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S3C2440A 32 位 CMOS RISC 微控制器用户手册

S3C2440A RISC 微处理器产品概述 1 产品概述引言此用户手册描述的是三星公司的 16/32 位精简指令集（RISC）微处理器 S3C2440A。三星公司的 S3C2440A 为手持设备和普通应用提供了低功耗和高性能的小型芯片微控制器的解决方案。为了降低整体系统成本，S3C2440A 还提供了以下丰富的内部设备。 S3C2440A 基于 ARM920T 核心，0.13µm 的 CMOS 标准宏单元和存储器单元。低功耗，简单，精致，且全静态设计特别适合于对成本和功率敏感型的应用。它采用了新的总线架构如先进微控制总线构架（AMBA）。 S3C2440A 的突出特点是其处理器核心，是一个由 Advanced RISC Machines（ARM）公司设计的 16/32 位 ARM920T 的 RISC 处理器。ARM920T 实现了 MMU，AMBA 总线和哈佛结构高速缓冲体系结构。这一结构具有独立的 16KB 指令高速缓存和 16KB 数据高速缓存。每个都是由具有 8 字长的行(line)组成。通过提供一套完整的通用系统外设，S3C2440A 减少整体系统成本和无需配置额外的组件。综合对芯片的功能描述,本手册将介绍 S3C2440A 集成的以下片上功能： ● 1.2V 内核供电, 1.8V/2.5V/3.3V 储存器供电, 3.3V 外部 I/O 供电，具备 16KB 的指令缓存和 16KB 的数据缓存和 MMU 的微处理器 ● 外部存储控制器（SDRAM 控制和片选逻辑） ● LCD 控制器（最大支持 4K 色 STN 和 256K 色 TFT）提供 1 通道 LCD 专用 DMA ● 4 通道 DMA 并有外部请求引脚 ● 3 通道 UART（IrDA1.0, 64 字节发送 FIFO 和 64 字节接收 FIFO） ● 2 通道 SPI ● 1 通道 IIC 总线接口（支持多主机） ● 1 通道 IIS 总线音频编码器接口 ● AC’97 编解码器接口 ● 兼容 SD 主接口协议 1.0 版和 MMC 卡协议 2.11 兼容版 ● 2 通道 USB 主机/1 通道 USB 设备（1.1 版） ● 4 通道 PWM 定时器和 1 通道内部定时器/看门狗定时器 ● 8 通道 10 位 ADC 和触摸屏接口 ● 具有日历功能的 RTC ● 摄像头接口（最大支持 4096×4096 像素输入；2048×2048 像素输入支持缩放） ● 130 个通用 I/O 口和 24 通道外部中断源 ● 具有普通，慢速，空闲和掉电模式 ● 具有 PLL 片上时钟发生器 1-1

产品概述 S3C2440A RISC 微处理器特性体系结构 ● 手持设备的完整系统和普通嵌入式应用 ● 16/32 位 RISC 体系架构和 ARM920T CPU 核心的强大的指令集 ● 增强型 ARM 架构 MMU 以支持 WinCE，EPOC 32 和 Linux ● 指令高速缓存，数据高速缓存，写缓冲和物理地址 TAG RAM 以减少执行主存储器带宽和延迟性能的影响 ● ARM920T CPU 核支持 ARM 调试架构 ● 内部先进微控制器总线架构（AMBA）（AMBA2.0， AHB/APB）系统管理 ● 支持大/小端 ● 地址空间：每 Bank 128M 字节（总共 1G 字节） ● 支持可编程的每 Bank 8/16/32 位数据总线宽度 ● BANK0 到 BANK6 固定 Bank 的起始地址 ● BANK7 具有可编程 Bank 起始地址和大小 ● 8 个存储器 Bank： ● 六个存储器 Bank 为 ROM，SRAM 和其它 ● 两个存储器 Bank 为 ROM/SRAM/ SDRAM ● 所有存储器具备完整可编程访问周期 ● 支持外部等待信号来扩展总线周期 ● 支持 SDRAM 掉电时自刷新模式 ● 支持从各种类型 ROM 启动（NOR/NAND Flash， EEPROM 或其它） NAND Flash 启动引导（BootLoader） ● 支持从 NAND Flash 启动 ● 4KB 的启动内部缓冲区 ● 支持启动后 NAND flash 作为存储器 ● 支持先进 NAND Flash 1-2 高速缓存存储器 ● 64 路指令缓存（16KB）和数据缓存（16KB）的组相联高速缓存 ● 每行 8 字长度，其中含一个有效位和两个 dirty 位 ● 伪随机或循环 robin 置换算法 ● 执行直写或回写高速缓存刷新主存储器 ● 写缓冲区可以保存 16 字的数据和 4 个地址时钟和电源管理 ● 片上 MPLL 和 UPLL： UPLL 产生时钟运作 USB 主机/设备 MPLL 产生时钟运作 1.3V 下最高 400MHz 的 MCU ● 用软件可以有选择的提供时钟给各功能模块 ● 电源模式：普通、慢速、空闲和睡眠模式普通模式：正常运行模式慢速模式：无 PLL 的低频率时钟空闲模式：只停止 CPU 的时钟睡眠模式：关闭包括所有外设的核心电源 ● EINT[15:0]或 RTC 闹钟中断触发从睡眠模式中唤醒中断控制器 ● 60 个中断源（1 个看门狗，5 个定时器， 9 个 UART， 24 个外部中断，4 个 DMA，2 个 RTC，2 个 ADC， 1 个 IIC，2 个 SPI，1 个 SDI，2 个 USB，1 个 LCD， 1 个电池故障，1 个 NAND，2 个摄像头，1 个 AC’97） ● 外部中断源中电平/边沿模式 ● 可编程边沿和电平的极性 ● 支持快速中断请求（FIQ）给非常紧急的中断请求脉宽调制（PWM）定时器 ● 4 通道 16 位具有 PWM 功能的定时器，1 通道 16 位基于 DMA 或基于中断运行的内部定时器 ● 可编程的占空比，频率和极性 ● 能产生死区 ● 支持外部时钟源。

S3C2440A RISC 微处理器产品概述特性（续） RCT（实时时钟） ● 完整时钟特性：毫秒、秒、分、时、星期、日、月和年 ● 工作在 32.768KHz 时钟频率 ● 闹钟中断 ● 时钟节拍中断通用输入/输出端口 ● 24 个外部中断端口 ● 130 个复用输入/输出端口 DMA 控制器 ● 4 通道 DMA 控制器 ● 支持存储器到存储器，IO 口到存储器，存储器到 IO 口和 IO 口到 IO 口的传输 ● 采用触发传输模式来提高传输速率 UART ● 3 通道基于 DMA 或基于中断运行的 UART ● 支持 5 位、6 位、7 位、或 8 位串行数据发送/接收 ● 支持 UART 运行在外部时钟（UEXTCLK） ● 可编程波特率 ● 支持 IrDA 1.0 ● 测试用回环模式 ● 每个通道都包含内部 64 位发送 FIFO 和 64 位接收 FIFO A/D 转换器和触屏接口 ● 8 通道多路复用 ADC ● 最高 500KSPS 和 10 位分辨率 ● 内置 FET 给线性触屏接口 IIC 总线接口 ● 1 通道多主机 IIC 总线 ● 串行，8 位，可在标准模式 100Kbit/s 下或快速模式 400Kbit/s 下进行双向数据传输 LCD 控制器 STN LCD 显示特性 ● 支持 3 种类型 STN LCD 面板：4 位双扫描，4 位单扫描和 8 位单扫描显示类型 ● 支持单色模式，4 阶灰度，16 阶灰度，256 色和 4096 色的 STN LCD ● 支持多种屏幕尺寸 – 实际屏幕尺寸典型值：640x480，320x240， 160x160 和其它 – 最大帧缓冲区大小为 4M 字节 – 256 色模式下最大实际屏幕尺寸： 4096×1024，2048×2048，1024×4096 和其它 TFT（薄膜晶体管）彩色显示特性 ● 支持彩色 TFT 的 1、2、4 或 8 bpp(位/像素)调色显示 ● 支持彩色 TFT 的 16，24 bpp 非调色真彩显示 ● 支持在 24 bpp 模式下最大 16M 色的 TFT ● 内嵌 LPC3600 时序控制器，支持 LTS350Q1-PD1/2（三星 3.5 吋竖屏/256K 色/反光型 a-Si TFT LCD） ● 内嵌 LCC3600 时序控制器，支持 LTS350Q1-PE1/2（三星 3.5 吋竖屏/256K 色/半透型 a-Si TFT LCD） ● 支持多种屏幕尺寸 – 实际屏幕尺寸典型值：640x480，320x240， 160x160 和其它 – 最大帧缓冲区大小为 4M 字节 – 64K 色模式下最大实际屏幕尺寸： 2048x1024 和其它看门狗定时器 ● 16 位看门狗定时器 ● 中断请求或系统复位超时 1-3

产品概述 S3C2440A RISC 微处理器 SPI 接口 ● 兼容 2 通道 SPI 接口协议 2.11 版本 ● 发送/接收具备 2 个 8 位移位寄存器 ● 基于 DMA 或基于中断运行摄像头接口 ● 支持 ITU-R BT 601/656 8 位模式 ● 发送/接收具备 2 个 8 位移位寄存器 ● 基于 DMA 或基于中断运行 ● DZI（数字放大）能力 ● 可编程视频同步信号极性 ● 最大支持 4096 x 4096 像素输入（2048 x 2048 像素输入时支持缩放） ● 图像镜像和旋转（X 轴镜像，Y 轴镜像和 180°旋转） ● 格式化摄像头输出（RGB 16/24 位和 YCbCr 4:2:0/4:2:2 格式）工作电压范围 ● 核心电压： 300MHz 下 1.20V 400MHz 下 1.30V ● 存储器电压： 1.8V/2.5V/3.0V/3.3V ● I/O 口电压： 3.3V 工作频率 ● Fclk 最高 400MHz ● Hclk 最高 136MHz ● Pclk 最高 68MHz 封装 ● 289-FBGA 特性（续） IIS 总线接口 ● 1 通道 IIS 总线，运行在基于 DMA 音频接口 ● 串行，8/16 位每通道数据传输 ● 发送/接收具备 128 字节（64 字节+64 字节）FIFO ● 支持 IIS 格式和 MSB-justified 数据格式 AC’97 音频编解码器接口 ● 支持 16 位采样 ● 1 通道立体声 PCM 输入，1 通道立体声 PCM 输出和 1 通道 MIC 输入 USB 主机（Host） ● 2 个 USB 主机端口 ● 遵从 OHCI Rev. 1.0 ● 兼容 USB 规格 1.1 版本 USB 设备（Device） ● 1 个 USB 设备端口 ● 5 个 USB 设备端点 ● 兼容 USB 规格 1.1 版本 SD 主机接口 ● 正常，中断和 DMA 数据传输模式（可按字节，半字，字传输） ● 支持 DMA burst4 访问（只支持字传输） ● 兼容 SD 记忆卡协议 1.0 版本 ● 兼容 SDIO 卡协议 1.0 版本 ● 发送/接收具备 64 字节 FIFO ● 兼容 MMC 卡协议 2.11 版本 1-4

S3C2440A RISC 微处理器产品概述方框图 ARM920T IPA[31:0] 指令 MMU 指令高速缓存外部协处理器 (16KB) 接口 IVA[31:0] C13 JTAG ARM9TDMI 处理器核心 IVA[31:0] ID[31:0] CP15 （内部嵌入式 ICE） DD[31:0] DVA[31:0] DVA[31:0] C13 AMBA 总线接口写缓冲指令 MMU DPA[31:0] 数据高速缓存 (16KB) 写回 PA TAG RAM WBPA[31:0] LCD 控制器 LCD DMA USB 主机控制器 ExtMaster NAND 控制 NAND Flash 引导启动加载 A H B B U S 时钟发生器 (MPLL) 桥路和 DMA（4 个通道） UART 0，1，2 USB 设备控制器 SDI/MMC 看门狗定时器总线控制器总裁/译码 SPI 0，1 A P B B U S 图 1-1. S3C2440A 方框图总线控制器总裁/译码中断控制器电源管理摄像头接口存储器控制器 SRAM/NOR/SDRAM I2C I2S GPIO RTC ADC 定时器/PWM 0~3，4（内部） AC’97 1-5

产品概述 S3C2440A RISC 微处理器引脚分配 U T R P N M L K J H G F E D C B A 1-6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 图 1-2. S3C2440A 引脚分配（289-FBGA）仰视图

S3C2440A RISC 微处理器产品概述管脚号管脚名称管脚号管脚名称管脚号管脚名称表 1-1. 289 管脚 FBGA 引脚分配–管脚号顺序(1/2) VDDi SCKE VSSi VSSi VSSMOP VDDi VSSMOP ADDR10 VDDMOP VDDi VSSMOP VSSi DATA3 DATA7 VSSMOP VDDi DATA10 VSSMOP nGCS1/GPA12 SCLK1 SCLK0 nBE1 VDDMOP ADDR2 ADDR9 ADDR12 VSSi VDDi VDDMOP VSSMOP VDDMOP DATA9 VDDMOP DATA15 VDDMOP nGCS5/GPA16 nGCS2/GPA13 nGCS3/GPA14 nOE nSRAS ADDR4 ADDR11 ADDR15 ADDR21/GPA6 ADDR24/GPA9 DATA1 DATA6 DATA11 DATA13 DATA16 VSSi A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 F16 F17 ALE/GPA18 nGCS6 nGCS4/GPA15 nBE0 nBE2 nSCAS ADDR7 ADDR5 ADDR16/GPA1 ADDR20/GPA5 ADDR26/GPA11 DATA0 DATA8 DATA14 DATA12 VSSMOP VSSMOP nFRE/GPA20 VSSMOP nGCS7 nWAIT nBE3 nWE ADDR1 ADDR6 ADDR14 ADDR23/GPA8 DATA2 DATA20 DATA19 DATA18 DATA17 DATA21 DATA24 VDDi VSSi nFWE/GPA19 nFCE/GPA22 CLE/GPA17 nGCS0 ADDR0/GPA0 ADDR3 ADDR18/GPA3 DATA4 DATA5 DATA27 DATA31 DATA26 DATA22 VDDi VDDMOP G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 G11 G12 G13 G14 G15 G16 G17 H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J12 J13 J14 J15 J16 J17 VSSOP CAMHREF/GPJ10 CAMDATA1/GPJ1 VDDalive CAMPCLK/GPJ8 FRnB CAMVSYNC/GPJ9 ADDR8 ADDR17/GPA2 ADDR25/GPA10 DATA28 DATA25 DATA23 XTIpll XTOpll DATA29 VSSi VSSiarm CAMDATA7/GPJ7 CAMDATA4/GPJ4 CAMDATA3/GPJ3 CAMDATA2/GPJ2 CAMDATA0/GPJ0 CAMDATA5/GPJ5 ADDR13 ADDR19/GPA4 ADDR22/GPA7 VSSOP EXTCLK DATA30 N BATT_FLT nTRST nRESET TDI VDDOP VDDiarm CAMCLKOUT/GPJ11 CAMRESET/GPJ12 TOUT1/GPB1 TOUT0/GPB0 TOUT2/GPB2 CAMDATA6/GPJ6 SDDAT3/GPE10 EINT10/nSS0/GPG2 TXD2/nRTS1/GPH6 PWREN TCK TMS RXD2/nCTS1/GPH7 TDO VDDalive 1-7

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