 S3C2410处理器

S3C2410处理器是韩国三星公司推出的基于ARM920T内核和AMBA总线的微处理器。该处理器的特点如下：

■ 使用0.18mm CMOS标准宏单元和存储器单元工艺。

■ 集成LCD、UART、IIC、SPI、IIS、USB、SD控制器等片内外围设备。

■ 支持廉价的NAND Flash启动。

■ 适合面向手持设备应用，功耗较低。

■ 适合成本敏感、应用环境较好的的消费类电子产品。

S3C2410处理器的内部模块主要有以下8个部分。

（1）ARM920T内核

■ ARM公司的16/32位RISC结构处理器。

■ ARMV4指令集。

■ 数据、地址总线分离的哈佛体系结构。

■ 16KB指令缓存、16KB数据缓存。

■ 支持MMU，可运行WinCE、Linux等操作系统。

■ 外部总线采用AMBA总线。

■ 集成基于JTAG协议的片内调试（ICE）单元。

（2）AMBA总线

■ AMBA总线规范是ARM公司设计的一种用于高性能嵌入式系统的总线标准。

■ AMBA总线规范是一个开放标准，可免费从ARM获得。

■ 在基于ARM处理器内核的SoC设计中，已经成为事实上的工业标准。

■ AMBA总线是一个多总线系统。

■ AHB主要用于满足CPU和存储器之间的大带宽要求，而系统的大部分低速外部设备则连接在低带宽总线APB上。系统总线和外设总线之间用一个桥接器连接。

（3）存储器控制器

■ 支持大/小端模式。

■ 有8个bank，每个bank有128MB的空间。

■ 每个bank可编程为8/16/32位模式。

■ bank7具有可编程起始地址。

■ 每个bank都有可编程的操作周期。

■ 支持外部等待信号。

■ 支持SDRAM自刷新模式。

■ 支持ROM和NAND Flash引导。

（4）NAND Flash控制器

■ 支持使用NAND Flash作为系统引导存储器。

■ 系统复位后，自动复制NAND Flash起始的4KB数据至内部缓冲存储器。

■ 系统启动后，NAND Flash仍然可以作为普通的外部存储器使用。

（5）中断

■ 55个中断源。

■ 外部中断支持可编程电平/沿触发模式。

■ 为紧急中断提供快速中断服务。

（6）DMA

■ 4个DMA通道。

■ 2个外部DMA通道。

■ DMA传输支持猝发模式。

（7）UART

■ 3个UART通道。

■ 支持5、6、7、8位的数据位传输。

■ 支持使用外部时钟作为UART运行时钟。

■ 可编程波特率。

■ 支持IrDA1.0。

■ 支持测试用的自回环模式。

■ 每个通道有16字节的发送FIFO和16字节的接收FIFO。

（8）USB

■ USB主设备：2个，符合OHCI 1.0和USB 1.1标准。

■ USB从设备：1个，有5个Endpoint，符合USB 1.1标准。