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分类: LINUX

2014-04-01 12:26:13

S3C6410芯片揭密之一 S3C6410体系结构
S3C6410 是一个16/32 位RISC 微处理器,旨在提供一个具有成本效益、功耗低,性能高的应用处理器 解决方案,像移动电话和一般的应用。它为2.5G 和 3G 通信服务提供优化的H /W 性能, S3C6410 采用了 64/32 位内部总线架构。该64/32 位内部总线结构由AXI、AHB

S3C6410 是一个16/32 位RISC 微处理器,旨在提供一个具有成本效益、功耗低,性能高的应用处理器
解决方案,像移动电话和一般的应用。它为2.5G 和 3G 通信服务提供优化的H /W 性能, S3C6410 采用了
64/32 位内部总线架构。该64/32 位内部总线结构由AXI、AHB 和APB 总线组成。它还包括许多强大的硬件
加速器,像视频处理,音频处理,二维图形,显示操作和缩放。一个集成的多格式编解码器( MFC )支
持MPEG4/H.263/H.264 编码、译码以及VC1 的解码。这个H/W 编码器/解码器支持实时视频会议和NTSC、
PAL 模式的TV 输出。
S3C6410 有一个优化的接口连线到外部存储器。存储器系统具有双重外部存储器端口、 DRAM 和FLASH
/ROM/ DRAM 端口。 DRAM 的端口可以配置为支持移动DDR,DDR,移动SDRAM 和SDRAM 。FLASH/ROM/DRAM
端口支持NOR-FLASH,NAND-FLASH,ONENAND,CF,ROM 类型外部存储器和移动DDR,DDR,移动SDRAM 和
SDRAM 。
为减少系统总成本和提高整体功能,S3C6410 包括许多硬件外设,如一个相机接口,TFT 24 位真彩色
液晶显示控制器,系统管理器(电源管理等),4 通道UART,32 通道DMA,4 通道定时器,通用的I/O 端口,
IIS 总线接口,IIC 总线接口,USB 主设备,在高速(480 MB/S)时USB OTG 操作,SD 主设备和高速多媒
体卡接口、用于产生时钟的PLL。
S3C6410 提供了丰富的内部设备,下面我们从它的整体特性、多媒体加速特性、视频接口、USB 特征、
存储器设备、系统外设以及它的系统管理等方面来详细的介绍S3C6410 处理器的特性:

1.1. S3C6410体系结构

S3C6410 RISC 处理器特性包括:
(1)基于CPU 的子系统的ARM1176JZF-S 具有JAVA 加速引擎和16KB/16KB I/D
缓存和16KB/16KB I/D TCM。
(2)在各自地TBD V 和TBD V 的400/533/667MHz 操作频率。
(3) 一个8 位ITU 601/656 相机接口,用于缩放的高达4M 像素,固定的16M 像素。
(4)多标准编解码器提供的MPEG-4/H.263/H.264 编码和解码的高达30 帧/s,VC1 视频解码、达到30 帧/s。
(5)具有BITBLIT 和轮换的2D 图形加速。
(6)AC-97 音频编解码器接口和PCM 串行音频接口。
(7)IIS 和IIC 接口支持。
(8)专用的IRDA 端口,用于FIR,MIR 和SIR。
(9)灵活配置GPIO 。
(10)端口USB 2.0 OTG 支持高速(480 MBPS ,片上收发器)。
(11)端口USB 1.1 主设备支持全速(12 MBPS ,片上收发器)。
(12)高速MMC / SD 卡支持。
(13)实时时钟,锁相环,具有 PWM 的定时器和看门狗定时器。
(14)32 通道DMA 控制器。
(15)支持8X8 键盘矩阵变换电路。
(16)用于移动应用的先进的电源管理。
(17)存储器子系统
 具有8 倍或16 倍数据总线的SRAM/ROM/NOR Flash 接口。
 具有16 倍数据总线的MUXED,ONENAND 接口。
 具有8 倍数据总线的NANDFlash 接口。
 具有16 倍或32 倍数据总线的SDRAM 接口。
 具有16 倍或32 倍数据总线( 133Mb/s/引脚率)的移动SDRAM 接口。
 具有16 倍或32 倍数据总线( 266 Mb/s/引脚DDR )的移动DDR 接口。

2.ARM1176JZF-S处理器
ARM1176JZF-S 处理器的特性包括:
(1)TrustZone?安全扩展。
(2)具有超高速先进的微处理器总线架构(AMBA)、先进的可扩展接口(AXI)电平,两个接口支持
的优先级顺序多处理机。
(3)8 阶管线。
(4)具有返回堆栈的分支预测。
(5)低中断延时配置。
(6)外部协处理器接口和协处理器CP14 和CP15 。

(7)指令和数据存储器管理单元(MMUS),通过一个统一的主TLB 使用MICROTLB 结构管理。
(8)实际地索引和物理地址缓存。
(9)矢量浮点型(VFP)协处理器支持。
(10)外部协处理器的支持。
(11)追踪支持。
存储器子系统包括:
(1)高频宽存储器矩阵变换电路子系统。
(2) 两个独立的外部存储器端口(一个静态混合的DRAM 存储器端口和一个DRAM 端口)。
(3)矩阵变换电路架构增加整体的带宽,具有同时访问的能力

3.多媒体加速特性
多媒体加速特性包括:
(1)照相机接口
 支持ITU–R 601/ITU-R 656 格式输入。 支持8 位输入。
 对于YCBCr 4:2:2 格式,相机输入分辨率高达4096×4096。
 4096×4096 输入分辨率采取绕过硬件缩小尺度和预览单元,并且图象将以JPEG 格式直接存储到
存储器。
 高达2048×2048 输入分辨率可以选择性的输入到硬件缩小尺度单元和预览单元。
 分辨率缩小尺度,硬件支持的输入分辨率高达2048×2048。
 编解码器/预览输出图像产生( 16/18/24 位的RGB 格式和YCbCr 4:2:0/ 4:2:2 格式)。
 图象窗口化和变焦的功能。
 测试图案产生。
 图像镜像和轮换支持Y 轴镜像和X 轴镜像, 90 度 、 180 度 和270 度的 轮换。
 H/W 色彩空间的转换。
 支持LCD 控制器直通道。
(2)多标准解码器(MSC)
①多标准视频编解码器
 MPEG-4 部分II 简单协议规范编码/解码。
 H.264/AVC 基线编码/解码。
 H.263 协议规范3 编码/解码。

VC1 解码。
 支持多部分电池和多标准。
②编码工具
 可变模块大小:16×16,16×8,8×16 和8×8 。
 自由的运动矢量。
 MPEG - 4 AC / DC 预测。
 H.264/AVC 的帧内预测(固定模式决定)。
 错误恢复工具。
 MPEG - 4 重新同步。具有RVLC 的标记和数据分割。
 MPEG-4/AVC FMO 和ASO。
 位率控制( CBR 和VBR)。
③解码工具
支持所有标准功能。
④前/后旋转/镜像
八个镜像/旋转模式。
⑤性能
 全双工的VGA 30 fps 编码/解码。
 半双工720×480 30 帧/s( 720×576 25f 帧/s )编码/解码。
(3)JPEG 解码器
 压缩/解压缩达65536×65536。
 编码格式:YCbCr 4:2:2。
 解码格式:YCbCr 4:4:4/ 4:2:2 / 4:2:0/ 4:1:1 或灰色。
 支持压缩的内存数据在YCbCr 4:2:2 或RGB 565 格式。
 支持一般用途的时钟转换器。

4.显示控制
显示控制特性包括:
(1)TFT LCD 接口
 320×240,640×480 或其他显示分辨率高达1024×1024。
 最大2k × 2k 虚拟屏幕尺寸。

 支持五个窗口层作为PIP 或OSD。
 可编程OSC 窗口定位。
 16 级Alpha 混合。
(2)视频后处理器
 视频输入格式转换。
 视频/图形缩放向上/向下或缩放输入/输出。
 彩色空间的转换,从YCbCr 到RGB 和从RGB 到YCbCr。
 专用本地接口显示。
 专用定标器用作TV 编码器。
(3)具有图像增强的TV(NTSC/PAL)视频编码器
①支持NTSC-M/PAL-B,D,G,H,I 兼容视频格式。
②支持YCbCr 4:2:0/ 4:2:2 ,16/18/24 位RGB 源格式。
③内置MIE(移动图像增强器)引擎
 黑色和白色延展。
 蓝色延展和Flesh-Tone 校正。
 动态水平的尖峰与LTI。
 黑色与白色噪音的降低。
 原始的,全屏和宽屏视频输出。

5.视频接口
视频接口特性包括:
(1)AC97 音频编解码器接口
 可变采样率( 48 kHz 和低于)。
 1 通道立体声输入/1 通道立体声输出/1 通道麦克风输入。
 16 位立体声(2 声道)音频。
(2)PCM 串行音频接口
 主模式双向串行音频接口。
 接受一个外部输入时钟来产生精确的音频时间。
 可选的基于DMA 的操作。
(3)IIS 总线立体声DAC 接口

1 通道总线作为音频编解码器接口。
 可选的基于DMA 的操作。
 串行,每通道8/16 位的数据传输。
 支持IIS,合理的MSB 和合理的LSB 数据格式。
 可以在主或从模式下操作。
 支持多种位时钟频率和编解码器的时钟频率。
 16,24,32,48fs 的位时钟频率和256,384,512,768fs 的编解码器的时钟频率

6.USB特性
USB 支持特性包括:
(1)USB OTG2.0 高速
 符合OTG 规格1.0 版本补充的USB 2.0 协议的2.0 版本。
 配置只作为OTG 设备,USB 1.1 设备,OTG 迷你主设备,或USB 1.1 迷你主设备。
 支持高速( 480 Mb/s ),全速( 12 Mb/s )和低速( 1.5Mb/s )。
(2)USB 主设备
 两个端口USB 主设备。
 符合OHCI 1.0 版本。
 符合USB 规范1.1 版本。
 支持全速高达12 Mb/s

7.IrDA v1.1
IrDA v1.1 特性包括:
(1)专用的IrDA 作为v1.1( 1.152Mb/s 和4 Mb/s )。
(2)支持FIR( 4Mb/s )。
(3)SIR( 111.5kb/s )模式是由UART 的IrDA 1.0 模块支持的。
(4)内部64 字节的Tx/Rx FIFO。
串行通行特性:
(1)UART
 4 通道UART 具有基于DMA 或基于中断操作。
 支持5 位, 6 位, 7 位,或8 位串行数据传输/接收。

 支持外部时钟用作UART 操作(UCLK)。
 可编程波特率。
 支持IrDA 1.0 SIR( 115.2kb/s )模式。
 环回模式进行测试。
 每个通道都有内部64 字节的Tx FIFO 和64 字节的Rx FIFO。
(2)IIC 总线接口
 1 通道多主设备IIC 总线。
 串行,8 位针对性和双向数据传输可在高达100 kb/s 的标准模式下操作。
 在快速模式高达400 kb/s。
(3)SPI 接口
 2 通道串行外设接口。
 64 字节缓冲器用来接收/传送。
 基于DMA 或基于中断操作。
 50Mb/s 的发送/接收(全双工)。
(4)MIPI HSI
 单向高速串行接口。
 支持发送和接收。
 128 字节( 32 位× 32 )Tx FIFO。
 256 字节( 32 位× 64 )RX FIFO。
 发送:PCLK b/s,接收:高达100 Mb/s。

8.调制解调器接口
调制解调器接口特性包括:
并行调制解调器芯片接口
 异步直接和间接16 位SRAM 式接口(i80 接口)。
 片上 8KB 的双端口SRAM 缓冲区直接接口。
 片上写FIFO 和读FIFO (每288 字),以支持间接脉冲数据传输。

9.GPIO
GPIO 特性包括:
188 个灵活配置的GPIO。
输入设备特性:
(1)便携式键盘接口
 支持8×8 键盘矩阵转换电路。
 提供内部去抖滤波器。
(2)A/D 转换和触摸屏接口
 8 通道复用ADC。
 最大500k 采样/S 和10 位分辨率。

10.存储器设备
存储器设备特性包括:
MMC/SD 主设备
 兼容多媒体卡协议版本4.0。
 兼容SD 存储卡的协议版本1.0。
 128 字FIFO 用作发送/接收。
 基于DMA 或基于中断操作。
11.系统外设
系统外设特性包括:
(1)DMA 控制器
 四个通用DMA 嵌入式。
 每个DMA 有两个主端口 。
 每一个DMA 支持8 通道;完全支持32 通道。
 支持存储器到存储器,外设到存储器,存储器到外设,和外设到外设。
 脉冲数据传输模式,以提高传输速率。
(2)矢量中断控制器
 支持32 个矢量IRQ 中断。
 固定硬件中断优先级。

 可编程中断优先级。
 硬件中断优先级屏蔽。
 IRQ 和FIQ 生成。
 测试寄存器。
 原始中断状态。
 中断请求状态。
 支持ARM v6 处理器VIC 端口,在同步和异步模式,使其更快地中断服务。
(3)TrusZone 中断控制
 在 TrustZone 设计中,提供了一个软件接口给安全中断系统的保护位。
 在安全控制下,从任何系统中断源nFIQ 生成。
 从非安全中断控制器屏蔽的选择nFIQ 中断。
(4)TrusZone 保护控制器
 在 TrustZone 设计中,在一个安全的系统提供一个软件接口到保护位。
 AMBA APB 接口。
(5)具有PWM 的定时器(脉宽调制)
 具有PWM 的4 通道32 位定时器。
 具有基于DMA 或基于中断操作的1 通道32 位内部定时器。
 可编程占空比周期,频率和极性。
 死区生成。
 支持外部时钟源。
(6)16 位看门狗定时器
在超时时中断请求或系统复位。
(7)RTC(实时时钟)
 完全时钟特性:毫秒,秒,分,时,天,星期,月,年。
 32.768kHz 操作。
 报警中断。
 时间节拍中断。

12.系统管理
系统管理特性包括:
系统操作频率
 ARM1176JZF - S 核心时钟频率最高是667 MHz。
 系统操作时钟产生。
 三个片上PLL ,APLL,MPLL 和EPLL。
 APLL 生成一个独立ARM 操作时钟。
 MPLL 生成系统参考时钟。
 EPLL 产生用作外设IP 的时钟。

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