嵌入式系统第七章 ARM的存储器系统及设计解析

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目录
➢1.1 ARM微处理器概述 ➢1.2 嵌入式系统的概念 ➢1.3 嵌入式操作系统 ➢1.4 作业
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1.1 ARM微处理器概述
1.1.1 ARM简介
ARM是Advanced RISC Machines的缩写，它是一 家微处理器行业的知名企业，该企业设计了大量高 性能、廉价、耗能低的RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机）处理器。
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3. ARM Cortex-A8处理器介绍
该处理器是ARM公司所开发的基于ARM v7架构的 首款应用级处理器，其特色是运用了可增加代码密 度和加强性能的技术、可支持多媒体以及信号处理 能力的NEONTM技术、以及能够支持Java和其他文 字代码语言的提前和即时编译的Jazelle@RTC技术。
和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、 成本低、可靠性高的优点，但是在电路板上必须包括ROM、RAM、 总线接口、各种外设等器件，从而降低了系统的可靠性，技术保密 性也较差。
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1.1.2 ARM微处理器的应用领域及特点
1. ARM微处理器的应用领域
工业：各种数控设备 无线通信领域 网络应用 消费领域：手机、平板电脑、数码相机，智能
家电、等等 此外：安防、车载、医疗器械、通信设备
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2. ARM微处理器的特点
体积小、低功耗、低成本、高性能； 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，
干个组（bank），包括： 31个通用寄存器：R0～R15 6个状态寄存器：1个CPSR和5个SPSR Cortex-M3有22个寄存器，仅SP分组，更简 单。
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寄存器 类别
通 用 寄 存 器 和 程 序 计 数 器

SRAM对5号存储块是否使用UB/LB控制位。 0 = 不使用UB/LB (引脚对应nWBE[3:0])； 1 = 使用UB/LB (引脚对应nBE[3:0])。
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初始值 0
0 0 0
0 0 0
5.1.1 存储器控制器
WS5 DW5 ST4
WS4 DW4 ST3
WS3 DW3
[22] [21:20] [19]
起始 _ffff
_ffff
_ffff
_ffff
_ffff
7号地址
地址 0x3020 起始 _0000
0x3040 _0000
0x3080 _0000
0x3100 _0000
0x3200 _0000
结束 0x303f 0x307f 0x30ff 0x31ff 0x33ff
地址 _ffff
_ffff
_ffff
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Samsung S3C44B0X
• Samsung S3C44B0X微处理器是三星公司专为手持 设备和一般应用提供的高性价比和高性能的微控制 器解决方案，它使用ARM7TDMI核，工作在66MHZ。
• 芯片还集成了8KB Cache、外部存储器控制器、 LCD控制器、4个DMA通道、2通道UART、1个多主 I2C总线控制器、1个IIS总线控制器，5通道PWM定 时器及一个内部定时器、71个通用I/O口、8个外部 中断源、实时时钟、8通道10位ADC等。
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AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture) 可将 RISC处理器集成在其它 IP芯核和外设中，
2.0版AMBA标准定义了 三组总线：AHB(高性能 总线)、ASB(系统总线)、 和APB(AMBA外设总线)。

EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory ）：一种可重复编程的非易失性存储器，可以通过电子方式擦除和重新 编程。通常用于存储小量关键数据，如配置参数。
FeRAM（Ferroelectric RAM）：利用铁电材料特性实现数据存储的 RAM，具有非易失性和高速度等特点。通常用于嵌入式系统中。
程序存储器
通常用于存储程序代码， 不允许修改或只能以有限 的方式进行修改。
速度快
ROM的访问速度非常快， 通常用于启动程序和运行 关键任务。
Байду номын сангаас
RAM存储器
易失性存储器
RAM（Random-Access Memory） 是一种易失性存储器，即掉电后数据 会丢失。
临时存储器
速度更快
RAM的访问速度比ROM更快，通常 用于运行程序和存储大量数据。
基于量子计算和量子通信的量子存储技术
基于生物芯片和生物传感器的生物信息存储技术
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THANKS
嵌入式系统中存储器技术的未 来方向
基于新兴材料和工艺的存储器 技术将得到更广泛应用
嵌入式系统中存储器技术的发展趋势和未来方向
存储器系统的能效比和可靠性将进一 步提升
结合人工智能和大数据技术的智能存 储系统将得到快速发展
嵌入式系统中存储器技术的研究热点和前沿技术
嵌入式系统中存储器技术的研究 热点
基于新型材料和工艺的存储器技 术，如阻变式存储器、相变存储
存储器可靠性不断提高
嵌入式系统广泛应用于各种领域，对存储器的可靠性要求 较高，未来几年，存储器的可靠性将得到进一步提升，以 满足各种应用场景的需求。
嵌入式系统中存储器技术的研究热点和前沿技术

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自动引导模式流程
自动引导模式流程： 复位； 如果自动引导模式使能，Nand Flash中的前4KB代码拷贝到内部
的小石头区域； 小石头映射到nGCS0； CPU开始执行小石头区域中的代码。 Nand Flash模式： 通过NFCONF寄存器设置Nand Flash配置； 把Nand Flash命令写入NFCMD寄存器； 把Nand Flash地址写入NFADDR寄存器； 读/写数据同时通过NFSTAT寄存器检测Nand Flash状态。读操作
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S3C2410X及片内外围简介
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S3C2410X支持大、小端模式，将存储空间分成8组（ Bank），每组大小是128MB，共计1GB。
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特殊功能寄存器
1、内存控制器（Memory Controller）：内存控制器为访问外部存 储空间提供存储器控制信号，共有13个寄存器。
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特殊功能寄存器
2．Nand Flash 控制器 S3C2410X支持Nand Flash启动，启动代码存储在Nand Flash上 。启动时，Nand Flash的前4KB将被装载到内部的固定地址的 SRAM中，利用硬件纠错码ECC对数据的正确性检验，然后开始 执行其中的启动代码。一般情况下，该启动代码会把Nand Flash 中的内容拷贝到SDRAM中去，拷贝完后，主程序将在SDRAM中 执行。操作流程如图4.13所示。
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时钟和电源管理
（1）锁相环PLL。 锁相环最基本的结构由3个基本的部件组成：鉴相器（PFD）、环 路滤波器（Loop Filter）和压控振荡器（VCO），如图4.14所示 。鉴相器是个相位比较装置，它把输入信号Fref与压控振荡器输 出分频后的信号Fvco的相位进行比较，产生对应于两个信号相位 差的误差电压，该误差电压控制调整压控振荡器的频率，以达到 与输入信号同频。