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1 无线宽带通信简介
自1997年IEEE802工作组制定了802.11无线局域网标准,基于WLAN技术的无线宽带通信得到了迅速发展。在短短的六年发展历程中,WLAN技术不断地发展和成熟,先后推出了802.11b/a/g协议。基于802.11b协议的无线局域网,工作在2.4GHz频段,采用CCK调制技术,最高数据传输速率能够达到11Mbps。基于802.11a协议的无线局域网,工作在5GHz频段,采用OFDM调制技术,使数据的传输速率可高达54Mbps。802.11g协议结合802.11a和802.11b的优点,工作在2.4GHz频段,采用OFDM调制技术,具有与802.11a标准相同的速率。为了解决通信设备在三个不同标准的无线网络间的兼容问题,现已有几家公司提供了IEEE802.11a/b/g的双频多模的解决方案。802.11e和802.11i标准即将出炉。这两个标准将分别解决目前WLAN突出的两个问题:QoS和网络安全。Intel公司将迅驰技术成功地应用到笔记本上,人们可以通过WLAN技术轻松地进行无线宽带上网。然而人们对WLAN技术的应用不仅仅局限于通用的PC机或笔记本的无线联网,嵌入式系统整合WLAN技术实现无线宽带通信成为今后应用的热点。例如由无线数字机顶盒、计算机、无线网关等构成的家庭无线网络,嵌入式手持移动终端和工业控制现场无线设备等。近年来,嵌入式微处理器性能的大力提高,基于嵌入式系统的无线宽带通信模块不仅能实现数据传输,而且还能够满足人们对于多媒体通信的需求。在这里,利用一款基于ARM920T内核的微处理器S3C2410X构建一个嵌入式系统完成无线宽带通信的功能。
2 S3C2410X嵌入式处理器
S3C2410是韩国三星电子公司最近推出的一款基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器。该处理器主要面向手持式设备以及高性价比、低功耗的应用。图1为ARM920T的结构框图,图2为S3C2410X在内核外所集成资源的功能框图[1]。
ARM920T核由ARM9TDMI、存储管理单元MMU和高速缓存三部分组成。其中,MMU可以管理虚拟内存,高速缓存由独立的16KB地址和16KB数据高速Cache组成。ARM920T有两个内部协处理器:CP14和CP15。CP14用于调试控制,CP15用于存储系统控制以及测试控制。S3C2410X集成了一个LCD控制器(支持STN和TFT带有触摸屏的液晶显示屏)、SDRAM控制器、3个通道的UART、4个通道的DMA、4个具有PWM功能的计时器和一个内部时钟、8通道的10位ADC。S3C2410还有很多丰富的外部接口,例如触摸屏接口、I2C总线接口、I2S总线接口、两个USB主机接口、一个USB设备接口、两个SPI接口、SD接口和MMC卡接口。在时钟方面S3C2410X也有突出的特点,该芯片集成了一个具有日历功能的RTC和具有PLL(MPLL和UPLL)的芯片时钟发生器。MPLL产生主时钟,能够使处理器工作频率最高达到203MHz。这个工作频率能够使处理器轻松运行WinCE、Linux等操作系统以及进行较为复杂的信息处理。UPLL产生实现主从USB功能的时钟。
S3C2410X将系统的存储空间分成8个bank,每个bank的大小是128M字节,共1G字节。bank0到bank5的开始地址是固定的,用于ROM或SRAM。bank6和bank7用于ROM、SRAM或SDRAM,这两个bank可编程,且大小相同。bank7的开始地址是bank6的结束地址,灵活可变。所有内存块的访问周期都可编程,外部Wait扩展了访问周期。S3C2410X采用nGCS[7:0]8个通用片选线选择8个bank区。
S3C2410X支持NAND闪存Boot Load, NAND闪存具有容量大、比NOR闪存更具竞争力的价格等特点,系统采用NAND闪存与SDRAM组合,可以获得非常高的性价比。S3C2410X具有三种boot方式,由OM[1:0]管脚选择:00时处理器从NAND闪存boot;01时从16位宽的ROM boot;10时从32位宽ROM boot。用户将bootload代码和操作系统镜像放在外部的NAND闪存,采用NAND闪存boot。处理器上电复位时,通过内置的NAND闪存访问控制接口将bootload代码自动加载到内部的4KB SRAM(此时该SRAM定位于起始地址空间0x00000000)并且运行,在boot SRAM运行的bootload程序将操作系统的镜像加载到SDRAM,之后操作系统就能够在SDRAM运行。启动完毕后,4KB boot SRAM就可以用于其他用途。如果从其他方式boot,boot ROM就要被定位于内存的起始地址空间0x00000000,处理器直接在ROM上运行boot程序,此时4KB boot SRAM被定位于内存地址0x40000000处。
S3C2410X对于片内的各个部件采用了独立的电源供给:内核采用1.8V供电;存储单元采用3.3V独立供电,对于一般SDRAM可以采用3.3V,对于移动SDRAM可以采用VDD等于1.8/2.5V,VDDQ等于3.0/3.3V;I/O采用独立3.3V供电[1]。
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