引 言

EP7209是世界上第一片既支持流行的MP3標(biāo)準(zhǔn)，也支持諸如Microsoft Audio等快速涌現(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字音頻解碼器片上系統(tǒng)。EP7209在74MHz下運(yùn)行時(shí)其性能與基于100MHz英特爾奔騰芯片的個(gè)人計(jì)算機(jī)相同，且消耗的功率特別�。涸�2.5V電壓下，功耗不足170mW。它的ARM核提供了一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)字信號(hào)處理器所能夠提供的處理能力，因此，互聯(lián)網(wǎng)音頻處理僅占用了該芯片50%的處理能力。這給嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員留下了高達(dá)25MIPS（百萬條指令每秒）的處理能力用于實(shí)現(xiàn)其它功能。本文著重討論EP7209的結(jié)構(gòu)、功能、接口特性等及其在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用。

一、功能框圖及功能塊描述

圖1是EP7209的功能框圖。由圖1可知EP7209含有如下功能塊。

（1）ARM720T處理器含有如下功能子塊：

① ARM7TDMI CPU核。該CPU核支持Thumb指令集、核調(diào)試、增強(qiáng)的乘法器、JTAG以及嵌入式ICE。它的時(shí)鐘速率可編程為18MHz、36MHz、49MHz、74MHz。

② 內(nèi)存管理單元（MMU）與ARM710核兼容，并增加了對(duì)Windows CE的支持。該內(nèi)存管理單元提供了地址轉(zhuǎn)換和一個(gè)有64個(gè)項(xiàng)的轉(zhuǎn)換旁路緩沖器。

③ 提供了8KB的單一的指令和數(shù)據(jù)高速緩沖存儲(chǔ)器以及一個(gè)四路相聯(lián)高速緩沖存儲(chǔ)器控制器。

④ 寫緩沖器。

（2）38400字節(jié)的片上SRAM，可以在LCD控制器和通用應(yīng)用之間共享。

（3）內(nèi)存可以和高達(dá)6個(gè)獨(dú)立的擴(kuò)展段接口，每個(gè)擴(kuò)展段有256MB，且等待狀態(tài)可編程。

（4）27位的通用I/O，可以多路復(fù)用，以在需要時(shí)提供額外的功能。

（5）數(shù)字音頻接口（DAI）可以直接與CD音質(zhì)的DAC和編解碼器相連。

（6）中斷控制器。

（7）先進(jìn)的系統(tǒng)狀態(tài)控制及電源管理。

（8）2個(gè)16550A兼容的全雙工UART，含16字節(jié)的發(fā)送及接收FIFO。

（9）SIR協(xié)議紅外線數(shù)據(jù)編解碼器，速率最高達(dá)115.2kbps。

（10）LCD控制器，16級(jí)灰度，可編程為1、2或4位每像素。

（11）片上的啟動(dòng)ROM，已固化了用于串行加載的啟動(dòng)代碼。

（12）2個(gè)16位的通用定時(shí)計(jì)數(shù)器。

（13）1個(gè)32位的實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）和比較器。

（14）2個(gè)同步串行接口，用于諸如ADC等Microwire或SPI外圍器件。一個(gè)接口支持主模式和從模式，另一個(gè)僅支持主模式。

（15）完全的JTAG邊界掃描和嵌入式ICE支持。

（16）2個(gè)可編程的脈沖寬度調(diào)制接口。

（17）1個(gè)用于和1或2個(gè)Cirrus Logic CL-PS6700 PC卡控制器器件相連的接口，可支持2個(gè)PC卡插槽。

（18）振蕩器和鎖相環(huán)，用于由外部的3.6864 MHz的晶振產(chǎn)生內(nèi)核所需要的18.432MHz、36.864 MHz、 49.152MHz或73.728MHz的時(shí)鐘。此外還有一個(gè)外部時(shí)鐘輸入端（在13MHz模式下使用）。

（19）一個(gè)低功耗的32.768kHz的振蕩器，用于產(chǎn)生實(shí)時(shí)時(shí)鐘所需要的1Hz時(shí)鐘。

所有的外部存儲(chǔ)器和外圍器件都應(yīng)連接到32位的數(shù)據(jù)總線D[0:31]上，并應(yīng)使用28位的地址總線A[0:27]和其它控制信號(hào)。

二、基本工作原理

EP7209的核心邏輯功能是建立在一個(gè)ARM720T嵌入式處理器之上的。對(duì)EP7209的設(shè)計(jì)，以低功耗為目的進(jìn)行了優(yōu)化，并使用完全靜態(tài)的 0.25μm的CMOS制造工藝。低功耗的思想同樣體現(xiàn)在狀態(tài)設(shè)計(jì)、時(shí)鐘使用的方式上。下面將有選擇地介紹EP7209的工作原理。

1、CPU內(nèi)核

ARM720T由一個(gè)ARM7TDMI 32位RISC處理器、一個(gè)單一的高速緩沖和一個(gè)存儲(chǔ)器管理單元（MMU）所構(gòu)成。8KB的高速緩沖有一個(gè)四個(gè)項(xiàng)的相聯(lián)寄存器，并被組織成512線四字(4×512×4字節(jié))。高速緩沖直接與ATM7TDMI相連，因而高速緩沖來自CPU的虛擬地址。當(dāng)所需的虛擬地址不在高速緩沖中時(shí)，由MMU將虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址。一個(gè)64個(gè)項(xiàng)的轉(zhuǎn)換旁路緩沖器(TLB)被用來加速地址轉(zhuǎn)換過程，并減少頁表讀取所需的總線傳送。僅通過轉(zhuǎn)換高速緩沖中未存儲(chǔ)的地址，MMU就能夠節(jié)約功率。(責(zé)任編輯：admin)