基于 MC9328MX21的多功能開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)

 引言
    在日益信息化的社會(huì)中，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面滲透到日常生活中。對(duì)于個(gè)人，需要的不僅僅是放在桌上處理的文檔而是需要能夠工作管理和生產(chǎn)控制的計(jì)算“機(jī)器”。而各種各樣的新型嵌入式產(chǎn)品在應(yīng)用數(shù)量上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用計(jì)算機(jī)。小到MP3、PDA，大到網(wǎng)絡(luò)家電、智能家電、車載電子設(shè)備等。在工業(yè)、服務(wù)、國(guó)防等領(lǐng)域，數(shù)字機(jī)床、智能工具、測(cè)試設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等也正逐漸改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，朝著小型、便攜、多功能方向發(fā)展。這里介紹一種基于ARM9系列微處理器MC9328MX21的多功能開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)，該平臺(tái)具有小型、低功耗、功能完善、方便操作等特點(diǎn)。

2 MC9328MX21的主要特性
    ARM9系列微處理器MC9328MX21是基于ARM926EJ-S內(nèi)核的微處理器，32．768 kHz系統(tǒng)時(shí)鐘，可計(jì)時(shí)512天；超低功耗；主頻266 MHz，最高可加速到533 MHz；帶有SDRAM、NAND Flash、PCMCIA/CF接口，方便擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器；有LCD、Keypad接口控制器，提供顯示和輸入途徑：采用289引腳MAPBGA封裝。因MC9328MX21具有高速、低功耗、易擴(kuò)展存儲(chǔ)空間的特性而廣泛應(yīng)用。

3 多功能開(kāi)發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)
3．1 外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展設(shè)計(jì)
    開(kāi)發(fā)平臺(tái)要固化WinCE系統(tǒng)．系統(tǒng)的移植和固化需要相應(yīng)存儲(chǔ)器支持，因此擁有一套完善的存儲(chǔ)模塊在整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行中至關(guān)重要。根據(jù)MC9328MX21數(shù)據(jù)資料，它可以支持直接的NAND B00T方式，但這種方式并不好，會(huì)出現(xiàn)開(kāi)發(fā)板工作不穩(wěn)定、狀態(tài)隨機(jī)的現(xiàn)象，因此該設(shè)計(jì)采用更加靈活的NOR+NAND方式。NOR Flash選用SST39VF6401，4MB空存儲(chǔ)間，2．7~3．6 V單電源16 bit讀寫(xiě)，超過(guò)100年數(shù)據(jù)保存時(shí)間，最快訪問(wèn)速度7 ns。因?yàn)镸C9328MX21沒(méi)有專門(mén)的NOR Flash接口。所以通過(guò)片選信號(hào)、數(shù)據(jù)線、地址線的復(fù)用對(duì)其調(diào)用，其與MC9328MX21的連接關(guān)系如圖1所示。使用PB編譯Win CE內(nèi)核時(shí)，會(huì)產(chǎn)生eb00t．nb0，這是下載或燒寫(xiě)系統(tǒng)鏡像時(shí)必要的初始化信息，實(shí)驗(yàn)中eboot．nb0將通過(guò)仿真器與ADS下載至SST39VF6401中，再引導(dǎo)操作系統(tǒng)鏡像寫(xiě)入NAND Flash存儲(chǔ)器。

    NAND Flash選用8 bit 64 MB的存儲(chǔ)器K9F1208，因MC9328MX21本身有NAND Flash控制器，所以可直接連至SK9F1208外部接口。
    涉及軟件的操作都離不開(kāi)內(nèi)存的使用，該設(shè)計(jì)的平臺(tái)選用2片HY57V561620C'I'p[4l組成32 bit 64 MB的內(nèi)存直接連接到MC9328MX2l的SDRAM控制器外部接口上．兩器件分別連接數(shù)據(jù)線的高、低16 bit，共享A2～A10與A17～A20地址段及片選、時(shí)鐘、寫(xiě)使能等控制信號(hào)。系統(tǒng)上電后軟件自動(dòng)初始化SDRAM控制器，使外部64 MB的SDRAM正常工作。
3．2 LVDSLCD接口設(shè)計(jì)
    MC9328MX21內(nèi)部有LCD控制器，支持各種STN，TFTLCD液晶屏，最大分辨率達(dá)800x600，支持4 bpp和8 bppSTN屏，支持4 bpp、8 bpp、12 bpp、16 bpp、18 bpp TFT屏。所以設(shè)計(jì)的多功能開(kāi)發(fā)平臺(tái)的LCD接口適合各種液晶屏接口，滿足各種顯示要求。并在此基礎(chǔ)上采用DS90CF363器件擴(kuò)展LVDS接口，可提供降低EMI的方案，豐富了LCD接口功能。DS90CF363將21 bit的TTL電平信號(hào)(包括18位RGB數(shù)據(jù)和3位LCD定時(shí)、控制信號(hào))轉(zhuǎn)換為3組低壓差分信號(hào)流送出。圖2為L(zhǎng)VDS LCD擴(kuò)展接口連接電路。

3．3 觸摸屏接口設(shè)計(jì)
    為了減少開(kāi)發(fā)平臺(tái)的配件，提高操作靈活度，采用AT-MEGA8L擴(kuò)展出一個(gè)觸摸屏接口，適合各種4線制電阻式觸摸屏輸入。ATmega8L是一款低功耗8 bit AVR單片機(jī)，帶有8 KB系統(tǒng)可編程Flash，1 KB片內(nèi)SDRAM，512B的EEPROM,通過(guò)復(fù)用UART2信號(hào)與CPU連接，通過(guò)兩片互補(bǔ)型場(chǎng)效應(yīng)管SIl555DL分別接收X、Y坐標(biāo)數(shù)據(jù)。圖3為具體的觸摸屏接口電路。

4 其他接口設(shè)計(jì)
    其他接口如USB、網(wǎng)絡(luò)接口、RS-485串口、RS-232串口，選擇通用器件，通過(guò)數(shù)據(jù)線、地址線的復(fù)用即可實(shí)現(xiàn)調(diào)用，依次使用的器件是ISP1 161A1BM、DM9000A、SP3481、SP3232E。這些器件價(jià)格低廉、性能可靠，設(shè)計(jì)人員可方便快速地搭建出簡(jiǎn)易開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

5 結(jié)束語(yǔ)
    開(kāi)發(fā)的平臺(tái)經(jīng)初步調(diào)試，各項(xiàng)功能均可實(shí)現(xiàn)，且?guī)в|摸屏?xí)r工作電流不超過(guò)500 mA，不帶時(shí)低于200 mA，可長(zhǎng)時(shí)間工作。但要注意PCB板設(shè)計(jì)時(shí)，要運(yùn)用高速布線技巧，尤其是數(shù)據(jù)線與地址線的走向，是決定板成功與否的關(guān)鍵。該平臺(tái)為設(shè)計(jì)人員提供了開(kāi)發(fā)參考模板，幫助減少底層重復(fù)工作。