S3C4510B型ARM微處理器最小系統構建

　　JTAG(Joint Test Action Group-聯(lián)合測試行動(dòng)小組)是一種國際標準測試協(xié)議，主要用于芯片內部測試及對系統進(jìn)行仿真、調試，JTAG技術(shù)是一種嵌入式測試技術(shù)。通過(guò)JTAG接口可對芯片內部的所有部件進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，是開(kāi)發(fā)調試嵌入式系統的一種簡(jiǎn)潔高效的手段。它有2種連接標準，即14針接口和20針接口。此處選擇14針接口的標準。JTAG接口電路如圖5所示。在設計完以上4部分電路后，S3C4510B就具有安全和可靠工作的基本條件。

　　3.2 外圍引出接口設計

　　最小系統的設計是為更好地研究開(kāi)發(fā)微處理器服務(wù)的，因此，還應將微處理器的一些必要引腳用接口插座引出，方便實(shí)驗開(kāi)發(fā)使用。下面將以模塊為單元介紹典型的需要引出的引腳，并給出相應電路的選型。

　　3.2.1 FLASH存儲器模塊

　　所需引腳為ADDR[21：0]、XDATA[31：0]、nRCS0、nOE、nWBE0、nRESFT。推薦電路為INTEL公司生產(chǎn)的TE28F320B，其存儲容量為32M位(4M字節)，工作電壓為2.7V-3.6V，采用48腳TSOP封裝或48腳FBGA封裝，16位數據寬度。

　　3.2.2 SDRAM模塊

　　所需引腳為ADDR[21：0]、XDATA[31：0]、nSDCS0、nDWE、nSDRAS、nSDCAS、nWBE0、nWBE1、SDCLK、CKE。推薦電路為Winbond公司的W986416DH，其存儲容量為4組×16M位(8M字節)，工作電壓為3.3V，常見(jiàn)封裝為54腳TSOP，兼容LVTTL接口，支持自動(dòng)刷新和自刷新，16位數據寬度。

　　3.2.3 以太網(wǎng)接口模塊

　　所需引腳為T(mén)X_ERR、TXD[3：0]、TX_EN、TX_CLK、RX_ERR、RXD[3：0]、RX_CLK、RX_DV、RX_ERR、nRESET、CRS、COL。推薦接口電路為Davicom公司生產(chǎn)的DM9161，它是單口高速以太網(wǎng)物理層接口電路，可提供MII接口和傳統7線(xiàn)制網(wǎng)絡(luò )接口，工作電壓為3.3V。

　　3.2.4 I2C接口模塊

　　所需引腳為SCL、SDA。此處外擴1個(gè)Atmel公司生產(chǎn)的AT24C01作為I2C接口模塊的存儲器，其工作電壓為5V，可提供128字節的EEPROM存儲空間，用于存放少量在系統掉電時(shí)需要保存的數據。

　　3.2.5 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊

　　所需引腳為E_ADDR3、SCL、SDA。Philips公司生產(chǎn)的PCF8583是一種低功耗CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷接口電路，工作電壓為3.3V，內置256字節的SRAM，通過(guò)I2C接口與外部進(jìn)行數據通信，每次讀、寫(xiě)操作完成后，內置的地址寄存器會(huì )自動(dòng)增加。

　　3.2.6 ADC模塊

　　所需引腳為E_ADDR0、E_ADDR1、E_ADDR2、E_nWBE0、E_nOE、nADC_CS，ADC_CLK。National公司生產(chǎn)的ADC0809是一種8位8通道逐次逼近式A/D轉換器，工作電壓為5V，具有高速、高精度、溫度依賴(lài)性小和功耗低等特點(diǎn)。

　　3.2.7 DAC模塊

　　所需引腳為E_D[7：0]、nDAC_CS。National公司生產(chǎn)的DAC0832是8位CMOS D/A轉換器，工作電壓為5V，由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉換器和轉換控制電路組成，2級寄存器使它能夠實(shí)現多路D/A的同步轉換輸出。

　　3.2.8 通用I/O接口模塊

　　引腳P0-P3可外接跳線(xiàn)選擇高、低電平用作狀態(tài)輸入或其他輸入功能;引腳P4-P7可外接LED，用作程序運行狀態(tài)的顯示或其他輸出顯示。

　　以上僅列出了8種模塊

　　所用到的引腳和電路，此外還有串行接口模塊、總線(xiàn)驅動(dòng)模塊、譯碼模塊、LED/LCD顯示模塊、鍵盤(pán)模塊等，不再一一列舉。以上提到的E_xxx引腳均為經(jīng)過(guò)總線(xiàn)驅動(dòng)與電平轉換電路后的引腳，此類(lèi)電路有TI公司的N74ALVC16245(雙8通道)、SN74LVC4245(通道)等。

　　4 硬件調試

　　系統上電后，電源電路的輸出電壓為DC3.3V;有源晶體振蕩器的輸出頻率為10MHz;復位電路的輸出端(以低電平有效引腳為例)在按鈕未按下時(shí)輸出為高電平，按下按鈕后為低電平，按鈕松開(kāi)后輸出端恢復為高電平。

　　通過(guò)JTAG接口調試S3C4510B，上電前應檢查S3C4510B的引腳nEWAIT是否已上拉，引腳ExtMREQ是否已下拉，對這2個(gè)引腳的處理關(guān)系到S3C4510B能否正常工作，必須非常注意。上電后，如果在使能片內PLL電路的情況下，引腳MCLKO/SDCLK可輸出50MHz的波形，就說(shuō)明S3C4510B已正常工作。此時(shí)，就可使用集成開(kāi)發(fā)工具ADS或SDT通過(guò)JTAG接口對電路內的部件訪(fǎng)問(wèn)和控制，如通過(guò)對電路內部控制通用I/O口的特殊功能寄存器的操作來(lái)點(diǎn)亮連接在P4-P7口上的LED，如果LED能夠按照寄存器的設置正常開(kāi)關(guān)，那就說(shuō)明所設計的最小系統是可靠的。

　　5 結束語(yǔ)

　　在將來(lái)一段時(shí)間內，ARM微處理器仍將主宰32位嵌入式微處理器市場(chǎng)。學(xué)習和掌握ARB微處理器技術(shù)是非常必要的，而設計ARM微處理器是最小系統是一種學(xué)習該技術(shù)的極佳方法。