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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 2549

  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www.cechina.cn,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,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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,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,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www.cechina.cn,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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,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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