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基于MC9328MX1嵌入式最小系统的设计

来源:中电网2006.12.03阅读 2659

  文中以MC9328MX1芯片为例,着重介绍了嵌入式微处理器最小系统存储器接口电路、电源电路、串行接口电路、JTAG接口电路、晶振电路和复位电路的一般设计方法。  
 
     引言
   
     嵌入式系统是以实际应用为核心,对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专业计算机系统,随着嵌入式系统相关技术的迅速发展,嵌入式系统功能越来越强,应用接口更加丰富,根据实际应用的需要设计出特定的嵌入式最小系统和应用系统,是嵌入式系统设计人员应具备的能力,由于ARM嵌入式体系的结构的一致性以及外围电路的通用性控制工程网版权所有,采用ARM内核的嵌入式最小系统的设计原则和设计方法基本相同,本文基于MC9328MX1芯片介绍ARM嵌入式最小系统设计的一般方法。

     1、MC9328MX1概述
   
     MC9328MX1是Motorola公司基于ARM920T的龙珠(Dragon Ball

)MX1处理器www.cechina.cn,MC9328MX1内含ARM公司设计的16/32bit ARM920T微处理器内核,采用RISC架构的ARM微处理器具有体积小、功耗低、性价比高的特点控制工程网版权所有,主要应用于高级信息处理设备、智能电话、网页浏览器、数字多媒体播放器、基于流行的Palm OS操作平台的手提计算机和无线通信发射、接收设备等。
   
    MC9328MX1的结构框图如图1所示。

基于MC9328MX1嵌入式最小系统的设计如图


图1 MC9328MX1结构框图

     MC9328MX1的体系结构如下:全16/32bit RISC架构,内含效率高、功耗强大的ARM920T的处理器核,支持16bit Thumb和32bit ARM指令集的高性能RISC引擎,支持大、小端模式,内部架构为大端模式,外部存储器可分为大、小端模式,基于JTAG接口的方案,边界扫描接口,用于嵌入式多媒体应用集成系统。

     MC9328MX1的系统关系特性为:一体化的16KB指令Cache及16KB数据Cache,支持虚拟地址转换存储器管理单元(VMMU),支持ROM/SRAM、Flash存储器、DRAM和外部I/O以8/16/32bit的方式操作,支持EDO/常规或SDRAM存储器,使用ARM先进的微控制器总线结构(AMBA),即SoC多主总线接口,利用精简先进的高性能总线(R-AHB)与速度较慢的片上外围设备进行通信,可同时连接15个外部设备。
   
     尽管嵌入式处理器芯片种类多CONTROL ENGINEERING China版权所有,引脚繁杂,但根据它们各自的功能特点,因该分布是有规律的,在嵌入式最小硬件系统设计中,要注意区分处理器芯片引脚的类型,仔细分析研究关键引脚作用,才能保障最小系统的正常运行。
   
     MC9328MX1采用MAPBGA封装,共有256引脚,MC9328MX1的引脚可分为电源、接地、输入(I)、输出(O)、输入/输出(I/O)5类。除了电源和接地线有近40根,以及地址总线,数据总线和通用I/O接口端,专用模块SPI、UART、I2C、LCD等接口,需要认真仔细研究的引脚不是很多,电源和接地端是保障系统正常工作最基本的条件之一,输入类型的有些引脚在系统设计时必须认真仔细对待,因为有些电平信号直接影响到MC9328MX1的正常工作,输出类型的引脚主要用于对外设的控制或通信,由MC9328MX1主动发出,对MC9328MX1自身的运行不会有太大的影响,输入/输出类型引脚是MC9328MX1与外设的双向数据传输通道。
   
     2、嵌入式最小系统
   
     以ARM内核嵌入式微处理器为中心,具有完全相配接的Flash电路、SDRAM电路、JTAG电路、电源电路、晶振电路、复位信号电路和系统总线扩展等www.cechina.cn,保证嵌入式微处理器正常运行的系统,可称为嵌入式最小系统。
   
     嵌入式最小系统硬件结构图如图2所示。

基于MC9328MX1嵌入式最小系统的设计如图


图2 嵌入式最小系统硬件结构

     嵌入式最小系统硬件功能如下:

  微处理器:MC9328MX1是系统工作和控制中心;
  电源电路:为MC9328MX1核心部分提供





















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