S3C2440 Windows CE的RTC模块驱动设计与实现

　　桌面Windows系统的时间显示功能已为大家所熟知，它是通过BIOS上的时钟模块实现的。用户通过点击桌面系统任务栏右下脚的时间，可以修改当前时间、时区以及实现与Internet时间同步等功能。
　　
　　目前流行的手机、PDA、HMI(人机接口设备)等嵌入式系统中，都大量移植了微软的Windows CE操作系统。虽然WinCE系统也实现了时间显示，但是在具体的实现中，其原理和方法与桌面系统大不相同，即使是基于不同嵌入式硬件平台的WinCE开发，也有所不同。由于嵌入式系统的复杂性、分散性，目前嵌入式系统的实时时钟RTC功能的实现，大部分是在基于内嵌于SoC处理器的RTC功能IP模块的基础上，通过软件驱动实现的。
　　
　　S3C2440是三星公司推出的一款基于ARM920T处理器构架的低功耗、高性能的嵌入式SoC处理器，应用极为广泛。RTC是S3C2440的一个内部功能模块，本文首先对于S3C2440的硬件架构进行介绍，在此基础上对S3C2440的RTC功能模块的工作机理进行了分析，最后给出Windows CE.net下的RTC功能的驱动程序设计、实现，本驱动程序成功地应用在基于S3C2440Window CE平台的手持GPS机实时时钟功能的实现，对于基于Windows CE.net其它硬件平台的RTC功能实现具有一定的借鉴作用。

　　2 硬件构架
　　
　　WinCE下RTC功能实现是基于RTC模块的，在此先对S3C2440处理器作简单介绍，主要对于S3C2440的RTC的硬件结构、工作机理进行分析，这些是Windows CE.net下RTC功能实现的基础。
　　
　　2.1 简介
　　
　　S3C2440 是三星公司推出的基于ARM920T的嵌入式处理器，主频高达400MHz，最高可达533MHz，低功耗、高性能，广泛地应用于PDA、便携媒体播放器、卫星导航仪等多媒体终端，片上集成指令/数据分开的16KCache、SDRAM控制器、LCD控制器、4通道DMA、3通道UART、IIC总线、IIS总线、SD主机接口、PWM定时器、看门狗、片上PLL时钟发生器、8通道10位AD控制器和触摸屏接口以及带日历函数的实时时钟，极大地方便于系统开发。

　　2.2 S3C244O处理器的RTC硬件构架
　　
　　S3C2440内部RTC模块结构框图如图1所示。S3C2440处理器的RTC模块依靠外部32.768kHz晶振提供基准时钟，系统能够在断电的情况下由后备电池供电继续工作，能够将8位数据转换为BCD码的格式传送给处理器。这些数据包括秒、分、时、日期、星期、月、年。
　　
　　如图1所示，RTC模块由基准晶振的连接引脚、时钟滴答发生器、215时钟分频器、控制和重置寄存器、闰年发生器、报警发生器以及BCD数字(秒、分、时、日期、星期、月、年)等几部分组成：XTlrtc与XTortc是连接外部晶振32.768kHz的两个引脚，为RTC内部提供输入。215时钟分频器负责对基准频率进行分频。时钟滴答发生器可以产生时钟滴答，它可以引起中断。闰年发生器按照从日期、月、年得来的BCD数据决定一个月最后一天是28、29、30还是31号(也就是计算是否是闰年)。报警发生器可以根据系统设定时间和当前时间决定是否报警。控制寄存器控制包括读/写BCD寄存器使能、时钟复位、时钟选择等。重置寄存器可以选择”秒”对”分”进位边界，提供三个可选边界：30、40或者50秒。

　　　　 图1 S3C2440内部RTC模块结构图
　　

　　2.3 S3C2440处理器的RTC工作原理
　　
　　由RTC模块的结构图可以看出，RTC模块的有三种功能：产生时钟滴答、实时计时和作为系统的触发唤醒器。RTC时钟滴答可以作为实时操作系统(RTOS)的内核时钟滴答，当时钟滴答周期确定后，就会定时产生中断，操作系统的中断服务程序会实时处理这个中断。
　　
　　RTC模块可以在处理器的掉电模式或普通模式在设定时间(由BCD数据给出)和当前时间相同时发生报警。在普通模式下，ALMINT(报警中断)处于激活状态。在掉电模式下，PMWKUP(电源管理唤醒信号)与ALMINT一起处于报警状态。
　　
　　RTC最重要的功能就是显示时间。在掉电模式下，RTC依然能够正常工作，此时，RTC模块通过外部的电池工作。RTC时间显示功能是通过读/写寄存器来实现的。要显示秒、分、时、日期、月、年，处理器只要读取存在于BCDSEC、BCDMIN、BCDHOUR、BCDDAY、BCDDATE、BCDMON和BCDYEAR寄存器中的值即可。