华恒HHS3C6400-Integration-R1平台的研究与设计

 引言

自2007年初，Jobs在三番的Apple全球新产品发布会上展示了iPhone那刻起，iPhone彻底的改变整个无线产业，甚至有分析师称，自贝尔发明第一部电话以来，iPhone 是业界期望值最高的一款手机。

iPhone华丽的UI界面，友好独特的用户体验，使这款手机立即成为时尚的代名词。然而很少人知道，支持iPhone华美舞姿的心脏正是这颗三星的多媒体应用处理器——S3C6400。该处理器是韩国三星电子基于ARM1176JZF内核构建的高性能多媒体应用处理器，她不仅具有强大的硬件编解码单元，完善的外设，而且拥有高达667MHz的运行频率，保证了Mac OS在iPhone上演绎绝美的华章。强悍的S3C6400处理器也引起数字电视、机顶盒、游戏机以及手机在内的消费及无线产品、军用PDA、GPS导航、视频监控等多应用领域的关注。华恒科技依据多年在嵌入式Linux领域的技术耕耘与积累，为S3C6400处理器与linux平台的开发和应用提供强大的技术支持。

1. S3C6400处理器架构与技术特性

1.1. ARM11架构特性

ARM11系列微处理器是ARM公司近年推出的新一代RISC处理器，它是ARM新指令架构——ARMv6的第一代设计实现。最新的ARM处理器架构—ARMv6，发布于2001年10月，它建立于过去十年ARM许多成功的结构体系基础上。

ARMv6架构是根据下一代的消费类电子、无线设备、网络应用和汽车电子产品等需求而量身制定的。ARM11的媒体处理能力和低功耗特点，特别适用于无线和消费类电子产品;其高数据吞吐量和高性能的结合非常适合网络处理应用;另外，也在实时性能和浮点处理等方面ARM11可以满足汽车电子应用的需求。可以预言，基于AMRv6体系结构的ARM11系列处理器将在上述领域发挥巨大的作用。

S3C6400这款ARM11处理器的超强性能是由ARMv6架构的特性决定的，ARMv6架构通过以下几点来增强处理器的性能：

多媒体处理扩展

使MPEG4编码/解码加快一倍

音频处理加快一倍

增强的Cache结构

实地址Cache

减少Cache的刷新和重载

减少上下文切换的开销

增强的异常和中断处理

使实时任务的处理更加迅速= 支持Unaligned和Mixed-endian数据访问

使数据共享、软件移植更简单，也有利于节省存储器空间

对绝大多数应用来说，ARMv6保持了100%的二进制向下兼容，使用户过去开发的程序可以进一步继承下去。ARMv6保持了所有过去架构中的T(Thumb指令)和E(DSP指令)扩展，使代码压缩和DSP处理特点得到延续;为了加速Java代码执行速度的ARM Jazalle技术也继续在ARMv6架构中发挥重要作用。

1.2.S3C6400处理器特性

S3C6400是一款32位RISC微处理器，它的目标是为移动电话和一般应用提供一个具有较高成本效益，低功率，高性能的应用处理器解决方案。

为了给2.5G和3G通信服务提供优化的H/W性能，S3C6400采用由AXI，AHB和APB总线组成的64/32-bit内部总线结构，集成了许多强大的硬件加速器以完成视频处理，音频处理，2D图象，显示操作与缩放等任务。集成的多媒体解码器(MFC)支持mpeg4/h.263/h.264的编码与解码，并能对VC1进行解码。这种H/W编码/解码器支持实时视频会议系统，以及NTSC和所有PAL制式的电视信号输出。

S3C6400拥有优化的接口来连接具有维持高端通讯服务所要求带宽能力的外部存储器。内存系统有着两个外部存储端口：一个是DRAM端口，另一个是Flash/ROM/DRAM端口。DRAM端口可以通过配置来支持mobile DDR，DDR，mobile SDRAM和标准SDRAM，Flash/ROM/DRAM端口能够支持SLC和MLC两种类型的 NAND Flash，NOR-Flash， oneNAND， CF，ROM型外部存储器，mobile DDR， DDR， mobile SDRAM 和SDRAM。

为了降低系统总成本，增强整体功能，S3C6400包含许多硬件配件，比如摄像接口，TFT 24位真彩色LCD控制器，系统管理经理(电源管理等等)，4通道的UART，32通道的DMA， 4通道定时器，通用输入/输出端口，I2S总线接口，I2C总线接口，USB主机，高速USB OTG (480mbps)SD主机及高速多媒体卡接口和锁相环的时钟。

POP(Package on Package)选项与MCP可用于小型factor 应用。处理器特性如下：

基于ARM1176JZF-S，具有Java加速引擎的微处理器子系统

16/16KB I/D 缓存, 16/16KB I/D TCM

533/667MHz 主频

一条8位ITU601/656摄像接口。最大支持scaled400万像素和unscaled1600万像素解决方案

多格式解码器( MFC )提供最大30fps @ SD的MPEG4/h.263/h.264编/解码，以及的VC1 视频解码

2D图加速，支持bitblt和旋转

97音频解码器接口与PCM串行音频接口

1/2/4/8 bpp 并行或16/24bpp非并行彩色TFT支持，最高分辨率1024x1024

I2S ， I2C接口支持

用于FIR，MIR和SIR的专用IRDA端口

灵活配置GPIOS

1个USB 2.0 OTG端口，支持高速(480mbps，板载收发芯片)

1个USB 1.1 host端口，支持全速(12mbps，板载收发芯片)

高速MMC/SD卡支持

实时时钟,锁相环, PWM定时器及看门狗定时器

32通道DMA控制器

支持8x8key矩阵

先进的移动应用电源管理

存储子系统

SRAM/ROM/NOR/NAND(SLC/MLC)接口Interface，x8 或 x16 数据总线

乱序OneNAND 接口，x16 数据总线

SDRAM / Mobile SDRAM 接口，x16 或 x32数据总线 (133Mbps/pin)

Mobile DDR接口，x16 or x32数据总线(266Mbps/pin DDR)

处理器架构如图：

2. 华恒科技HHS3C6400-Integration-R1平台的软件、硬件设计

2.1.华恒HHS3C6400-Integration-R1硬件结构框图

2.2.华恒HHS3C6400-Integration-R1开发板图片

2.2.华恒HHS3C6400-Integration-R1平台硬件设计介绍

华恒科技采用核心板与底板分离设计，方便用户根据需求重新设计底板和开发新型产品。用户可以采用ODM的方式，从而加快产品上市速度;华恒同时也为用户快速开发新产品，提供有力的技术保障。

开发板技术规格说明如下：

核心板尺寸：70mm × 80mm × 8mm

接口板尺寸：170mm × 180mm × 15mm

CUP　S3C6400　主频533MHz

Nor FLASH (可选)

Nand FLASH 1G(64M-2G可选)

RAM　128M　DDR内存

3个4线RS232接口

音频输入/输出接口

视频输入/输出接口

LCD接口

USB1.1 HOST接口

USB OTG接口

1个10/100M以太网接口

1个SD/MMC卡接口

1个百万像素摄像头接口

4×4自定义按键

RTC