嵌入式系统设计 -Ch06_系统整合单元.pdf

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1、嵌入式系統硬體架構設計第六章系統整合單元這一章將描述系統整合單元(SIU)。SIU控制幾種處理器的系統功能，SIU包含的單元有：ò多用途I/O埠ò中斷控制器ò即時時脈(clock)ò作業系統計時器ò脈衝寬度調節器6.1多用途I/OPXA250應用處理器透過27個暫存器的使用，如設置針腳方向(輸入或輸出)、針腳功能、針腳狀態(只能輸出)、針腳標準偵測(只能輸入)、和選擇交替的功能，藉此來觸發或控制多用途I/O(GPIO)的81個針腳。參照2-26頁表格2-11「PXA210應用處理器不支援的訊號」即為PXA210不支援的訊

2、號列表。GPIO的其中一個部分可以讓應用處理器離開睡眠模式。注意當選擇某個GPIO的針腳就是指定某一個GPIO的功能，因為GPIO的許多針腳有交替的功能，而且可以被設置為可支援應用處理器的周邊設備。將未使用的GPIO設置為輸出，可以將電源的消耗降到最低。6.1.1GPIO的操作PXA250應用處理器提供81個GPIO的針腳來產生及捕捉指定的輸入及輸出訊號。每一個針腳都可以被設計成輸入或輸出。當設計成輸入時，GPIO也可以被當作一中斷來源。當全部都是重置(reset)時，81個針腳被設置為輸入，並且持續當作輸入直到他們被設

3、置成其他狀態。使用GPIO針腳方向暫存器(GPDR)來設定GPIO針腳為輸出或輸入。當設定為輸出時，寫入GPIO針腳輸出設定暫存器(GPSR)將針腳設定為High；寫入GPIO針腳輸出清除暫存器(GPCR)則將針腳清除為Low。不論針腳是被設置為輸入或輸出，設定和清除暫存器都可以被寫入。如果針腳被設置為輸入，當針腳被重新設置為輸出時，就會變為輸出狀態。讀取GPIO針腳標準暫存器(GPLR)可以確認每一個GPIO針腳的狀態。你可以隨時讀取這個暫存器來確認針腳的狀態。另外，使用GPIO正緣偵測觸發暫存器(GRER)和GPIO

4、負緣偵測觸發暫存器(GFER)來偵測每一個針腳是正緣或是負6-1嵌入式系統硬體架構設計緣。使用GPIO邊緣偵測狀態暫存器(GEDR)來讀取邊緣偵測狀態。你可以設計這些邊緣偵測來產生中斷(參考4.2節「中斷控制器」)。並且使用GPIO[15:0]產生喚醒事件讓PXA250應用處理器離開睡眠模式(參考3-17頁3.4.8.5節「離開睡眠模式」)。當應用處理器進入睡眠模式，電源管理睡眠狀態暫存器(PGSR0，PGSR1，及PGSR2)的內容會載入到輸出資料暫存器。如果這個特殊的針腳被設定為輸出，那PGSR內的值將在進入睡眠模式

5、前被迫傳到此針腳。當應用處理器離開睡眠模式，這些值會持續傳送直到GPIO針腳重新設定為寫入GPDR、GPSR、GPCR，並且設定電源管理睡眠狀態暫存器(PSSR)中的GPIO位元，來指示離開睡眠模式後GPIO暫存器已經被重新初始化。這是必須的步驟，因為GPIO邏輯在睡眠模式中失去電力。在這個應用處理器中，大部分的GPIO針腳也可以當作其他交替的功能。在序列控制器和LCD控制器的幾種模式中，需要額外的針腳。這些功能是在指定的GPIO針腳中加入硬體線路(hardwired)，他們的功能將在以下幾章中說明。即使一個GPIO針腳

6、用在其他交替的功能，你必須仍能透過GPDR來設計此針腳適當的方向。其他交替功能的詳細內容將在4.1.2節「GPIO交替的功能」中提出。圖4-1為一個GPIO針腳的區塊圖。6.1.2GPIO交替的功能GPIO針腳可以包含高達六種交替的功能，可以藉此來驅動應用處理器中其他的功能。如果一個GPIO用來當作交替的功能，那他就不能在同一時間被用來6-2嵌入式系統硬體架構設計當作GPIO。GPIO[0]是保留的，因為他在睡眠模式中有特殊的用途，所以不能給交替的功能使用。GPIO[15:0]的功能是從睡眠模式中被喚醒。這個喚醒的功能在

7、6-17頁3.4.8.5節「離開睡眠模式」已經解釋過了。表4-1顯示每個GPIO針腳以及他對應的交替功能。要瞭解交替功能更多資訊，請參考表4-1中對應的「SourceUnit」欄。注意：表格中深色部分表示不支援PXA210應用處理器。表6-1GPIO交替功能6.1.2.1PXA210應用處理器操作上的限制在PXA210中，以下幾個GPIO針腳是不可使用的：òGPIO[14:2]òGPIO[22:19]òGPIO[38:35]òGPIO[41:40]注意：因為GPIO[14:2]在PXA210應用處理器中是不可使用的，只有

8、GPIO[15]和GPIO[1:0]可以用來當作從睡眠模式中喚醒的功能。6.1.3GPIO暫存器定義GPIO控制區塊中總共有27個32位元的暫存器。總共有九個不同的暫存器功能，共有三組這種九個暫存器來供給81個GPIO針腳使用。對應到每個GPIO的九個暫存器的各種功能描述如下：ò三個監控針腳狀態(GPLR)ò六個控制