《嵌入式Linux軟硬體開發詳解——基于S5PV210處理器》——1.2 S5PV210處理器

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1.2 S5PV210處理器

嵌入式Linux軟硬體開發詳解——基于S5PV210處理器

1.2.1　S5PV210微處理器概述

S5VP210是一款高效率、高性能、低功耗的32位RISC處理器，它內建了 ARM Cortex-A8核心，實作了ARM架構V7并且支援衆多外圍裝置。

S5PV210采用64位内部總線結構，為3G和3.5G通信服務保證最優化的硬體性能，并且提供了許多強大的硬體加速器，例如運動視訊處理、顯示控制及縮放等。它内部內建的多格式轉碼器支援MPEG-1/2/4、H.263和H.264等的編解碼，硬體加速器支援視訊會議和模拟電視輸出，高清晰度多媒體接口提供NTSC和PAL模式的輸出。

S5PV210具有多種外部存儲器接口，能夠承受大記憶體在高端通信服務所需的帶寬，例如其DRAM控制器支援LPDDR1、DDR2或LPDDR2的存儲器擴充，其FLASH/ROM接口支援NAND閃存、NOR閃存、OneNAND閃存、SRAM和ROM類型的外部存儲器。

為了降低系統的總成本并且提高整體功能，S5PV210微處理器内部內建了衆多外設，如TFT真彩LCD控制器、攝像頭接口、MIPI DSI顯示串行接口、電源管理、ATA接口、4個通用異步收發器、24通道的DMA、4個定時器、通用I/O端口、3個I2S、IIC接口、兩個HS-SPI、USB Host2.0、高速運作的USB2.0 OTG、4個SD Host和高速多媒體接口等。

圖1-1所示為S5PV210處理器的結構框圖。

由圖1-1可以看出，S5PV210處理器主要由6大部分組成，分别為CPU核心、系統外設、多媒體、電源管理、存儲器接口和Connectivity子產品。CPU和各個部分之間通過多層次AHB/AXI總線進行通信。

1.2.2　内部各子產品介紹

下面我們對各子產品内部組成及特點進行簡要介紹。

1．CPU核心包括以下幾點。

（1）Cortex A8處理器

Cortex A8處理器是第一款基于ARMv7架構的應用處理器。

運作速度在600MHZ～1GHZ時，Cortex A8處理器符合功率優化的移動裝置小于300mW狀态下運作的要求，同時符合性能優化的消費類應用需要2000Dhrystone MIPS的要求。

支援第一個超标量處理器，用于增強代碼密度和性能。支援JazelleRCT技術用于超前和即時編譯的Java和其他位元組語言。

13級主整數流水線。

（2）NEON: CortexA8處理器内部內建的可以實作複雜算法的子產品，比如圖像的智能分析、數學上的運算等可以通過NEON來實作。

（3）32KB I/D緩存、512KB L2 Cache。

2．系統外設包括以下幾點。

（1）RTC實時時鐘

提供完整的時鐘功能：秒、分、小時、日、月、年。

使用32.768KHZ時鐘基準。

提供報警中斷。

提供定時器時鐘節拍中斷。

（2）PLL鎖相環

晶片具有4個鎖相環(PLL)，分别為ALL/MPL/EPL/VPLL。

APLL産生ARM核心和MSYS時鐘。

EPLL生成特殊的時鐘。

VPLL為視訊接口生成時鐘。

（3）具有脈寬調制功能的定時器

4通道32位内部定時器。

3通道帶脈寬調制功能。

可程式設計工作周期、頻率和極性。

具有死區産生功能。

支援外部時鐘源。

（4）看門狗定時器——16位看門狗定時器。

（5）DMA

特定的指令集提供DMA傳輸的靈活性。

内置增強型8通道的DMA。

記憶體到記憶體轉換DMA多達16組，外設到記憶體轉換DMA支援多達8組。

（6）Keypad

支援14×8矩陣鍵盤。

提供内部消抖功能。

（7）ADC轉換器

10通道多路複用ADC。

支援最大500K采樣率和12位的分辨率。

3．多媒體包括以下幾點。

（1）攝像頭接口

支援多輸入包括ITU-R BT601/656模式、DMA模式和MIPI模式。

支援多輸出包括DMA模式和直接FIFO模式。

支援數位變焦功能。

支援圖像鏡像和旋轉功能。

支援生成各種圖像格式。

支援捕捉畫面管理。

支援圖像效果。

（2）多格式視訊編解碼器

ITU-TH.264、ISO/IEC 14496-10即解碼支援基線/主/High Profile的4.0級，編碼支援基線/主/高屬性。

ITU-TH.263 Profile level3即解碼支援Profile3，限制SD分辨率每秒30幀，支援基線配置檔案的編碼。

編碼支援MPEG-4簡單類/進階簡單類。

ISO/IEC 13818-2 MPEG-2即解碼支援主要的輪廓高度，解碼支援MPEG-1。

（3）JPEG編碼器

支援壓縮/解壓到65536x65536分辨率。

支援的壓縮格式即輸入原始圖像為YCbCr422或RGB565，輸出JPEG檔案為基線JPEG格式的YCbCr422或YCbCr420。

支援的解壓縮格式即輸入JPEG檔案為基線YCbCr444或YCbCr420或YCbCr422格式、JPEG或灰色，輸出原始圖像的YCbCr422或YCbCr420格式。

支援通用的色彩空間轉換器。

（4）3D圖形引擎

支援3D圖形、矢量圖形、視訊編碼和解碼。

具有通用可擴充渲染引擎、多線程引擎和頂點着色器功能。

支援8000x8000的圖像尺寸。

支援90/180/270度旋轉。

支援16/24/35bpp，24位顔色格式。

（5）模拟電視接口

輸出視訊格式為NTSC/PAL。

支援的輸入格式即ITU-R BT.601的YCbCr444。

支援480i/p和576i協定。

支援複合視訊。

（6）液晶顯示器接口

支援24/18/16 bpp的并行RGB接口的LCD。

支援8/6bpp串行RGB接口。

支援雙i80接口的LCD。

支援典型的螢幕尺寸：1024x768、800x480、640x480、320x240和160x160。

虛拟圖像達到16M像素。

ITU-BT601/656格式輸出。

4．電源管理包括以下幾點。

（1）時鐘門控功能。

（2）各種低功耗模式可供選擇，如空閑、停止、深度空閑和睡眠模式。

（3）睡眠模式下喚醒源可以是外部中斷、RTC報警、計時器節拍。

（4）停止和深度空閑模式喚醒源可以是觸摸屏人機界面、系統定時器等。

5．存儲器接口包括以下幾點。

（1）SRAM/ROM/NOR接口

8位或16位的資料總線。

位址範圍支援23位。

支援異步接口。

支援位元組和半字通路。

（2）OneNAND閃存接口

16位的資料總線。

位址範圍支援16位。

支援位元組和半字通路。

Flex OneNAND閃存支援2KB頁面模式，OneNAND閃存支援4KB頁面模式。

支援專用的DMA。

（3）NAND接口

支援行業标準的NAND接口。

8位的資料總線。

（4）LPDDR1接口

32位資料總線将支援400Mbps/針雙資料速率。

1.8V接口電壓。

每端口密度支援高達4GB（2CS）。

（5）DDR2接口

32位資料總線将支援400Mbps/引腳雙資料速率。

1.8V接口電壓。

每端口密度支援高達1GB（2CS，4BANK的DDR2）。

每端口密度支援高達4GB（1CS，8BANK的DDR2）。

（6）LPDDR2接口

32位資料總線将支援400Mbps/針雙資料速率。

1.2V接口電壓。

每端口密度支援高達4GB（2CS）。

6．Connectivity子產品包括以下幾點。

（1）音頻接口

AC97音頻接口。

獨立通道的立體聲PCM輸入、立體聲PCM輸出和單聲道麥克風輸入。

16位立體聲音頻。

可變采樣率AC97編解碼器接口。

支援AC97規格。

PCM音頻接口。

16位單聲道音頻接口。

僅工作在主要模式。

支援三種PCM端口。

IIS總線接口。

基于DMA操作的三個I2S總線音頻編解碼器接口。

串行8位、16位、24位每通道的資料傳輸。

支援I2S、MSB、LSB對齊的資料格式。

支援PCM5.1聲道。

支援不同比特時鐘頻率和編解碼器的時鐘頻率。

支援一個5.1通道I2S的端口和兩個2通道I2S端口。

SPDIF接口。

線性PCM每個樣本支援多達24位。

支援非線性PCM格式如AC3，MPEG1、MPEG2。

2x24位緩沖器交替地用資料填充。

（2）存儲接口

HS-MMC/SDIO接口。

相容4.0多媒體卡協定版本（HS-MMC）。

相容2.0版本SD卡存儲卡協定。

基于128KBFIFO的TX/RX。

4個HS-MMC端口或4個SDIO端口。

ATA控制器支援ATA/ATAPI-6接口。

（3）通用接口

USB2.0 OTG。

符合USB2.0 OTG 1.0a版本。

支援高達480Mbps的傳輸速度。

具有USB晶片收發器。

UART。

具有基于DMA和中斷功能的4個UART。

支援5位、6位、7位、8位的串行資料發送和接收。

獨立的256位元組FIFO的UART0， 64位元組FIFO的UART1和16位元組FIFO的UART2/3。

可程式設計的傳輸速率。

支援IrDA1.0 SIR模式。

支援回環模式測試。

I2C總線接口。

3個多主要I2C總線。

8位串行面向比特的雙向資料傳輸，在标準模式下可以達到100Kbps。

快速模式下高達400Kbps。

SPI接口。

3個符合2.11版本串行外設接口協定的接口。

獨立的64K位元組FIFO的SPI0和16位元組FIFO的SPI1。

支援基于DMA和中斷操作。

GPIO接口。

237個多功能輸入/輸出端口。

支援178個外部中斷。