基于ARM 7 的S3C44B0X 與多路模擬器控制板通訊接口設計與實現(xiàn)

　　0 引言

　　ARM （Advanced RISC Machines）是近年來在各個領域日益得到廣泛應用的32 位微處理器，它既是一個公司的名稱，也同樣是一類微處理器的通稱，包括ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、SecurCore 等系列。其中ARM7 系列處理器是低功耗的32 位RISC 處理器，它主要用于對功耗和成本要求比較苛刻的產(chǎn)品，它支持16 位的Thumb指令集，使用Thumb 指令集能以16 位的系統(tǒng)開銷得到32 位的系統(tǒng)性能。

　　以ARM 作為微處理器核心嵌入式系統(tǒng)，因其功耗極低，主頻高，具有進行高速運算處理能力，完成絕大多數(shù)復雜應用的特點。采用SamsungS3C44B0X 微處理器的嵌入式操作系統(tǒng)非常適合作為嵌入式系統(tǒng)的控制核心，成為系統(tǒng)主控制器的中心控制單元，通過通訊接口與其他協(xié)處理器進行數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)并行工作。因此，如何高效地設計主控制器與協(xié)處理器之間的接口，特別是在多路控制板需要控制的應用條件下，滿足系統(tǒng)的實時性要求，就顯得尤為重要。在本系統(tǒng)設計中，某型模擬器應用S3C44B0X 處理器，根據(jù)預先設定的邏輯關系及輸入的數(shù)據(jù)，在計算獲得各個通道模擬通道輸出量后，通過串口向系統(tǒng)內(nèi)各個模擬控制板廣播控制電文，信道內(nèi)模擬控制板可根據(jù)廣播控制電文的相關信息，執(zhí)行各從控制板控制動作，并返回主控制器相應執(zhí)行狀況。

　　1 系統(tǒng)硬件組成

　　系統(tǒng)選用的S3C44B0X 微處理器是三星公司專為手持設備和一般應用提供的高性價比的微控制器解決方案，是由ARM 公司設計的16/32 位ARM7TDMI 核處理器工作在66MHZ,可內(nèi)置uCLinux 系統(tǒng)，支持基于JTAG 的片上集成ICE調(diào)試解決方案。

　　1.1 處理器集成外設特點

　　S3C44B0X 微處理器采用2.5VARM7TDMI內(nèi)核，帶有8KB Cache（SAMBA II 總線體系結構）為了降低系統(tǒng)總成本和減少外圍器件，這款芯片提供了全面通用的片上外設，從而最小化系統(tǒng)的成本，片上資源豐富，其系統(tǒng)集成的主要集成外設如表1 所示。

　　1.2 系統(tǒng)組成及對外接口

　　主控制器系統(tǒng)構成如圖1 所示，除串行口外，還可以通過EBI 總線接口，擴展網(wǎng)絡接口，擴展SDRAM,外置FLASH 接口等，使得主控制器系統(tǒng)在完成對外部多路控制板的處理和控制以外，還可以實現(xiàn)信息的對外轉發(fā)、存儲或顯示等功能。

　　2 S3C44B0X 的URAT 單元結構

　　S3C44B0X 的URAT（通用異步收發(fā)器）單元提供兩個獨立的異步串行I/O 端口，每個都可以在中斷和DMA 兩種模式下工作。每個URAT 通道包含2 個16 字節(jié)的FIFO（先入先出）分別提供給接收和發(fā)送。每個UART 都具有獨立的波特率發(fā)生器，發(fā)送器，接收器和控制單元。波特率發(fā)生器可由芯片內(nèi)系統(tǒng)時鐘驅動或外鄰時鐘驅動。每個發(fā)送器和接收器都有獨立的數(shù)據(jù)緩沖器和數(shù)據(jù)移位寄存器，發(fā)送器和接收器包含16 字節(jié)的FIFO 和移位寄存器，要發(fā)送的數(shù)據(jù)首先寫入FIFO 然后復制到發(fā)送移位寄存器。然后它從數(shù)據(jù)輸出端口TxDn 依次被移位輸出，被接收到的數(shù)據(jù)也同樣從數(shù)據(jù)接收端口RxDn 移位輸入到移位寄存器，然后復制到FIFO.其方框圖如圖2 所示。