S3C2410最小系统设计

题目:S3C2410X最小系统设计已知技术参数和设计要求：1、嵌入式处理器选择S3C2410X处理器；2、最小系统包括电源、时钟、复位、存储器、JTAG接口3、JTAG接口选择14针插头4、存储器容量要求至少16MB的flah和16MB的SDRAM。5、外部提供5V电源要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、存储器等主要元器件选择2、电源电路、时钟电路、复位电路、存储器扩展电路、JTAG接口电路3、protel电路图5、不少于3000字的课程设计报告时间安排：2010～2011学年第1学期13～14周指导教师签名：2010年11月11日教研室主任签名：年月日目录摘要..................................................................................................................................................11.S3C2410基本外围电路设计........................................................................................................11.1系统框图..........................................................................................................................11.2电源电路...........................................................................................................................11.3晶振电路...........................................................................................................................21.4复位电路...........................................................................................................................21.5JTAG接口..........................................................................................................................21.6SDRAM存储器......................................................................................................................21.7NANDFlash存储器...........................................................................................................31.8串口电路...........................................................................................................................32.S3C2410启动过程........................................................................................................................43.简单Bootloader的制作...............................................................................................................43.1Bootloader工作原理....................................................................................................43.2第一阶段............................................................................................................................43.3第二阶段............................................................................................................................53.4程序的下载和调试............................................................................................................54.心得体会........................................................................................................................................5参考文献:.........................................................................................................................................61图25V转3.3VFig.25Vto3.3V图33.3V转1.8VFig.33.3Vto1.8VIN1GND2EN3OUT5BYP4MIC5207-1.8C110uC210uC3470pFVDD33VDD18Vin3GND1Vout2AMS1117-3.3VDD5VC1100uC2100uVDD33S3C2410最小系统设计摘要：介绍了以嵌入式芯片S3C2410为核心的最小嵌入式系统构建方法，给出了S3C2410的复位电路、电源电路、存储器电路和串口电路等硬件组成。还介绍了在ADS环境下自制的最小Bootloader程序开发和调试方法。关键字：嵌入式；S3C2410；ADS；BootloaderS3C2410是Samsung公司基于ARM920T内核的嵌入式微处理器。本文以S3C2410为核心，配置了最基本外围电路构成了最小的嵌入式系统，并在ADS上开发了启动程序，完成硬件初始化，配置运行环境，串口调试功能。通过本文可以从底层了解S3C2410的特性和工作原理，并对Bootloader程序会有深入的认识，为嵌入式系统的学习做铺垫。1.S3C2410基本外围电路设计1.1系统框图1.2电源电路S3C2410工作时内核需要1.8V电压，I/O端口和外设需要3.3V电压[1]。VDDi/VDDiarm引脚是供S3C2410内核的1.8V电压；VDDalive引脚是功能复位和端口状态寄存器电压。M12引脚RTCVDD是RTC模块的1.8V电压，用电池供电保证系统的掉电后保持实时时钟。VDDOP引脚是I/O端口3.3V电压；VDDMOP引脚是存储器I/O端口电压；还有一系列VSS引脚需要接到电源地上。3.3V电压从5V用AMS1117-3.3转换得到如图2所示；1.8V从3.3V通过MIC5207-1.8转换得到如图3所示。S3C2410复位电路串口电路电源、晶振SDRAMNandFlashJTAG图1系统框图Fig.1DiagramofSystem2图4晶振电路Fig.4CrystalCircuit图5复位电路Fig.5ResetCircuitY112MHzY232.768KHzC115pFC215pFC65pFC55pFC315pFC415pFR11MXTIpllXTOpllXTIrtcXTOrtcMPLLCAPUPLLCAPR115K+C110uD11N4148S1ResetVDD331274HC141274HC14nRESET1.3晶振电路S3C2410内部有时钟管理模块，有2个锁相环，其中MPLL产生CPU主频FCLK、AHB总线外设时钟HCLK和APB总线外设时钟PCLK；UPLL产生USB模块的时钟。OM3、OM2都接地时主时钟源和USB模块时钟源都由外接晶振产生[1]。在XTIpll和XTOpll之间连接主晶振，可以选择12MHz晶振，通过内部寄存器的设置产生不同频率的FCLK、HCLK和PCLK；在XTIrtc和XTOrtc上需要接32.768kHz的晶振供RTC模块使用。同时在MPLLCAP和UPLLCAP上也要外接5pF的环路滤波电容。晶振电路如图4所示。1.4复位电路S3C2410的J12引脚为nRESET复位引脚，nRESET上给4个FCLK时间的低电平后就可以复位。可以设计如图5所示的复位电路，其中上电复位是靠RC电路特性完成，开关二极管1N4148在手动复位时对电容起快速放电的作用，因此可以把复位电平快速拉到0V。反响门74HC14可以起到延时作用，保证有足够复位时间。1.5JTAG接口S3C2410有标准的JTAG接口，TCK（H6）为测试时钟输入；TDI（J1）为测试数据输入；TDO（J5）为测试数据输出；TMS（J3）为测试模式选择，TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式；nTRST（H5）为测试复位，输入引脚，低电平有效。其中nTRST、TMS、TCK、TDI需要接10K的上拉电阻。通过JTAG口可以完成芯片测试或在线编程。1.6SDRAM存储器[1]S3C2410有32根数据线和27根地址线，因此地址线的寻址范围为128M；但是S3C2410还有8根存储器芯片片选信号线nGCS0～nGCS7，因此总的寻址空间为128M*8=1G。NandFlash启动模式下复位时S3C2410的存储器映射如图6所示。如当访问物理地址0x08000000～0x10000000内的地址则nGCS1自动为低电平，以此类推。通过图6可知SDRAM只能连接在nGCS6和nGCS7片选引脚上。S3C2410提供了SDRAM的接口，其中包括nSRAS:行信号锁存；nSCAS:列信号锁存；nSCS[1:0]（就是nGCS[6:7]）：片选信号；DQM[3:0]：数据屏蔽；SCLK[1:0]：时钟；SCKE：时钟有效；nBE[3:0]：高/低3图6存储器映射图Fig.6MapofMemory图8NANDFlash连接图Fig.8NANDFlashConnectionCLE16ALE17CE9RE8WE18R/B7IO129IO230IO331IO432IO541IO642IO743IO844K9F1208DATA0DATA1DATA2DATA3DATA4DATA5DATA6DATA7CLEALEnFCEnFREnFWER/nB162738495J?DB9C1+1C1-3C2+4C2-5T1OUT14R1IN13R1OUT12T1IN11GND15V-6V+2VDD16T2OUT7R2IN8T2IN10R2OUT9MAX3232CASTXD0(K15)RXD0(K17)++