第 5 章 S3C2440 嵌入式系統的開發工具

嵌入式系統概論 - 以 S3C2440 核心為架構

第第 55章章 S3C2440S3C2440 嵌入式系統嵌入式系統的開發工具的開發工具

嵌入式系統概論 - 以 S3C2440 核心為架構 copyright @ 許永和

大綱大綱

5.1 DMA-2440XP 教學平台5.2 DMA-2440教學平台的硬體架構5.3 教學平台週邊資源

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DMA-2440XP 教學平台包含下列的核心與週邊資源：中央處理器（ CPU ）：

Samsung S3C2440-40 處理器， ARM9 核心，主頻 400MHz 外部記憶體：

64M Bytes 133MHz SDRAM 2M Bytes NOR Flash 記憶體 ( SST39VF160 或

SST39VF161) 64M Bytes NAND Flash 記憶體 ( K9F1208 ，使用者可自行更換 16/32/128M 的 NAND Flash 記憶體 )

串列埠配置：兩通道 5 線式 RS-232 非同步串列埠 -UART0 與 UART1 。其中，一通道 RS-485 由 CPLD 擴展出來。

乙太網通道埠配置：一通道 10M 乙太網路介面，採用 CS8900 晶片組一通道 10/100M 自動調整速率的乙太網路介面，採用

DM9000AE 晶片組

5.1.2 DMA-2440XP5.1.2 DMA-2440XP 教學平台的週邊資源教學平台的週邊資源

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DMA-2440XP 教學平台包含下列的核心與週邊資源： Camera 介面配置：

一個 2.5mm 擴展介面，可直接連接 130 萬像素的攝像鏡頭 USB 介面配置：

各一個 USB 1.1 DEVICE/HOST 介面紅外線（ IR ）介面配置：

一通道紅外接收介面 IRMS5642 ，整合串列通信，可直接進行紅外傳輸

LCD 與觸控螢幕配置： LCD 介面支援 4.3 吋夏普 TFT 螢幕，另教學平台內置 4 線制電阻式觸控螢幕

CAN 匯流排界面配置：一通道 CAN 匯流排界面，支持 CAN2.0A 與 CAN2.0B

音頻介面配置：通過 IIS 匯流排接晶片 UDA1341 ，外接 8 歐姆喇叭以及麥克風

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DMA-2440XP 教學平台包含下列的核心與週邊資源：記憶體設備配置：

一通道 SD 卡介面，可接標準 SDCARD 一通道 CF 卡介面（ 3.3V ，介面信號均由 74LVTH162245 載入驅動，執行在 TrueIDE 模式）

一通道 IDE 介面，（介面信號由 74LVTH162245 載入驅動）可直接外接硬碟

VGA 介面配置：一通道標準 VGA 介面，可直接連接各種 VGA 介面和 CRT 顯示器或液晶顯示器，內含類比微調電容

時脈配置：內設即時時脈（由扭扣式鋰電池驅動）

JTAG 介面配置： 20-pin ， JTAG 介面，用於除錯及下載

鍵盤介面配置：配置有 4×4 鍵盤，使用者可自行定義功能

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DMA-2440XP 教學平台包含下列的核心與週邊資源： GSM 模組介面配置：

提供 GSM_GPRS 介面，可透過 GPRS 模組機電介面配置：

各一個步進馬達與直流馬達擴展介面配置：

可另外擴展 ADC 與 ADDR 等擴展介面供使用者自行擴展與做試驗之用

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DMA-2440教學平台可分別支援Windows CE 和Linux嵌入作業系，相關資源，如下所列：嵌入 Linux作業系統說明

採用 linux2.4以上的核心支援多種檔案系統，例如 CRAMFS ， FAT以及用於 NAND Flash記憶體的 YAFFS檔案系統等

支援 LCD和觸控螢幕支援 USB HOST 支援 QT 支援MP3播放和視訊播放支援多種網路應用，例如 FTP ， HTTP ， Telnet之類的網路應用兩個乙太網路路介面，一個 10M，一個 100M

5.1.3 5.1.3 作業系統支援的驅動作業系統支援的驅動

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DMA-2440教學平台可分別支援Windows CE 和Linux嵌入作業系，相關資源，如下所列：嵌入 Linux作業系統說明

採用 linux2.4以上的核心支援多種檔案系統，例如 CRAMFS ， FAT以及用於 NAND Flash記憶體的 YAFFS檔案系統等

支援 LCD和觸控螢幕支援 USB HOST 支援 QT 支援MP3播放和視訊播放支援多種網路應用，例如 FTP ， HTTP ， Telnet之類的網路應用兩個乙太網路路介面，一個 10M，一個 100M

5.2.1 5.2.1 電源電源

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總電源這一部分電通道主要外接 12V 2A 穩壓電源，對整個教學平台進行供電。並通過 LM2956S ， DC/DC 轉換電位為 5V 對平台進行供電。

電源開關（ BASE_SW18 ）

DMA-2440 教學平台上，設計了控制整個系統電源輸入的電源開關（ BASE_SW18 ），此開關控制 12V 電源輸入的打開與關閉。因此，只要打開此電源，即會供應整個教學平台的電源。

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5.2.1 5.2.1 電源電源


由於 NOR Flash 記憶體的價格較 NAND Flash 記憶體價格昂貴許多，但為了符合特定客戶的需求， NOR Flash 記憶體電源採用了相容式設計。如下圖

透過 R3 與 R4 電阻的配置，可選擇 NOR Flash 記憶體的定址範圍，進而實現不同容量的 NOR Flash 記憶體的相容設計。

5.2.2 NOR Flash5.2.2 NOR Flash 記憶體電源記憶體電源

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由於 DMA-2440XP 教學平台的底板面積原因，需要對位址資料位元進行必要的驅動，以保證這個開發系統的正常執行。

5.2.3 5.2.3 資料與位址匯流排驅動電路資料與位址匯流排驅動電路

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一個 2.5毫米間距 20-pin ， Camera 擴展介面 (TOP_J18) 。 Camera 攝影像鏡頭的工作需要 3 種電源， 3.3V/2.8V/1.8V ，其所提供的

電源電通均在頂板上。

注意：嚴禁Camera 攝影鏡頭設備在接上電源時，作插拔的動作。如有違規操作，可能造成

系統的永久性損壞。

5.2.4 Camera5.2.4 Camera 攝影鏡頭攝影鏡頭

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引腳信號方向引腳信號方向1 IICSDA O 2 IICSCL O

3 GPG12/EINT20 O 4 CAMRESET I

5 CAMCLKOUT I 6 CAMHREF O

7 CAMVSYNC O 8 CAMPCLK O

9 CAMDATA7 I 10 CAMDATA6 I




17 VDD_3V3 -- 18 VDD_2V8 --

19 VDD_1V8 -- 20 GND --


DMA-2440XP 系統教學平台上的 CPLD 電源主要實現對系統部分信號的控制和緩衝，以及對外部部分晶片的選擇。如上一章所提及的， CPLD 元件負責將諸多的週邊電路解碼與控制。

5.2.5 CPLD5.2.5 CPLD

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DMA-2440XP配置有一通道標準VGA介面。而VGA部分的電源電路，其中，使用ADV7123晶片組：

注意：嚴禁VGA介面設備在接上電源時，作插拔的動作。如有違規操作，可能造成系統的永久性損壞。

5.2.6 VGA5.2.6 VGA 介面介面

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引腳信號方向引腳信號方向1 VGA_IOR O 2 VGA_IOG O

3 VGA_IOB O 4 NC --

5 GND -- 6 GND --

7 GND -- 8 GND --

9 NC -- 10 GND --

11 NC -- 12 NC --

13 BUF_VLINE O 14 BUF_VFRAME O

15 NC -- 16 GND --

17 GND --


由於 DMA-2440XP 具備一個主與從 USB 介面，因此分別提供一通道 USB_HOST 與一通道USB_DEVICE 週邊埠。

USB 介面電源是區分 HOST 與 DEVICE ，且 USB週邊埠是支援熱插拔與即差即用的。

5.2.7 USB5.2.7 USB 介面介面

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引腳

信號方向

描述

1 VBUS O +5V Power Supply

2 USBH_N IO Host Data Negative

3 USBH_P IO Host Data Positive

4 GND / System Ground

引腳信號方向

描述

1 NC / No Connection

2 USBC_N IO Device Data Negative

3 USBC_P IO Device Data Positive

4 GND / System Ground

USB_DEVICE(BASE_J10) 信號定義 SB_HOST(BASE_J8) 信號定義


在 DMA-2440XP 教學平台的 LCD 介面是採用外接模組方式。注意：

嚴禁 LCD 設備在接上電源時，作插拔的動作。如有違規操作，可能造成系統的永久性損壞。

此處介面採用防插錯設計，請在接上 LCD 面板時不要用太大力。以防元件受損。

5.2.8 LCD5.2.8 LCD 介面介面

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在 DMA-2440XP 教學平台上，整合了一通道標準CAN 匯流排界面，並可相容 CAN2.0A 與 CAN2.0B 。

5.2.9 CAN5.2.9 CAN 介面介面

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在 DMA-2440XP 教學平台上，提供一組步進馬達，測試相關的實驗應用。

在 BASE_J27 下方有 BASE_J19 與 BASE_J43 介面接腳，提供外部擴充步進馬達介面之用，並可由使用者外接其他品牌的步進馬達。

5.2.10 5.2.10 步進馬達步進馬達

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在 DMA-2440XP 教學平台上，提供一個 ADC 類比調整器，用來調整 ADC 電位，並實驗 ADC 轉換等實驗。

此外，利用碳膜型滑動變阻器對 ADC 電位進行較準確的調節。

5.2.11 ADC5.2.11 ADC 類比調整開關類比調整開關

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在 DMA-2440XP 教學平台上，提供一組 4×4 可配置型鍵盤，各個按鍵功能可由使用者可行配配置。

此外，相關鍵盤與其電源電路圖是，讀者可以採用最基本的掃描及中斷觸發方式來確定鍵盤功能。

5.2.13 4x45.2.13 4x4 按鍵鍵盤按鍵鍵盤

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在 DMA-2440XP 教學平台上，整合了一個 8 歐姆1/2W高傳真喇叭，及一通道麥克風可直接使用，進行錄音放音功能。同時，還具備各一個耳機與麥克風，用來外接耳機及麥克風。另外， DMA-2440XP底板整合一個可用來控制的蜂鳴器 -BASE_LS1 ，用來測試相關的各種警報及試驗功能。喇叭連接底板背面，並可透過 BASE_R158 來調整喇叭音量。

5.2.14 5.2.14 系統音源系統音源

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在 DMA-2440XP 教學平台上，提供各一個 10/100M自動調整速率的乙太網路介面（ BASE_CON3 ）及10M 乙太網路介面（ BASE_CON2 ）。

5.2.15 5.2.15 乙太網路介面乙太網路介面

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引腳信號方向描述1 TX+ O Data output Positive

2 TX- O Data output Negative

3 RX+ I Data input Positive

4 NC / EMI Grounded

5 NC / EMI Grounded

6 RX- I Data input Negative

7 NC / EMI Grounded

8 NC / EMI Grounded

/ LED1 O Speed LED

/ LED2 O Link/Active LED


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相關獨立的狀態顯示燈信號定義一覽表

5.35.3 教學平台週邊資源教學平台週邊資源

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外部中斷分配一覽表 A/D 通道分配一覽表

中斷名稱說明EINT0 ， EINT2 ，EINT11 ， EINT19

作為 4×4鍵盤的 4條列線

EINT1 IDE介面的中斷請求

EINT3 CF卡介面的中斷請求

EINT8 CAN匯流排中斷請求

EINT9 網路晶片 CS8900中斷請求

A/D通道說明AIN0 ， AIN1 ，AIN2 ， AIN3 ，AIN4 ， AIN6

透過擴充介面擴出

AIN5 ， AIN7 與觸控螢幕X ， Y值通道相連

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跳線分配表核心板按鍵表

跳線名稱說明J3 決定 S3C2440的啟

動模式插上短路夾從NAND Flash記憶體中啟動，預設不插上短路夾從 NOR Flash記憶體（ SST39VF1601）中啟動

按鍵名稱

說明

S1 重置按鍵，小按鍵

5.35.3 教學平台週邊資源教學平台週邊資源按鍵說明

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底板按鍵一覽表核心板的 LED指示燈一覽表

按鍵名稱說明S1 重置按鍵，S2 ， S3 用於 CPLD功能

實驗的按鍵SW2~SW17 4×4鍵盤

LED名稱說明LED1 核心板電源指示

燈LED2 ， LED3 I/O指示燈

5.35.3 教學平台週邊資源教學平台週邊資源LED指示燈說明


本章習題與討論本章習題與討論

1.嵌入式軟體通常具有哪些特性？

2.何謂同步與非同步？

3.請試著說明何謂嵌入式系統？

4.本實驗所用的 S3C2440 支援哪兩種啟動模式？

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