嵌入式系统原理课件2012版 第4章.ppt

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1、第四讲存储器接口技术嵌入式系统的硬件平台是由微处理器（或微控制器）、存储器、I/O端口及设备组成，但不同的嵌入式应用系统所需的硬件平台是不一样的。在设计时，可供选择的存储器芯片是多种多样的，本节介绍嵌入式系统的存储器接口设计原理和规则。§4.1存储器的分类在复杂的嵌入式系统中，存储器系统的组织结构按作用可以划分为4级：寄存器、cache、主存储器和辅助存储器，如下图所示。当然，对于简单的嵌入式系统来说，没有必要把存储器系统设计成4级，最简单的只需寄存器和主存储器即可。辅助存储器主存储器cache寄存器存储器作用示意图（续）存储器根据其存取方式分成两

2、类：随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM是易失性存储器，ROM是非易失性存储器。随机存储器又分为两大类：·静态随机存储器（SRAM）·动态随机存储器（DRAM）随机存储器芯片图（续）只读存储器（ROM）通常又分成EPROM、EEPROM和闪存（Flash）。目前，闪存作为只读存储器在嵌入式系统中被大量采用，闪存使用标准电压既可擦写和编程，因此，闪存在标准电压的系统内就可进行编程写入。NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。只读存储器芯片图NANDFlash和NORFlash比较1988年，Intel首先开发出NORFla

3、sh技术；1989年，东芝公司发表了NANDFlash结构的存储器。NANDFlash和NORFlash比较，有以下特点：·NORFlash的读取速度比NANDFlash稍快一些，NANDFlash的擦除和写入速度比NORFlash快很多。·Flash芯片在写入操作时，需要先进行擦除操作。NANDFlash的擦除单元更小,因此相应的擦除电路更少。（续）·接口方面它们也有差别，NORFlash带有SRAM接口,有足够的地址引脚来寻址,可以很容易地存取其内部的每一个字节，可以像其他SRAM存储器那样与微处理器连接；NANDFlash器件使用复杂的I/O

4、口来串行地存取数据,各个产品或厂商的方法还各不相同，因此，与微处理器的接口复杂。·NANDFlash读和写操作采用512字节的块,这一点类似硬盘管理操作,很自然地,基于NANDFlash的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。§4.2存储系统地址分配方法微处理器与随机存储器接口的信号线一般有：·片选信号线CE用于选中该芯片。若CE=0时，该芯片的数据引脚被启用；若CE=1时，该芯片的数据引脚被禁止，对外呈高阻状态。·读/写控制信号线控制芯片数据引脚的传送方向。若是读有效，则数据引脚的方向是向外的，CPU从其存储单元读出数据；若是写有效，则数据引脚的方向

5、是向内的，CPU向其存储单元写入数据。·地址线用于指明读/写单元的地址。地址线是多根，应与芯片内部的存储容量相匹配。·数据线双向信号线，用于数据交换。数据线上的数据传送方向由读/写控制信号线控制。（续）一个典型的微处理器与SRAM存储器接口电路如图所示。CPUSRAMCE(片选）读/写地址数据（图）动态随机存储器的接口示意图:（续）DRAM中的存储单元内容在通电状态下随着时间的推移会丢失，因而，其存储单元需要定期的刷新。CPU与其接口的信号线除了有与SRAM相同的信号线外，还有RAS（行地址选择）信号线和CAS（列地址选择）信号线。需要这些信号的原

6、因是可以减少芯片地址引脚数（这样只需要一半地址引脚），并且方便刷新操作。§4.3S3C2410的存储系统S3C2410芯片采用的是ARM920T核，地址空间总共为4GB，其中，1GB地址空间用于支持外部存储器的连接，另外的空间有一小部分用于I/O端口或部件的寻址，其他的地址空间没有用到。S3C2410芯片外部可寻址的存储空间是1GB，被分成8个存储块，每块128MB。如图所示。S3C2410存储空间分配图S3C2410存储空间说明0号存储块可以外接SRAM类型的存储器或者具有SRAM接口特性的ROM存储器（如NORFlash），其数据总线宽度应设定

7、为16位或32位中的一种。当0号存储块作为ROM区，完成引导装入工作时（从0x00000000启动），0号存储块的总线宽度应在第一次访问ROM前根据OM1、OM0在复位时的逻辑组合来确定（续）表4-6OM1、OM0逻辑组合的作用OM1OM0引导ROM数据的宽度00NANDFlash模式0116位1032位11测试模式（续）1号存储块到5号存储块也可以外接SRAM类型的存储器或者具有SRAM接口特性的ROM存储器（如NORFlash），其数据总线宽度应设定为8位、16位或32位。6号存储块、7号存储块可以外接SDRAM类型的存储器，它们的块容量可改变

8、，且7号存储块的起始地址也可改变。（续）S3C2410芯片支持外部存储器连接的一个实例（续）本例中，OM1、OM0引脚接地