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　　嵌入式系統是以實際應用為核心，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專業計算機系統，隨著嵌入式系統相關技術的迅速發展，嵌入式系統功能越來越強，應用接口更加豐富，根據實際應用的需要設計出特定的嵌入式最小系統和應用系統，是嵌入式系統設計人員應具備的能力，由于ARM嵌入式體系的結構的一致性以及外圍電路的通用性，采用ARM內核的嵌入式最小系統的設計原則和設計方法基本相同，本文基于MC9328MX1芯片介紹ARM嵌入式最小系統設計的一般方法。

　　1 MC9328MX1概述

　　MC9328MX1是Motorola公司基于ARM920T的龍珠(Dragon Ball)MX1處理器，MC9328MX1內含ARM公司設計的16/32bit ARM920T微處理器內核，采用RISC架構的ARM微處理器具有體積小、功耗低、性價比高的特點，主要應用于高級信息處理設備、智能電話、網頁瀏覽器、數字多媒體播放器、基于流行的Palm OS操作平臺的手提計算機和無線通信發射、接收設備等。

　　MC9328MX1的結構框圖如圖1所示。

　　MC9328MX1的體系結構如下：全16/32bit RISC架構，內含效率高、功耗強大的ARM920T的處理器核，支持16bit Thumb和32bit ARM指令集的高性能RISC引擎，支持大、小端模式，內部架構為大端模式，外部存儲器可分為大、小端模式，基于JTAG接口的方案，邊界掃描接口，用于嵌入式多媒體應用集成系統。

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　　MC9328MX1的系統關系特性為：一體化的16KB指令Cache及16KB數據Cache，支持虛擬地址轉換存儲器管理單元(VMMU)，支持ROM/SRAM、Flash存儲器、DRAM和外部I/O以8/16/32bit的方式操作，支持EDO/常規或SDRAM存儲器，使用ARM先進的微控制器總線結構(AMBA)，即SoC多主總線接口，利用精簡先進的高性能總線(R-AHB)與速度較慢的片上外圍設備進行通信，可同時連接15個外部設備。

　　盡管嵌入式處理器芯片種類多，引腳繁雜，但根據它們各自的功能特點，因該分布是有規律的，在嵌入式最小硬件系統設計中，要注意區分處理器芯片引腳的類型，仔細分析研究關鍵引腳作用，才能保障最小系統的正常運行。

　　MC9328MX1采用MAPBGA封裝，共有256引腳，MC9328MX1的引腳可分為電源、接地、輸入(I)、輸出(O)、輸入/輸出(I/O)5類。除了電源和接地線有近40根，以及地址總線，數據總線和通用I/O接口端，專用模塊SPI、UART、I2C、LCD等接口，需要認真仔細研究的引腳不是很多，電源和接地端是保障系統正常工作最基本的條件之一，輸入類型的有些引腳在系統設計時必須認真仔細對待，因為有些電平信號直接影響到MC9328MX1的正常工作，輸出類型的引腳主要用于對外設的控制或通信，由MC9328MX1主動發出，對MC9328MX1自身的運行不會有太大的影響，輸入/輸出類型引腳是MC9328MX1與外設的雙向數據傳輸通道。

　　2 嵌入式最小系統

　　以ARM內核嵌入式微處理器為中心，具有完全相配接的Flash電路、SDRAM電路、JTAG電路、電源電路、晶振電路、復位信號電路和系統總線擴展等，保證嵌入式微處理器正常運行的系統，可稱為嵌入式最小系統。

　　嵌入式最小系統硬件結構圖如圖2所示。

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　　嵌入式最小系統硬件功能如下：

　　微處理器：MC9328MX1是系統工作和控制中心;

　　電源電路：為MC9328MX1核心部分提供所需的1.80V工作電壓，為部分外圍芯片提供3.0V的工作電壓;

　　晶振電路：為微處理器及其他電路提供工作時鐘，及系統中MC9328MX1芯片使用32KHz或32.768KHz無源晶振;

　　Flash存儲器：存放嵌入式操作系統、用戶應用程序或者其他在系統掉電后需要保存的用戶數據等;

　　SDRAM：作為系統運行時的主要區域，系統及用戶數據、堆棧均位于該存儲器中;

　　串行接口：用于MX1系統與其他應用系統的短距離雙向串行通信;

　　JTAG接口：對芯片內部所有部件進行訪問，通過該接口對系統進行調試、編程等;

　　系統總線擴展：引出地址總線、數據總線和必須的控制總線，便于用戶根據自身的特定需求，擴展外圍電路。

　　3 最小系統硬件的選擇和單元電路的設計

　　3.1 電源電路設計

　　電源電路是整個系統正常工作的基礎，設計的電源電路必須滿足系統對該電路性能指標的要求。MC9328MX1核心部分需1.80V工作電壓，部分外圍芯片需3.30V工作電壓，根據要求輸入5V直流電壓經DC-DC變換，分別為系統提供1.80V和3.30V的工作電壓，不同系統根據實際功耗，選擇器件設計電源電路，電源電路如圖3所示。

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