东华理工大学毕业设计（论文） 基于ARM9-S3C2410的最小系统

2.1.2 引脚定义

如图2-2所示是S3C2410-A部分，它主要包含：地址总线、数据总线、片选使能、定时器输出、8通道ADC、外部DMA等引脚。

图2-2 S3C2410-A部分

如图2-3所示为S3C2410-B部分，它包含：SDRAM、NAND Flash、IIC总线、IIS总线、SPI、USB接口、液晶控制线、JTAG口、UART接口、SD卡接口等引脚。

图2-3 S3C2410-B部分

6

东华理工大学毕业设计（论文） 基于ARM9-S3C2410的最小系统

如图2-4所示为S3C2410-C部分，它主要包含：外部中断、电源和地等引脚。

图2-4 S3C2410-C部分

S3C2410的引脚整体是按照功能分模块顺序排列的，从这些引脚可以整体分析出系统所能应用的领域及可以外扩的用户需求的功能模块。 2.1.3 引脚信号描述

如图2-5所示为S3C2410的引脚排列。

图2-5 S3C2410引脚定义图

7

东华理工大学毕业设计（论文） 基于ARM9-S3C2410的最小系统

S3C2410的信号描述见附录1，S3C2410有272个引脚，除连接SDRAM、NOR Flash、NAND Flash、晶振、电源的引脚外，主要有引出的117个通用I/O接口，它们都有第2/3功能，对于用户进行基于核心板的应用十分重要，如可以在底板上扩展出USB主机接口、以太网口、UART接口、IDE接口等，以实现与外部设备间的数据传输和通信。

2.2 基于ARM9-S3C2410最小系统的分析

2.2.1 基于ARM9-S3C2410最小系统的需求分析

在选择嵌入式系统硬件进行设计时，最重要的是先选择ARM处理器类型进行相关的分析。因为ARM处理器不仅决定了整个系统的性能，而且影响其他硬件的选用，以及操作系统和软件代码的配置。根据微处理器芯片的内部结构图和外部引脚功能图可以对系统进行整体的功能需求分析。如图2-6所示为系统的功能图。

图2-6 基于ARM9-S3C2410系统功能图

本核心板的设计正是以此基于ARM9-S3C2410的系统功能图为基础，根据本毕业设计预期仅设计出最小系统，就整个嵌入式系统而言，最小系统核心板是其核心灵魂，一般核心板都进行单独设计，以利于其低噪声、低功耗、小体积等的要求，而不与其他功能部分在一起。最小系统以外的各个功能部分可根据用户需求另行设计出用户底板。实际应用中，只需要将此最小系统核心板的J1、J2口与用户底板进

8

东华理工大学毕业设计（论文） 基于ARM9-S3C2410的最小系统

行连接就可以实现用户需求的功能。

以ARM内核嵌入式微处理器为中心，具有完全相配接的SDRAM电路、Flash电路、电源电路、时钟晶振及复位电路和扩展总线等，保证嵌入式微处理器正常运行的系统，可称为嵌入式最小系统。

S3C2410芯片是不能独立工作的，需要一些必要的外围元器件给它提供基本的工作条件。因此，一个基于ARM9-S3C2410的最小系统一般包括：

（1）ARM9微处理器芯片，这是嵌入式最小系统的心脏。

（2）电源电路，是整个系统工作的前提，主要为其他模块提供稳定的电压；在设计PCB板时，给各个单元电路提供高质量的电源，会使系统的稳定性大幅度提高。

（3）系统时钟晶振电路，为系统的各个部分提供相应的时钟频率，也是影响系统运行速度的重要因素。

（4）存储器（SDRAM和FLASH），微处理器片内4KB SRAM，用作NAND Flash系统引导区，需要外扩存储器。本设计中采用现代公司的HY57V561620BT-H芯片外扩了64MB SDRAM，Samsung公司生产的K9F1208芯片实现外扩64MB NAND Flash和SST39VF1601实现外扩2MB NOR Flash。Flash主要存放嵌入式操作系统、用户应用程序或其他在系统掉电后需要保存的数据，SDRAM主要是系统代码运行的场所。

（5）JTAG调试接口，操作系统软件的下载与烧写都要通过它来完成。本设计将JTAG调试接口做在用户板上，以利于核心板的设计，保证稳定良好的性能。 本设计只提供最小系统核心板的硬件设计，如图2-7所示为其设计需求图。

电源系统 Flash JTAG S3C2410 SDRAM I/O接口

图2-7 最小系统设计需求图

9

系统时钟 东华理工大学毕业设计（论文） 基于ARM9-S3C2410的最小系统

根据设计需求可以基本确定出本设计的流程，其中较为重要的理论部分是最小系统各部分功能模块的原理图设计。此最小系统核心板由五大部分组成：电源、S3C2410、存储部分、系统时钟晶振、I/O接口等。本设计需要设计的功能模块分别为：电源部分、系统存储部分、系统时钟的晶振部分、I/O接口等。由此可以对各个模块所需要的芯片进行选型，然后确定原理图，进行PCB设计等，最终进行系统测试并完成设计。

2.2.2 基于ARM9-S3C2410最小系统的设计及系统测试流程

如图2-8所示为本设计的最小系统的硬件设计及系统测试流程图。

ARM9微处理器的结构和功能分析 最小系统的设计需求分析 核心板硬件设计的芯片选型 各功能模块的原理图设计 PCB板的设计 按模块进行器件的焊接 核心板测试系统的硬件和软件测试

图2-8 设计流程图

基于ARM9的最小系统核心板硬件设计完成后，通过由核心板上的扩展接口所引出的信号，根据用户自身的特定需求来扩展外围电路。整个系统硬件设计的最终是构建出一个具有体积较小、功耗较小、成本低、运行稳定的ARM嵌入式平台。

10