处理器接口电路、中断系统的设计1

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1、4.4处理器接口电路、中断系统的设计4.4.1通用输入/输出接口GPIO设计4.4.2中断系统设计4.4.3串行接口设计4.4.4USB接口设计4.4.5JTAG接口设计4.4.6A/D转换接口设计14.4.1通用输入/输出接口GPIO嵌入式系统的GPIO接口引脚数量较多，例如，S3C44BO有71个，S3C2410有117个，PXA255有84个GPIO管脚,PXA270有120个GPIO管脚。它们与处理器之间的连接一般不使用系统总线，而是直接连接在处理器的引脚上。每个I/O引脚可被编程设置成为普通的输入或输出状态。如被作

2、为输入端时，该GPIO管脚可被设置工作在中断方式或查询方式。但当系统被复位后，所有的GPIO管脚的默认值为输入状态。有些GPIO管脚还通过设置具有第二功能。每个处理器内的GPIO又分成若干个组（端口），每组称为一个I/O接口。每个接口含有10-20多个引脚不等。21、I/O系统工作过程I/O系统的初始化设备打开设备关闭设备读设备写设备控制设备管理初始化驱动逻辑初始化硬件抽象初始化完成设备管理相关信息的初始化，如创建驱动程序地址表、设备名表、文件记录表等实现系统中各驱动程序的注册，即把系统中各驱动程序注册到设备管理中主要完成设

3、备注册3I/O系统工作过程关闭设备系统调用close()关闭一个不再使用的设备，关闭一个设备时，I/O系统的内部运作过程和写一个设备大致相同，不同的是I/O系统根据设备名表中的主设备号在驱动程序地址表中定位并调用驱动程序的xxx_close()函数，然后释放文件表中的记录，返回。在此之后对该文件描述符的任何引用都将返回错误。但是随后的open()系统调用将仍然返回该文件描述符。41）GPIO的配置GPIO接口的控制器通常集成在处理器芯片内部。在系统启动时应对它们进行正确设置,GPIO的设置需要用到三组特殊功能寄存器来定义I/

4、O引脚的具体功能。第一组时端口配置寄存器组（PCONA-PCONG）,第二组是端口数据寄存器组（PDATA-PDATG）,第三组是端口上拉电阻设置寄存器（PUPA-PUOG）,其中A-G为端口序号。如：GPDR(方向寄存器）：负责设置GPIO的输入、输出功能。GPSR(输出置位寄存器)：在输出模式下，可以通过GPSR设置GPIO管脚上的高电平值。GPCR(输出清零寄存器)：在输出模式下，可以通过GPCR设置GPIO管脚为低电平值。5GPLR(引脚状态寄存器）：当某管脚设置为输入模式时，读GPLR(引脚状态寄存器）的内容可以反

5、映当前GPIO管脚的状态。GPER是探测上升沿使能的专用寄存器；GFER是探测下降沿使能的专用寄存器；GEDR是探测上升下降沿使能的专用寄存器；GAFR是设置第二功能寄存器。62）GPIO的设计要求在并行信号传输线中，一般有数据线、控制线和电源线。由于每条数据导线传输一个数据位，这时要求数据总线长度必须较短，否则长的导线会导致有较高的寄生电容值，影响数据的传输速度。此外，并行总线中各导线长度上的小差异，也可能导致所接受的数据字各位的抵达时间不同，影响数据的准确性。基于ARM的处理器内核和处理器核一般都没有I/O总线部件，需要

6、通过先进微控制总线架构AMBA来扩展宏单元和总线I/O部件，为微处理器提供32位地址信号、32位数据信号和读/写、时钟、外围复位、选通等控制信号。73）编址形式ARM采用存储器与I/O统一编址的方式，即把I/O端口当作为特殊的存储器地址来对待处理。比如S3C44B0X微处理器芯片，芯片内部具有71个通用多功能输入输出引脚，分别包含在如下7组端口中：1个10位输出端口（端口A）；1个11位输出端口（端口B）；1个16位输入／输出端口（端口C）；2个8位输入／输出端口（端口D和G）；2个9位输入／输出端口（端口E和F）。8举例P

7、XA27X处理器提供了120个的GPIO，其分组如下：端口A通用目地的I/O；端口B可选输入功能;端口C可选输入功能;端口D可选输入功能;端口E可选输出功能；端口F可选输出功能；端口G可选输出功能。92、S3C2410处理器GPIO设计与应用S3C2410X有8个端口，117个输入/输出引脚。这些端口是：A口（GPA）：23个输出口B口（GPB）：11个输入/输出口C口（GPC）：16个输入/输出口D口（GPD）：16个输入/输出口E口（GPE）：16个输入/输出口F口（GPF）：8个输入/输出口G口（GPG）：16个输入/

8、输出口H口（GPH）：11个输入/输出口这些端口都具有多功能，通过引脚配置寄存器，可以将其设置为所需要的功能，如：I/O功能、中断功能等等。101）端口寄存器及引脚配置每一个端口都有4个寄存器，它们是：引脚配置寄存器、数据寄存器、引脚上拉寄存器等。RegisterAddressR/WDes