第4章 PXA270处理器

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1、嵌入式系统与应用 第4章 PXA270处理器2022-5-3022022-5-30嵌入式系统与应用 q XScale内核简介内核简介 q PXA270结构结构 q PXA270存储管理单元存储管理单元q PXA270时钟及电源管理时钟及电源管理q PXA270中断控制器中断控制器q PXA270 I/O模块模块 q PX270串行控制器串行控制器q 实时时钟单元（实时时钟单元（RTC）q 多媒体控制单元多媒体控制单元q 移动设备接口移动设备接口q LCD控制器控制器教学要点32022-5-30嵌入式系统与应用 1 XScale内核简介 Intel XScale支持支持16位位Thumb指令和指

2、令和DSP扩充指令。扩充指令。Intel PXA270微处微处理器芯片是一款集成了理器芯片是一款集成了32位位Intel XScale 处理器核、多通信信道、处理器核、多通信信道、LCD控制器、增强型存储控制器和控制器、增强型存储控制器和PCMCIA/CF控制器以及通用控制器以及通用I/O口的高口的高度集成的应用微处理器。度集成的应用微处理器。 42022-5-30嵌入式系统与应用 1.1 XScale内核特点内核特点u 7级流水线级流水线u 乘乘/累加器累加器MACu 存储器管理部件存储器管理部件MMUu 指令指令Cacheu 转移目标缓冲器转移目标缓冲器BTBu 数据数据Cacheu 填充

3、缓冲区（填充缓冲区（Fill Buffer） u 写缓冲区（写缓冲区（Write Buffer）u 性能监视性能监视u 电源管理电源管理u 调试调试52022-5-30嵌入式系统与应用 1.2 XScale与与StrongARM的区别的区别 XScale处理器的处理速度是处理器的处理速度是StrongARM处理速度的处理速度的两倍，其内部变化包括：两倍，其内部变化包括：u数据数据Cache的容量从的容量从8KB增加到增加到32KBu指令指令Cache的容量从的容量从16KB增加到增加到32KBu微小数据微小数据Cache的容量从的容量从512B增加到增加到2KBu为了提高指令的执行速度，流水线

4、结构由为了提高指令的执行速度，流水线结构由5级增至级增至7级级u新增乘新增乘/加法器加法器MAC和特定的和特定的DSP型协处理器型协处理器CP0u动态电源管理，使动态电源管理，使XScale处理器的时钟最高可达处理器的时钟最高可达1GHz、功率、功率1.6W，并能达到，并能达到1200MIPS62022-5-30嵌入式系统与应用 2 PXA270结构 72022-5-30嵌入式系统与应用 PXA270特点u高性能高性能u256KB的专用内部高速代码的专用内部高速代码和数据和数据SRAMu高速基带协处理器高速基带协处理器u丰富的串行外设丰富的串行外设u支持支持JTAG调试调试u片内集成跟踪缓冲区

5、，具有片内集成跟踪缓冲区，具有硬件监视特性硬件监视特性u实时时钟实时时钟u操作系统定时器操作系统定时器uLCD控制器控制器 uUSIM（通用用户识别卡）（通用用户识别卡）接口接口u低功耗低功耗u高性能的存储器控制高性能的存储器控制u灵活的时钟灵活的时钟u系统附属外设单元系统附属外设单元u中断控制器中断控制器82022-5-30嵌入式系统与应用 3 PXA270存储管理单元u MMU内存管理单元（包含指令内存管理单元（包含指令cache，指令，指令MMU，数据，数据cache，数据，数据MMU）u 系统存储控制单元系统存储控制单元 92022-5-30嵌入式系统与应用 3.1 PXA270存储系

6、统结构存储系统结构 102022-5-30嵌入式系统与应用 3.2 PXA270存储控制器特征存储控制器特征 u 支持同步支持同步FLASH和和SDRAM接口接口u 支持支持4块块16位或位或32位宽度的位宽度的SDRAMu 支持支持1GByte的的SDRAM空间空间u 支持支持104MHz的的1.8V JEDEC LP-SDRAMu 有有6个静态存储器接口个静态存储器接口u 支持支持384MByte的的FLASH存储器存储器u 有两个有两个PC卡存储器的接口卡存储器的接口u 允许轮流控制系统总线允许轮流控制系统总线u 在进入休眠模式、等待模式、深度休眠模式、修改频率在进入休眠模式、等待模式、

7、深度休眠模式、修改频率模式之前，会设置模式之前，会设置SDRAM控制器为自刷新模式控制器为自刷新模式u 为为DMA控制器提供各种控制信号控制器提供各种控制信号u 可以配置块可以配置块0连接连接16位或位或32位的非易失性存储器位的非易失性存储器u 提供一个可编程省电模式提供一个可编程省电模式112022-5-30嵌入式系统与应用 SDRAM存储空间映射框图122022-5-30嵌入式系统与应用 3.3 DMA控制器控制器 DMA结构框图132022-5-30嵌入式系统与应用 4 PXA270时钟及电源管理 PXA270的时钟及电源管理单元负责执行处的时钟及电源管理单元负责执行处理器的复位、时钟

8、、能量管理以及控制外部能理器的复位、时钟、能量管理以及控制外部能耗管理芯片，来达到对处理器功耗或者执行某耗管理芯片，来达到对处理器功耗或者执行某些单独操作的能耗优化。些单独操作的能耗优化。142022-5-30嵌入式系统与应用 4.1 时钟管理单元时钟管理单元 152022-5-30嵌入式系统与应用 5个主要时钟源 时钟系统包括时钟系统包括5个主要时钟源：个主要时钟源：u13MHz振荡器，产生振荡器，产生PLL的参考时钟和串口单元的时钟的参考时钟和串口单元的时钟u32.768kHz振荡器，用于低功耗模式振荡器，用于低功耗模式u外围外围PLL（312MHz），用于产生外围总线和外围单元的），用于

9、产生外围总线和外围单元的固定频率固定频率u核心核心PLL（26624MHz），用于产生内核、），用于产生内核、LCD控制器、控制器、内存控制器、系统总线的可编程时钟频率内存控制器、系统总线的可编程时钟频率u存储控制器时钟输出，设置存储器控制器时钟频率，让它存储控制器时钟输出，设置存储器控制器时钟频率，让它和系统总线频率相同和系统总线频率相同162022-5-30嵌入式系统与应用 4.2 电源管理单元电源管理单元 7个内部功耗域个内部功耗域4个个I/O电源供给电源供给172022-5-30嵌入式系统与应用 功耗模式q 正常模式正常模式q 空闲模式空闲模式q 深度空闲模式深度空闲模式q 待机模式待

10、机模式q 睡眠模式睡眠模式q 深度睡眠模式深度睡眠模式182022-5-30嵌入式系统与应用 5 PXA270中断控制器PXA270有有22个中断源，只支持单优先级中断。个中断源，只支持单优先级中断。 192022-5-30嵌入式系统与应用 6 PXA270 I/O模块 PXA270可以使用和控制的通用可以使用和控制的通用I/O（以下统称（以下统称GPIO）管脚有管脚有119个，使用个，使用27个寄存器可以配置这些个寄存器可以配置这些GPIO管脚的管脚的方向（输入或输出）、功能、状态（输出）、管脚的高低方向（输入或输出）、功能、状态（输出）、管脚的高低电平检测（输入）和选择其他功能。电平检测（

11、输入）和选择其他功能。202022-5-30嵌入式系统与应用 6.1 GPIOPXA270的的GPIO管脚可以用来生成和捕捉外设的输出管脚可以用来生成和捕捉外设的输出或输入信号，每一个管脚可以通过编程设置成输入和输出。或输入信号，每一个管脚可以通过编程设置成输入和输出。GPIO被作为特殊功能使用时，不能同时当作普通被作为特殊功能使用时，不能同时当作普通I/O口使口使用。用。 212022-5-30嵌入式系统与应用 222022-5-30嵌入式系统与应用 6.2 专用键盘接口专用键盘接口u 专用键盘接口提供两种功能模块：矩阵键盘和直连专用键盘接口提供两种功能模块：矩阵键盘和直连键盘。矩阵键盘支持