基于AT91RM9200的控制电路设计+文献综述(4)
随着集成电路工艺的发展，现在SDRAM的速度也已经很快了，比如三星公司的K4S561632C-TC/L75，支持的最大时钟为133MHz。因此，本系统选择采用外扩SDRAM的方案，程序在SDRAM运行的，这样既满足系统性能要求，又降低了成本。
本系统使用K4S561632C-TC/L75作为SDRAM，K4S561632C-TC/L75是三星生产的一款CMOS SDRAM，存储容量为4Bank×4M×16位(32MB)。两片K4S561632C-TC/L75并联构成32位的SDRAM存储器系统，其中一片为高16位，另一片为低16位，可将两片K4S561632C-TC/L75作为一个整体，即将AT91RM9200的片选1(nCS1)接至两片K4S561632C-TC/L75的nSCS端，这样就把SDRAM映射到了从Ox20000000开始的64M地址空间内了。AT91RM9200内部集成SDRAM控制器，因此，SDRAM与AT91RM9200的连接只需要按照数据手册规定的接法连接即可，其电路图如图2.5所示。
图2.5 SDRAM与AT91RM9200的连接电路
(3) FLASH
由于微控制器运行的代码需要存储在非易失的存储介质中，以确保掉电后程序也不丢失。而AT91RM9200只有128K字节片上ROM，这就对片内存储的代码大小提出了限制，而实际嵌入式系统的代码大小一般都超过128K，。因此在实际的硬件设计中，会采用外扩的FLASH存储器存放程序代码。目前用的非易失的存储介质通常是FLASH， FLASH又有NOR FLASH和Nand FLASH两种。
NOR Flash是现在市场上主要的非易失闪存技术。NOR FLASH般只用来存储少量的代码，主要应用在代码存储介质中。NOR LASH的特点是应用简单、无需专门的接口电路、传输效率高。它是属于芯片内执行,这样应用程序可以直接在NOR型flash闪存内运行，用户可以直接运行装载在NOR FLASH里面的代码。在1～4MB的小容量时NOR Flash具有很高的成本效益。NOR flash带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节。NOR Flash擦写次数是十万次。NOR flash占据了容量为1～16MB闪存市场的大部分。但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。
NAND Flash没有采取内存的随机读取技术，它的读取是以一次读取一块的形式来进行的，通常是一次读取512个字节，采用这种技术的Flash比较廉价。用户不能直接运行NAND Flash上的代码，在使用NAND器件时，必须先写入驱动程序，才能继续执行其他操作。NAND flash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半，由于生产过程更为简单，NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，也就相应地降低了价格。在NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次。NAND flash占据了容量为8～128MB闪存市场的大部分。
由于本系统的代码不会超过16MB，并且AT91RM9200要从片外的FLASH直接启动。因此，本系统采用NOR Flash作为非易失的存储介质。28F128J3是INTEL公司生产的NOR Flash，容量为16MB。28F128J3与AT91RM9200的连接如图2.6所示。
图2.6 28F128J3与AT91RM9200的连接电路
2.1.3 AD采样电路设计
在本设计中，系统需要对操作现场的瞬态信号测试，也涉及对多路信号进行故障诊断和分析。因此这些场合都需要系统提供多通道同步高速数据采集与处理单元。数据采集是将模拟信号转换为数字信号、并进行存储和处理。数据采集主要是由AD转换芯片实现的。按照系统的功能要求，AD转换芯片要能同时采样16路信号的数据，并且采样速率最大为1MHz，功耗尽可能低。ADS7961是TI公司推出一款高性能的AD采样芯片。ADS7961支持1MHz采样速率；转换精度8位；采样SPI接口与处理器连接，接口速率可达20MHz；输入电压范围可配置：0～2.5V或0～5V；16通道。
ADS7961与AT91RM9200采用SPI接口通信。SPI（Serial Peripheral Interface）即串行外围设备接口，是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便。