新闻中心

EEPW首页 > 嵌入式系统 > 设计应用 > at91sam9263芯片资源与CAN驱动调试心得

at91sam9263芯片资源与CAN驱动调试心得

作者:时间:2017-10-14来源:网络收藏

  嵌入了一个基于200 MIPS(每秒百万条指令)的ARM926EJ-S微控制器(MCU),从而解决了在图形界面、数据密集型应用(比如联网的医疗监测设备和GPS导航系统)中基于ARM9的传统微控制器遭遇的瓶颈问题。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201710/366284.htm

  采用了27条DMA(直接存储器存取)通道,包括 18通道的PDC(外围直接存储器存取控制器)、一个9层的总线矩阵以及用于数据/指示TCM(紧密耦合式内存)的两条其他的总线,以便增强CPU性能并提供高达41.6 Gbps的片上数据传输速率。两个EBI(外部总线接口)支持十亿字节以上的外部内存。

  人机接口。片上人机接口外围设备包括一个相机接口、TFT/STN LCD控制器、一个6通道音频前端接口(AC97)、I2S和一个2D图形协处理器,该处理器可减轻CPU的画线、区块传输、多边形填充和剪辑功能负担。

  联网和通信。联网外围设备包括一个12Mbps的USB主机和设备、10/100 Ethernet MAC(以太网媒体接入控制器)以及1 Mbps CAN(控制器局域网)。另外还有四个USART(通用同步/异步收发器)、两个50 Mbps SPI(同步平行接口)、CompactFlash、SDIO(MCI)和一个TWI(双线接口),该TWI能被连接到诸如GPRS调制解调器和Wi-Fi等有线和无线通信模块上。

  外围的DMA控制器使从外围设备到内存的数据传输无需使用CPU——基于ARM9的传统处理器通过发出装载-存储指示(要求至少80个CPU 周期)实现内存和外围设备之间的一个字节的数据的传输。这些处理器以200 MHz(总线频率为100 MHz)运行,即使在内存管理单元和指示/数据缓存控制器都被激活的状态下,它们通常也会在传输达到约20 Mbps时达到其功能极限。

  整合了18个简单、硅高效(silicon-efficient)、单一周期的外围PDC、五个DMA控制器(拥有对USB主机的突发模式支持)、Ethernet MAC、相机接口、LCD 控制器、2D图形控制器,以及一个内存到内存的DMA控制器(支持突发模式、分散聚集和链表)。DMA控制器彻底减轻了外部串行端口和内存之间的数据传输负担。当传输速度为20 Mbps时,的SAM9263仍然有88%的MIPS可用于应用执行。

  11层的总线和96千字节的片上SRAM(静态存储器)消除了带宽瓶颈。Atmel在AT92SAM9263上配置了11条总线和96千字节的片上暂存SRAM。该SRAM可被部分地设定为紧密耦合式数据和指示内存。这些总线可提供多条并列片上传输通道和总计41.6 Gbps的片上带宽。

  两个EBI使ARM9 CPU和图形处理器可同时、并行工作。at91sam9263拥有两个EBI:一个是系统内存接口,另一个则是人机接口。第二个接口使LCD控制器和CPU无需共享内存,同时使可用的CPU MIPS增长20%到40%。

  【at91sam9263芯片资源】

  1、融合了ARM926EJ-STM ARM THUMB的处理器

  -DSP指令扩展,用于JAVA 加速处理器的JAZELLE技术

  -16K字节高速缓冲器,16K字节指令高速缓冲器,写缓冲器

  -在220MHZ 220MIPS

  -内存管理单元

  -EmbededICETM,调试通讯信道支持

  -中等规模的执行内嵌式宏单元结构

  2、总线矩阵

  -9个32位层矩阵,允许片上总线带宽合计达28.8Gbps

  -引导模式选项,映像命令

  3、嵌入式内存

  -一个128K字节的内部ROM,以最大总线矩阵速度实现单周期访问

  -一个80K字节的内部SRAM,以处理器最大速度或最大总线矩阵速度实现单周期访问

  -一个16K字节的内部SRAM,以最大总线矩阵速度实现单周期访问

  4、双外部总线接口(EBI0-EBI1)

  -EBI0支持SDRAM,静态内存,使能的ECC Nand Flash 和compact Flash。

  -EBI1支持SDRAM,静态内存,使能的ECC Nand Flash。

  5、DMA控制器

  -充当一个总线矩阵主控器

  -内嵌两个单向信道,这两个信道具备编程优先权、地址产生、信道缓存和控制。

  6、20个外设DMA控制器信道

  7、LCD控制器

  -支持主动或被动显示

  -在TFT模式下每个像素最大可以24bit,在STN彩色模式下每个像素最大可以16bit。

  -在TFT模式下最大可以16M彩色,分辨率可达2048X2048,支持虚拟屏幕缓存。

  8、2D图形加速器

  -直线拖动,块转移,多边形填充,剪切,命令排队。

  9、摄像传感器接口

  -ITU-R BT.601/656外部接口,可编程帧捕捉速率。

  -12bit接口,可以支持高灵敏度传感器。

  -SAV和EAV同步,preview path with scaler,YcbCr格式。

  l0、USB2.0全速(12Mbit/秒)主机双端口

  -双片上收发器

  -集成的FIFO和专用的DMA信道。

  l1、USB2.0全速(12Mbit/秒)设备端口

  -片上收发器,2,432字节可配置的集成DPRAM。

  l2、10/100 Base-T以太网MAC

  -独立的媒体接口或简化的独立的媒体接口。

  -有用于接收和发送的28字节FIFO和专用的DMA信道。

  l3、全部特性的系统控制器,包括

  -复位控制器,停止控制器。

  -20个32bit电池后备寄存器,总计达80字节。

  -时钟发生器和电源管理控制器。

  高级中断控制器和调试单元。

  周期间个计时器,看门狗计时器和双实时计时器。

  1)复位控制器(RSTC)

  -基于两个上电复位单元,复位源识别和复位输出控制。

  2)停止控制器(SHDWC)

  -可编程管脚控制和唤醒电路。

  3)时钟发生器(CKGR)

  -32768Hz低耗电振荡器用于后备电源供应,提供一个永久的低速时钟。

  -3-20MHz片上振荡器,两个最大240MHz的PLL。

  4)电源管理控制器(PMC)

  -较低时钟运行模式,软件可编程电源优化容量。

  -4个可编程外部时钟信号。

  5)高级中断控制器(AIC)

  -可单独屏蔽,8级优先权,矢量中断源。

  -两个外部中断源和一个快速中断源,虚假中断保护。

  6)调试单元(DBGU)

  -2线UART并且支持调试通讯信道,可编程ICE存取阻止。

  7)周期性间隔计时器(PIT)

  -20bit间隔计时器加12bit间隔计数器。

  8)看门狗计时器(WDT)

  -加密保护,仅一次性编程,视窗化的16-bit计数器运行于低时钟

  9)两个实时计时器(RTT)

  -带有16-bit预分频器的自由备份计数器运行于低时钟

  l4、5个32-bit并行输入/输出控制器(PIOA,PIOB,PIOC,PIOD和PIOE)

  -160可编程的I/O线同时传输于外部设备2 I/O

  -每一条I/O线的信号输入、改变、中断性能

  -个别可编程的漏极开路输出、上拉电阻、同步输出

  -16全面可编程信息目标邮箱,时间戳计数器

  l5、两个多媒体接口卡 (MCI)

  – SD卡/SDIO 和 MultiMediaCard 驱动

  – 自动化协议控制和用PDC快速自动化数据传输

  – 每一控制器带有两个SD卡槽支持

  l6、两个同步串行控制器(SSC)

  –每一个接收器和转换器有独立时钟和帧同步信号

  – I2S模拟接口支持, 时间分区同步传输支持

  – 以32-bit数据转换器高速持续数据流性能

  l7、一个AC97 控制器 (AC97C)

  – 6-频道信号 AC97 模拟前端接口,插槽分配

  l8、3个通用同步和异步收发器 (USART)

  – 独立的波特率发生器, IrDA红外线调制、解调,曼彻斯特编码、解码

  – 支持 ISO7816 T0/T1 Smart 卡,硬件握手信号, RS485 支持

  l9、两个主从串行总线接口(SPI)

  – 8到16-bit 可编程的数据长度,4个外部总线芯片选择

  – 每秒 90Mbits速度的同步通信

  20、一个3频道的16-bit 计时器和计数器(TC)

  – 三个外部时钟输入端, 每个频道提供2个多功能 I/O 插口

  – 双 PWM 发生器, 原理图攫取,波形攫取模式,连接、断开性能

  2l、一个四频道16-bit PWM 控制器WMC)

  22、一个两线接口 (TWI)

  – 主模式支持,支持所有的 Atmel EEPROMs

  23、所有数字引脚的IEEE 1149.1 JTAG边界扫描

  24、电源供应

  –VDDCORE 和 VDDBU 电压为1.08V 至1.32V

  –VDDOSC 和 VDDPLL电压为 3.0V 至 3.6V

  –VDDIOP0 (外设I/Os)电压为2.7V 至 3.6V

  –VDDIOP (外设 I/Os)电压为11.65V 至 3.6V

  –VDDIOM0/VDDIOM1 可编程电压为 1.65V 至 1.95V 或者 3.0V 至 3.6V (内存 I/Os)

  at91sam9263 CAN驱动调试心得

  之前调试CAN设备,一般用的是一个从淘宝上买的USB转CAN的调试工具,100K -- 800K波特率基本没有什么问题,我们也就没有过多的去考虑一些细节的问题。忽一日,某客户说我们的CAN驱动有问题,跟他们的设备通信不上,疑虑ing.遂带工具前往之,试之,果然。。。。

  遂借其工具回来捯饬,久未果 查其为ZLG公司的产品,遂前往之。遇到周立功公司一个大牛,CAN专家,号称没有他解决不了的CAN问题,事实证明,却是有料,周立功公司的CAN 分析仪就是他们一帮人弄的,现在不做研发,转做服务了。拿Can分析仪查之,发现我们的CPU发出的CAN波形 波特率对不上,虽然设置为500K,可是由于CPU时钟频率非常规频率,分频以后,CAN时钟再512K左右,ZLG公司的工具是标准品,他们一般要求时序是比较严格的,所以我们的设备跟他的调试工具之间通信通不上,但是网上购买的USB转CAN的调试工具则将SJW域设置的比较大 3或者4 左右,可以跟大部分的CAN通信上,即使是对方的CAN波特率不精确,存在比较大的误差。

  CAN问题绝大部分呢,应该就是出在波特率的精确度上,但是一般情况下没有那么精准的测试仪器,所以搞的大家一头雾水。适当调整SJW 同步跳转宽度的大小,可以一定程度的解决这个问题,但是不是最佳的解决方案。虽然现象上看到,哦,通信正常了,我发的包对方可以收到,对方发的数据包我也可以收到,但是,事实是,这里面有了多次的重发,得益于CAN协议,重发,应答等等。

  下面简单描述下CAN波特率的分析

  比如说500K波特率,一个比特被分为16个时间因子

  500K * 16 = 8M

  所以CAN时钟应该尽量使8M的倍数。误差尽量小。

  同理推算其他波特率跟时钟的对应关系。

  在我们的9263应用中,MCLK = PLLA/2,CAN时钟从MCLK分频而来。

  所以PLLA的取值应为16M的整数倍。我们的PLLA一般设置再200M---150M,所以PLLA可取192M 176M 160M等。

  WinCE下设置就比较简单了,Eboot启动后,空格可以进入eboot配置菜单,可以直接设置CPU的主频 跟 分频,不赘述。

  裸奔的程序 则需要自己去设置倍频跟分频系数,从ATMEL官网下载了PLL计算工具,帮了不上忙,可能没有那么精准,但是尽量接近就好。

  #define BOARD_MCK ((16367660 * 98 / 10) / 2) /*160M*/

  如上设置为160M的设置

  除了这个宏定义的修改以为,在board_lowlevel.c中也需要做一些修改,

  #define BOARD_MULA (AT91C_CKGR_MULA (97 《《 16))

  #define BOARD_DIVA (AT91C_CKGR_DIVA 10)

  就是那两个系数,注意分频系数不变,但是倍频系数减一了,原因看数据手册就明白。

  原来以为这样就可以了,可是还有一个地方忽略了,看代码

  void LowLevelInit( void )函数中

  void LowLevelInit( void )

  {

  ……。

  #if !defined(sdram)

  /* Initialize main oscillator

  初始化主振荡器,时钟等一系列操作

  #endif //#if !defined(sdram)

  。。。。。。。。。。。

  }

  整个过程包含在了对sdram宏的判断内,如果定义了sdram则不做下面的处理,乖乖,你不做这个处理怎么可以呢,遂注释掉上面两个宏定义。

  这个宏定义不是在文件中定义的,而是在编译器的工程设置里面,

  Options-àC/C++ Compiler Preprocessor选项卡,最下面 Defined symbols

  也可以直接把sdram去掉。

  一直在纠结SDRAM的初始化是在什么地方进行的?

  调试心得之关于SPI启动的问题

  到底是什么问题呢:SPI DATA FLASH本身的质量有问题造成的。

  反映的现象是:从SPI DATAFLASH的0地址读取数据是没有任何问题的,但是如果从中间任何一段读取数据,就有严重的地址偏移问题。

  调试过程及步骤如下:

  原来认为是CPU(AT91SAM9263有A版本和B版本)版本有问题,造成无法读取FLASH造成,反馈的现象是:

  当DATA FLASH启动后,会将第一段代码EBOOT.nb0,存放于DATA FLASH的0X5000偏移地址,加载后,会进行WINCE的引导。

  但是实际结果是:

  ================================= 》RomBOOT 》RomBOOT 》RomBOOT 》

  INFO: Low Level Init: OK Starting main… AT45DB321 …

  Load CE-BOOT from Flash to SDRAM Jumping… -

  ==================================

  从现象上看,DATA FLASH已经找到了,也就说明SPI线路是正确的,但是为什么读的数据有问题呢?

  怀疑问题有如下几个:

  第一:DATA FLASH的SPI本身硬件有问题,可能存在干扰。

  第二:在从DATA FLASH拷贝数据到SDRAM中,出现错误,数据不正确,SDRAM初始化有问题。 第三:因我们的SPI线路和以前的版本不同,采用了MAX3002进行了隔开,怀疑MAX3002本身造成SPI线路的 不稳定。

  第四:CPU版本有问题,AT91SAM9263从A到B版本,SPI已经改过了,就我知道的是AT91SASM9263 B版本的SPI,需要两次复位才可以工作。

  一个一个怀疑的问题进行验证:

  一:SAM BA 2.8可以对SDRAM进行初始化,都可以进行读写,说明SDRAM本身硬件上无问题。

  第二:DATA FLASH ,SAMBA 2.8都可以进行读写,也无任何问题,同时启动代码可以正确执行。那么就应该可以证明SPI部分是能够工作的,但是问题在于AT91SAM9263 B版本内部的ROM BOOT和AT91SAM9263 A版本的ROM BOOT有不同,那么就证明说:在SPI这个部分的初始化部分做了修正。所以,找到AT91SAM9263 B版本的SPI部分的ERR DATA SHEET。找问题。改了半天代码,问题还是依旧。

  第三:实在没有办法了,2008年11月18日,找到百特的雷工,初步认定是CPU版本的问题,我自己认为自己的代码水平比较落后,请求雷工帮忙,最后验证结果如下:

  从DATA FLASH读出的数据,放到SDRAM后出现了问题,我们以前的老板子,是无问题的。可以正确将数据从DATA FLASH读出来,然后,显示在串口上。每次从DATA FLASH中读10个字节,发现读出来的数据每次都是一致的,但是就是不正确。

  没有办法,雷工也是好久没有写代码了,只好约好第二天,到白特找他们的工程师刘工,刘工是我老乡,真的够朋友,那天晚上搞到半夜,最后验证出来,现象是:从DATA FLASH偏移0X8000地址中读取的数据放到SDRA M中,某一个位置找到差不多的数据。最后给出结果:可能是AT91SAM9263 B版本可能有问题,但是最大的问题是:SDRAM工作后,影响了SPI的稳定性。

  第四:太晚了,大家都各自回家了(这个时候我找百特定好了A版本的CPU,说是他们现在没货,第二天能送来),实在是没有任何头绪了,没有办法,赶快定了CPU,AT91SAM9263 A版本,恰好,百特没有货,他们老板从香港定来后,我们拿到,赶快去贴上,这个过程不过是1天的时间,下午了,下午3点就搞好,带上测试软件,跑到李工(我们焊接的师傅)那里,把工具全部架好,一测试,郁闷死了,竟然还是不行。天呀……

  第五:看来A版本也不行,那只能怀疑是板的布线有问题了,因为没有别的办法可以想了,这个时候,我反倒放松了,因为我认为问题已经找到了。但是,到底是SPI的哪条线受到了干扰呢?我对百特刘工的话深信不已。实在没有办法,上午我赶快拿着A版本的板子跑到百特,找到刘工,(想把他验证的结果再重演一下,刘工改了半天,发现是从DATA FALSH的0地址,读出来数据放到SDRAM中是无问题的,一直也怀疑SDARM初始化有问题)根据这几天的测试结果,发现有一个疑点,我发现A版本的芯片,我写了一个小程序,从DATA FLASH中读取数据放到SRAM中也是不正确的。而且,和以前的测试结果完全一样。一直怀疑和芯片有关系,现在看,可以完全排除芯片AT91SAM9263的问题了。

  第六:从DATA FLASH中读取数据放到SRAM中也是不正确的(我把SDRAM关闭了),我就推翻了刘工说的SDRAM对SPI DATA FLASH有干扰想法。

  刘工发现是从DATA FALSH的0地址,读出来数据放到SDRAM中有大部分是相同的,这次把代码全部恢复过来,把DATA FLASH的0地址的数据放到0X23F00000(LINUX引导程序U-BOOT的地址)-0X8000的位置,这样,就可以保证在0X23F00000的位置上,有正确的U-BOOT程序。但是,等程序运行起来,还是没有得到正确的启动结果。有可能是有部分数据读出来后,还是有不正确的。

  第七,实在是没有办法了,我们开始怀疑DATA FLASH有问题,恰好,我也问过我们的LISA(LISA是我们的采购,我原来一直认为这个DATA FLASH是从百特采购的,最后发现这个东西是从市场上采购来的,我很晕了,但是当时问LISA的时候,我没有放在心上,LISA说这个芯片是原装的),恰好我带上了一个我们老版本的板子,将老版本的板的DATA FLASH换上去后,完全OK了。



评论


相关推荐

技术专区

关闭