S3C2410X在无线宽带通信网中的应用
S3C2410X对于片内的各个部件采用了独立的电源供给:内核采用1.8V供电;存储单元采用3.3V独立供电,对于一般SDRAM可以采用3.3V,对于移动SDRAM可以采用VDD等于1.8/2.5V,VDDQ等于3.0/3.3V;I/O采用独立3.3V供电 [1]。
3 系统硬件平台
利用S3C2410X出色的内核性能和丰富的外部接口构造一个嵌入式系统平台,用于嵌入式无线宽带通信。图3是该系统的硬件框图。
在这个嵌入式硬件平台中,主CPU是SAMSUNG公司的S3C2410X。作为boot的NAND闪存是SAMSUNG公司的SmartMedia卡。根据应用中对于容量的需求可以选用K9S1208VOM,容量为64MB,或者K9D1G08,容量为128MB。
SmartMedia卡为大容量的固态存储提供了相当高的性价比。它按照页进行自动编程,每一页大小为528个字节,编程的典型时间为200μs;擦除则按照块进行,每一块的大小为16K字节,典型的擦除时间为2ms。它在电感生产页面中读取单个数据的时间为50ns。SmartMedia卡总共只有22个引脚,8根I/O口线、读写控制线和电源线。I/O口是地址、命令输入和数据输出输入的复用端口。SmartMedia卡还提供了ECC错误纠正码,实现坏区检测以及实时映射,这样它具有高达10万次的编程/擦除周期,数据保存长达10年。S3C2410X专门有NAND闪存的接口,所以在硬件上SmartMedia卡直接与这个接口相连。在这个平台中,SmartMedia卡可以被用作装载操作系统镜像以及大容量的数据存储。
SDRAM被用来运行操作系统以及各类数据的缓存,可采用三星、现代等厂家的产品。这里采用SAMSUNG公司的K4S561632C,它是4M×16bit×4bank的同步DRAM,容量为32MB。用2片K4S561632C,实现位扩展,使数据总线宽度为32bit,总容量为64MB。它的地址空间映射在S3C2410的bank6。
NOR FLASH采用AMD公司的AM29LV800B,容量为1MB。其工作电压可在2.7V到3.6V之间,访问时间为70ns,可以作为boot ROM Flash。与其它的Flash不同的是它具有灵活的页面结构,一个16K字节页,2个8K字节页,一个32K字节页和15个64K字节页。至于它的读写和擦除操作与一般的线性闪存没有区别。在这里AMD闪存主要用于前期的调试和操作系统的下载。
因为S3C2410X本身没有PCMCIA接口,所以为了连接PCMCIA接口的无线网卡,必须采用一个专用的芯片作为转接。在这里,采用Intel公司生产的ISA-TO-PC-Card控制器——PD6710。PD6710能够控制一个PC-Card插槽,兼容PC卡标准、PCMCIA2.1和JEIDA4.1。PD6710采用有效功率和混合电压技术减少系统的功耗,同时该芯片具有软控制挂起模式和硬件超级挂起模式实现低功耗的控制。该芯片采用82365SL兼容的寄存器组,具有5个可编程的存储区和两个可编程的I/O区。PD6710与S3C2410X连接端采用8位或16位的类ISA系统总线(这里采用16位的系统总线),与无线网卡连接端采用8位或16位PC卡总线接口。无线网卡是802.11b标准,这个标准应用最广泛,而且各大公司的产品都提供了现成的驱动程序。随着USB接口的广泛应用,市场上已有USB接口的无线网卡,S3C2410X集成了USB主机接口,可与USB接口的无线网卡直接相连。如果想使用CF卡接口的无线网卡,只需找一个CF-PCMCIA适配器就能完成转接。
在这个平台里,采用CS8900网卡芯片实现与以太网的连接,FPGA采用Xilinx公司的SpartanXL系列产品,根据功能要求可以选用XCS40XL型模压电感器号,使可用门数目高达40K。利用SpartanXL系列器件里的RAM可以实现高速的FIFO或者利用其灵活的可编程性,可以作为这个平台与外部其他功能模块的通用接口。例如需要进行多媒体数据的处理时,可以外加一个DSP来完成,这样S3C2410X就可以通过FPGA实现高速FIFO与DSP的数据交换。
至于人机接口方面的设计,笔者使用SAMSUNG公司的3.5英寸TFT LCD,并带有触摸屏。输入则采用PDA常用的软键盘。
4 软件平台及系统开发
S3C2410X集成了内存管理单元,因此能够嵌入多种主流操作系统,包括Windows CE、Linux、VxWorks等。在这个系统中,选用Windows CE嵌入式操作系统。对于已经熟悉Windows环境的应用程序开发者来说,Windows CE提供了友好熟悉的开发环境,如Microsoft Win32 API、ActiveX控件、塑封电感消息队列、COM接口、ATL和MFC,而且有很多Windows成功的程序可以移植到Wi模压电感ndows CE中去,大大提高了开发的效率。Windows CE嵌入式操作系统能够给用户提供熟悉和操作方便的GUI。
WinCE开发平台由两部分组成:Platform Builder和软件开发包SDK(Embedded Visual C++和Embedded Visual Basic)。Platform Builder用来定制操作系统,磁心电感器SDK则用来开发应用程序。整个Windows CE系统由三部分组成:应用程序、WinCE各个部件和OEM层。OEM层接口又包括OEM适配层、本地驱动和流接口驱动。定制操作系统的步骤如下:(1)编写板基支持包BSP(包括OEM适配层OAL和硬件驱动);(2)裁减和配置操作系统的各个部件,并修改相应的配置文件;(3)编译Kernal、组件和BSP,生成操作系统镜像文件;(4)将镜像文件下载到目标设备上,进行调试。定制完操作系统后,在Platform Builder里导出SDK,就可以在Embedded Visual C++或Embedded Visual Basic环境下针对平台开发应用程序
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