StrongARM及其嵌入式应用平台

1 芯片简介

1.1 SA1110简介

　　Intel公司的StrongARM芯片SA1110可以满足便携式、嵌入式应用的要求,作为32位StrongARM RISC处理器,其最高运行速度可达206 MHz;其内部有强大的指令操作能力、高速缓冲能力、寄存器管理能力、读/写缓冲器能力。SA1110寄存器总线接口可与DRAM、SDRAM、ROM、SMROM、SRAM以及其它潜在的I/O器件共享数据信号,其寄存器与PCMCIA模块支持4个快速页操作模式（FPM）、扩展数据输出（EDO）、同步DRAM、6个静态存储器、6个ROM/SDRAM等。SA1110可提供系统支持逻辑、多个串行通信通道、1个彩色/灰度LCD控制器、2个PCMCIA插槽、28个GPIO口;内部提供定时器、电源管理、指令控制、复位控制、时钟产生、中断控制等功能。SA1110电源管理提供正常、空闲、睡眠三种工作状态,其内部包含六通道的DMA控制器,用于支持串行通信过程中的数据高速运动,如串行通道与外部寄存器、DRAM、SRAM、Flash、ROM等之间的通信;此外,还有1个用于支持LCD控制器工作的独立的DMA 控制器。SA1110有5个独立的串行通道,可分别执行半双工被动协议的通用串行总线(USB)通信、通用异步收发(UART)通信、红外数据(IrDA)通信、 多媒体通信口/同步串行口(MCP/SSP)通信等。SA1110 通过指令和数据断点提供调试支持,还提供JTAG口,用于进行系统连续检查。

1.2 SA1111简介

　　Intel公司的StrongARM芯片SA1111支持SA1110开发平台,可扩展SA1110的开发环境,可以为手持式高性能的计算机系统提供所需的功能;其内部除含有主动式USB控制器外,可通过扩展支持PCMCIA 接口、CompactFlash接口、2个PS/2接口、2个满足工业标准的独立的串行口、脉冲宽度调制(PWM)、全双工SSP接口、全双工串行音频口以及其它的I/O中断能力;利用其高性能的寄存器控制器,可以通过系统寄存器总线完成系统寄存器与DMA之间的数据转移。

2 扩展接口设计

　　由于所设计的平台要求具有PCMCIA接口、CompactFlash接口、RS232接口、2个PS/2接口、2个USB接口、LCD接口、键盘接口等,因此,所设计的平台是基于嵌入式CPU SA1110/SA1111而构建的,其组成框图及信号线连接关系如图1所示。

图1 扩展接口框图

　　扩展接口由SA1110、SA1111、CPLD、HUB、TPS2149、TPS2015、SN75240以及标准的PCMCIA插槽、CompactFlash插槽、USB接口、PS/2接口等构成。其中SA1110为平台CPU,SA1111与SA1110共同为构建系统平台,以减少系统器件数量、降低功耗、提高性能;CPLD用于完成LCD所需控制信号的转换、RS232信号的协调及控制、按键控制信号的编码等;TS2015、TS2194用于产生USB接口所需的5 V电压,它受SA1111输出的USB_PWR_SENSE和USB_PWRCNTL信号控制;TUSB2040用于完成USB信号集线器功能（HUB）;SN75240用于满足对PS/2端口ESD的要求;各种标准插槽与接口用来实现与标准的插卡及接口的标准连接。