基于S3C4510B型微处理器的最小系统设计

　　1 引言

　　ARM(Advanced RISC Machines)，既可以认为它是一个公司的名字，也可以认为它是一类微处理器的统称，还可以认为它是一种技术名称，习惯上称之为"高级精简指令集计算机机器公司"。目前，各种各样ARM微处理器的设备应用数量已经远远超过了通用计算机。在工业和服务领域中，使用ARM微处理器的数字机床、智能工具、工业机器人、服务机器人正在逐渐改变着传统的工业生产和服务方式。因此，基于ARM微处理器的开发应用正成为数据时代的应用技术潮流。本文介绍S3C4510B型ARM微处理器最小系统的构建，并给出系统外围相关器件的选型。

　　2 S3C4510B

　　S3C4510B是韩国三星公司(Samsung)基于以太网应用系统的高性价比16/32位RISC微处理器，内含1个由ARM公司设计的低功耗、高性能16/32位ARM7TDMI型RISC处理器核，最适合用于对价格和功耗敏感的应用领域。

　　S3C4510B的工作电压为3.3V，总高主频为50MHz，采用208引脚QFP封装。其外部数据总线(双向、32位)支持外部8、16位、32位的数据宽度;22位的地址总线可寻址每一个ROM/SRAM组、FLASH存储器组、DRAM组和外部I/O组4M字(16M字节)的地址范围。该微处理器内建37个32位的寄存器(31个通用寄存器和6个状态寄存器)，在某一时刻寄存器能否访问由处理器的当前工作状态和操作模式决定。单个S3C4510B具有的片内外围功能模块包括1个带总线请求/应答引脚的外部总线控制器;1个32位系统总线仲裁器;1个可配置为内部SRAM的一体化指令/数据Cache(8KB);1个仅支持主控模式的ⅡC接口;1个Ethernet控制器;2个带缓冲描述符的HDLC(高层数据链路控制)通道;1个DMA控制器;2个可工作于DMA方式或中断方式的UART模块;2个可编程32位定时器;18个可编程I/O口;1个含有21个中断源的中断控制器和1个PLL电路。

　　3 硬件设计

　　3.1 最小系统设计

　　最小系统是由保证微处理器可靠工作所必须的基本电路组成的。S3C4510B的最小系统由S3C4510B、电源电路、晶体振荡器电路、复位电路和JTAG接口电路组成。它们的连接关系如图1所示。

　　3.1.1 电源电路

　　在系统中，S3C4510B及部分外围器件需3.3V电源，另外，部分器件需要5V电源，为简化系统电源电路的设计，要求整个系统的输入电压为5V直流稳压电源。为了得到可靠的3.3V电压，此处选用Linear Technology公司生产的LT1085CT-3.3型DC-DC变换器，它的输入电压为5V，输出电压为3.3V，输出电流可达3A。电源电路如图2所示。

　　3.1.2 晶体振荡器电路

　　该电路用于向S3C4510B和其他电路提供工作时钟。鉴于有源晶体振荡器在工作可靠性和精度上都要优于无源晶体振荡器，故在系统中使用了有源晶体振荡器。根据S3C4510B的最高工作频率及PLL电路的工作方式，选择10MHz的有源晶体振荡器，其频率经过S3C4510B内部PLL电路倍频后，最高可达50MHz。内部PLL电路兼有频率放大和信号提纯的功能，因此，系统可以以较低的外部时钟信号获得较高的工作频率。晶体振荡器电路如图3所示。