StrongARM及其嵌入式應(yīng)用平臺

1、strongarm及其嵌入式應(yīng)用平臺在滿足專用平臺設(shè)計(jì)中，要求所設(shè)計(jì)的平臺具有pcmcia接口、compactflash接口、rs232 接口、2個ps/2接口、2個接口、接口、鍵盤接口等，使所設(shè)計(jì)的平臺滿足數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲、顯示、打印、傳輸?shù)裙δ堋榇耍x用intel公司的strong芯片sa1110和sa1111作為平臺cpu與接口擴(kuò)展器件，通過與其它接口芯片協(xié)作來完成擴(kuò)展接口的設(shè)計(jì)任務(wù)。1 芯片簡介1.1 sa1110簡介intel公司的strongarm芯片sa1110可以滿足便攜式、嵌入式應(yīng)用的要求，作為32位strongarm risc處理器，其最高運(yùn)行速度可達(dá)206 mhz

2、；其內(nèi)部有強(qiáng)大的命令操作能力、高速緩沖能力、寄存器管理能力、讀/寫緩沖器能力。sa1110寄存器接口可與dram、sdram、rom、smrom、sram以及其它潛在的i/o器件分享數(shù)據(jù)信號，其寄存器與pcmcia模塊支持4個迅速頁操作模式(fpm)、擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出(edo)、同步dram、6個靜態(tài)存儲器、6個rom/sdram等。sa1110可提供系統(tǒng)支持規(guī)律、多個串行通信通道、1個彩色/灰度lcd控制器、2個pcmcia插槽、28個gpio口；內(nèi)部提供定時(shí)器、命令控制、復(fù)位控制、時(shí)鐘產(chǎn)生、中斷控制等功能。sa1110電源管理提供正常、空閑、睡眠三種工作狀態(tài)，其內(nèi)部包含六通道的dma控制器，用

3、于支持串行通信過程中的數(shù)據(jù)高速運(yùn)動，如串行通道與外部寄存器、dram、sram、flash、rom等之間的通信；此外，還有1個用于支持lcd控制器工作的自立的dma 控制器。sa1110有5個自立的串行通道，可分離執(zhí)行半雙工被動協(xié)議的通用串行總線(usb)通信、通用異步收發(fā)(uart)通信、數(shù)據(jù)(irda)通信、 多媒體通信口/同步串行口(mcp/ssp)通信等。sa1110 通過命令和數(shù)據(jù)斷點(diǎn)提供調(diào)試支持，還提供jtag口，用于舉行系統(tǒng)延續(xù)檢查。1.2 sa1111簡介intel公司的strongarm芯片sa1111支持sa1110開發(fā)平臺，可擴(kuò)展sa1110的開發(fā)環(huán)境，可以為手持式高性能

4、的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供所需的功能；其內(nèi)部除含有主動式usb控制器外，可通過擴(kuò)展支持pcmcia 接口、compactflash接口、2個ps/2接口、2個滿足工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的自立的串行口、脈沖寬度調(diào)制()、全雙工ssp接口、全雙工串行音頻口以及其它的i/o中斷能力；利用其高性能的寄存器控制器，可以通過系統(tǒng)寄存器總線完成系統(tǒng)寄存器與dma之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移。2 擴(kuò)展接口設(shè)計(jì)因?yàn)樗O(shè)計(jì)的平臺要求具有pcmcia接口、compactflash接口、rs232接口、2個ps/2接口、2個usb接口、lcd接口、鍵盤接口等，因此，所設(shè)計(jì)的平臺是基于嵌入式cpu sa1110/sa1111而構(gòu)建的，其組成框圖及信號線銜接

5、關(guān)系1所示。擴(kuò)展接口由sa1110、sa1111、hub、tps2149、tps2015、sn75240以及標(biāo)準(zhǔn)的pcmcia插槽、compactflash插槽、usb接口、ps/2接口等構(gòu)成。其中sa1110為平臺cpu，sa1111與sa1110共同為構(gòu)建系統(tǒng)平臺，以削減系統(tǒng)器件數(shù)量、降低功耗、提高性能；cpld用于完成lcd所需控制信號的轉(zhuǎn)換、rs232信號的協(xié)調(diào)及控制、按鍵控制信號的編碼等；ts2015、ts2194用于產(chǎn)生usb接口所需的5 v，它受sa1111輸出的usb_pwr_sense和usb_pwrcntl信號控制；tusb2040用于完成usb信號集線器功能(hub)；s

6、n75240用于滿足對ps/2端口esd的要求；各種標(biāo)準(zhǔn)插槽與接口用來實(shí)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)的插卡及接口的標(biāo)準(zhǔn)銜接。3 擴(kuò)展接口信號定義在擴(kuò)展接口設(shè)計(jì)中，涉及到較多的信號，包括地址信號、數(shù)據(jù)信號、各種控制信號，各種信號的銜接關(guān)系1所示。其中，在sa1110與sa1111接口之間，包括32根數(shù)據(jù)線、26根地址線、10根控制線；在sa1111與pcmcia插槽之間，包含16根數(shù)據(jù)線、26根地址線、17根控制線；在sa1111與compactflash 插槽之間，包含16根數(shù)據(jù)線、11根地址線、17根控制線；在sa1111與ps/2接口之間，包含4根信號線；在sa1111與usb接口之間，包含2根信號線、2根控

7、制線；在cpld與sa1110之間，有8根數(shù)據(jù)線、9根控制線；在cpld與lcd模塊lc94323a之間，有8根數(shù)據(jù)線、4根控制線，lcd 采納sharp 公司的lc94323a被動lcd矩陣模塊；在cpld與rs232接口之間，有7根控制線；在cpld與按鍵之間，有11根控制線。各種信號的定義如表1所列。4 心電圖機(jī)的平臺應(yīng)用所設(shè)計(jì)的擴(kuò)展接口是為了滿足具有遠(yuǎn)程通信能力的心電圖機(jī)硬件平臺的需要。該平臺的要求是能實(shí)時(shí)采集、處理、存儲、顯示、打印、傳輸所采集到的心電數(shù)據(jù)。平臺由專專心電數(shù)據(jù)采集模塊、sa1110/sa1111構(gòu)成的cpu及擴(kuò)展接口、flash、dram、cpld等構(gòu)成。下面簡要介紹平臺對擴(kuò)展接口的要求及功用：（1）具有pcmcia和compact flash接口，以便于安裝pcmcia和compactflash插卡，用于實(shí)現(xiàn)心電數(shù)據(jù)的采集和存儲；（2）具有rs232接口，以便于和計(jì)算機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)程序的下載和升級；（3）具有兩個ps/2接口，一個用于和條形碼掃描儀相接，實(shí)現(xiàn)病人數(shù)據(jù)的錄入，另一個用于和鼠標(biāo)相連，實(shí)現(xiàn)功能挑選；（4）具有兩個usb接口，一個用于和打印機(jī)相接，實(shí)現(xiàn)輸出打印，另一個用于和網(wǎng)絡(luò)相連，實(shí)現(xiàn)心電數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸；（5）具有一個lcd接口，用于和lcd模塊相接，實(shí)現(xiàn)心電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示；（6）具有一個鍵盤接口，用于將心電圖機(jī)面板上的按