Đồ án xử lý ảnh nhận dạng biển số xe dùng kit friendly ARM

Đồ án xử lý ảnh nhận dạng biển số xe dùng kit friendly ARM

Lời cảm ơn

Phần mở đầu

Chương 1: Tổng quan về bộ vi xử lý ARM

1 Giới thiệu về bộ vi xử lý ARM

1.1 Tổng quan về vi xử lý arm

Trong khoảng 5 năm trở lại đây, cái tên ARM được nhắc đến rất nhiều đi cùng theo sự phát triển của smartphone, tablet Nếu như trên mảng PC chúng ta có Intel, AMD thì trên mảng di động, ARM cũng "nổi tiếng" với mức độ tương đương bởi vì kiến trúc vi xử lí của họ được sử dụng trong hầu hết các thiết bị di động đang có mặt trên thị trường.Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn một cái nhìn chi tiết về vị trí của ARM hiện tại cũng như con đường trong tương lai gần của hãng

Tên đây đủ của hãng là ARM Holdings và đóng trụ sở chính tại Anh Quốc Ban đầu, chữ ARM viết tắt cho cụm từ Acom RISC Machine, trong đó RISC là một cách thiết kế vi xử lí (sẽ nói kĩ hơn ở bên dưới), nhưng sau đó chữ Acorn đã được thaybằng chữ Advanced Kiến trúc ARM được phát triển lần đầu tiên vào thập niên 1980

để dùng cho máy tính để bàn Tính đến thời điểm hiện tại (2013), ARM là kiến trúc tập lệnh chỉ dẫn 32-bit được phổ biến nhất thế giới, vượt qua cả kiến trúc x86 của Intel, tính theo số lượng chip được sản xuất Theo ARM Holdings, chỉ tính riêng năm

2010, kiến trúc của họ đã có mặt trên 95% số smartphone, 35% số TV và set-top box, 10% số máy tính di động được bán ra

Kiến trúc ARM được tạo ra dựa trên thiết kế RISC (Reduced instruction set

computing, tạm dịch là "tập chỉ dẫn điện toán được giản lược") Thiết kế này giúp giảm đáng kể số lượng bóng bán dẫn cần thiết để vận hành một chiếc máy tính so với

kiểu CISC (complex instruction set computer, tạm dịch là "tập chỉ dẫn máy tính phức

tạp"), vốn được sử dụng phổ biến trong kiến trúc x86 của Intel cũng như các CPU AMD dành cho máy tính Lợi ích của việc sử dụng RISC đó là các con chip được sản xuất với chi phí thấp hơn, lượng nhiệt tỏa ra khi hoạt động thấp hơn, mức độ tiêu thụ điện thấp hơn Chính vì thế, những bộ xử lí ARM thường được dùng trong các thiết bị

di động đòi hỏi thời lượng pin lâu và kiểu dáng nhỏ, nhẹ, điển hình là smartphone và tablet ngày nay

Theo trang tin công nghệ của Anh ITProPortal, hãng ARM (Apple là một trong

những nhà đồng sáng lập), phát triển nhanh chóng là do hoạt động theo một mô hình doanh nghiệp khác hẳn so với đối thủ chính của mình là Intel Không chỉ thiết kế, sản xuất và bán chip (gồm hệ thống trên một vi mạch SoC hay bộ vi xử lí), ARM còn cho phép các công ty đối tác tiếp tục phát triển chip nền ARM và chỉ thu phí bản quyền và tiền sở hữu trí tuệ khi các đối tác đó kiếm được lợi nhuận

Do đó, doanh thu của ARM chỉ đạt 0,5 tỉ bảng Anh, ít hơn nhiều so với doanh thu 34 tỉ bảng của Intel Tuy nhiên, khoản vốn mà ARM bỏ ra là rất nhỏ (trong khi

Intel phải chi hơn 10 tỉ USD tiền vốn năm 2011) và mô hình kinh doanh của hãng ổn định hơn do phần lớn cổ đông của hãng là các công ty sản xuất chất bán dẫn nằm trong top 20 của thế giới.

Vì thế, cạnh tranh với hãng ARM đồng nghĩa với việc phải đối đầu với các công ty lớn như Samsung, LG, Panasonic hay Nvidia…, và sự nổi lên của hãng này trên thị trường tiêu thụ rộng lớn hơn chủ yếu là do thị trường các thiết bị di động đang bùng nổ mạnh mẽ

Trong số hàng trăm triệu sản phẩm smartphone và máy tính bảng đã được bán

ra trong vài năm trở lại đây thì hơn 90% sử dụng công nghệ ARM trên các sản phẩm SoC (hệ thống trên một con chip, hệ thống trên một vi mạch)

Ta cần phải hiểu rõ một số điểm sau:

 Các khái niệm Hệ thống trên một vi mạch SoC, chip vi xử lí và chipset thường

bị sử dụng lẫn lộn với nhau Hiểu một cách đơn giản thì hệ thống trên một vi mạch SoC là khái niệm được các chuyên viên kĩ thuật và các nhà phân tích dùng chủ yếu để chỉ một hệ thống tích hợp nhiều thành phần bao gồm CPU, hệ thống đồ họa thứ cấp, bộ nhớ và một vài thành phần khác SoC đôi khi được coinhư là một bộ xử lí ứng dụng Khái niệm bộ vi xử lí (hay bộ xử lí di động) được dùng ngày càng nhiều vì khái niệm này dễ hiểu đối với người dùng hơn trong khi thuật ngữ chipset dùng để chỉ các thành phần phụ bổ sung thêm vào

hệ thống trên một vi mạch, ví dụ như vi mạch tần số phát sóng

 Hãng ARM không sản xuất bộ vi xử lí Hãng này chỉ cấp giấy phép để các đối tác của mình có thể dùng theo nhu cầu của họ Nói một cách ngắn gọn, thời gian cần thiết để sản xuất ra một hệ thống trên một vi mạch SoC có thể được giảm xuống một cách đáng kể nhờ việc sử dụng những thiết kế sẵn có (các thiết

kế sẵn có này khá ổn định, và được gọi là Hard Macro) Các đối tác có giấy phép nền tảng ARM có thể toàn quyền sáng tạo sản phẩm của mình Apple, Nvidia, Cavium, Marvell, TI, Qualcomm, AppliedMicro, Microsoft và Intel đều có trong tay giấy phép quan trọng và đắt giá đó

 Hãng ARM cũng thiết kế một bộ phận quan trọng thuộc hệ thống SoC, đó là bộ

xử lí đồ họa GPU Mali, sử dụng công nghệ đồ họa mua lại từ nhà sản xuất chip đến từ Na Uy - Falanx vào tháng 6 năm 2006 Điều này có nghĩa là một công tyđối tác có thể sử dụng bộ xử lí đồ họa và bộ vi xử lí từ hãng ARM và các thành phần từ các nhà sản xuất khác để lắp ghép lại thành hệ thống SoC Công ty đối tác đó có thể lựa chọn hoặc là cải tiến công nghệ (điều này sẽ làm tăng thời gian sản xuất và yêu cầu đầu tư nghiên cứu, phát triển) hoặc giữ nguyên phiên bản hiện có để bán ra thị trường càng nhiều càng tốt

 ARM hiện có trong tay khoảng 900 giấy phép bản quyền với gần 300 trong số

đó liên quan đến bộ vi xử lí Cortex nền ARM thế hệ mới nhất Theo thống kê thì hai tỉ chip nền ARM đã được bán ra trong quý 2/2012, đem về cho hãng

doanh thu gần 1,1 tỉ USD, tương đương 44% toàn bộ thị trường, và trở thành

nhà sản xuất chip nền ARM lớn nhất hiện nay Xếp sau Qualcomm là Samsung,hãng Texas Instruments, Broadcon, Mediatek và Marvell

 Apple cũng là một trong số các nhà sản xuất chip nền ARM Tuy nhiên, Apple không bán ra bất kì SoC nào mà tất cả các thiết kế của hãng (bao gồm các mẫu phổ biến trên thị trường như chip A4, A5, A6) đều được dùng độc quyền cho

các thiết bị của mình bao gồm iPad, iPhone, iPod Touch và TV Apple

Hình 1.1 Các thiết kế chip của Apple đều do hãng sử dụng độc quyền

Khác với thị trường chip nền x86 chỉ có 2 nhà sản xuất chính (Intel và AMD)

và một hệ điều hành (Windows), hệ thống di động nền ARM tạo nên bởi hơn 10 công

ty hoạt động trên nhiều hệ điều hành (iOS, Android, Windows Phone, Blackberry,

Tizen) khiến cho việc so sánh hoạt động của từng hãng trở thành một việc mang đầy

tính suy đoán và mạo hiểm

Dưới đây là danh sách các công ty sản xuất thiết bị chất bán dẫn có sản phẩm

chủ yếu nhắm vào ngành smartphone và máy tính bảng

Qualcomm Snapdragon Sony Xperia, HTC One, Motorola Razr M, và các smartphone hỗ trợ mạng LTE trên thị

trường

Samsung Exynos Hầu hết các sản phẩm máy tính bảng và smartphone Galaxy của Samsung.

Apple Dòng chip Ax iPhone, iPad

ST-Ericsson Novathor Sony Xperia U và Sony Xperia Sola

Hầu hết máy tính bảng Android, Microsoft Surface, dòng HTC One X và dòng LG Optimus 4x

TI OMAP Máy tính bảng Archos, một số loại smartphone Huawei, điện thoại Motorola

đời cũ

Broadcom Dòng BCM Một số điện thoại Nokia

AllWinner Dòng A Chủ yếu các sản phẩm máy tính bảng và smartphone của Trung Quốc

Rockchip Dòng RK Chủ yếu trong các loại máy tính bảng và smartphone Trung Quốc

Mediatek MTK Chủ yếu trong các loại máy tính bảng và

smartphone Trung Quốc

Huawei/HiSillicon KV3 Smartphone Huawei Ascend P1D và máy

tính bảng Media Pad

Freescale i.MX Nhiều máy tính bảng của Trung Quốc

Matsubishi/Panasonic Uniphier Các thiết bị nghe nhìn của Panasonic

Hình 1.2 Kiến trúc của ARM

cứu một sản phẩm mới, ngoài việc phải coi lại kiến trúc phần cứng, điều quan trọng làlàm thế nào để chạy những chương trình ứng dụng đang hoạt động tốt ở vi xử lý cũ.Nắm bắt được hạn chế này, các nhà sản xuất phần cứng đã cùng hợp tác và cho ra đờidòng vi xử lý ARM với những chuẩn phần cứng đáp ứng khả năng tương thích vớiphần mềm Phần lõi ARM được cấp phép sở hữu trí tuệ (Intellectual Property), và tuântheo chuẩn phần cứng ARM, các phần ngoại vi thì tùy thuộc vào nhà sản xuất sẽ cónhững quy định riêng về hệ thống thanh ghi và tập lệnh bổ sung.

Hình 1.3 Lịch sử phát triển từ kiến trúc ARMv4 đến ARMv7

Lõi ARM Cortex được chia ra thành ba dòng cấu hình chính, với các ký hiệuviết tắt lần lượt là: A, R, M Chữ A là viết tắt của Application, lõi ARM dòng này hỗtrợ cho các ứng dụng có độ phức tạp cao như: máy tính, điện thoại di động R là viếttắt của Realtime, các ứng dụng cần tính toán xử lý thời gian thực được hỗ trợ bởi cấuhình này M là Microcontroller, dành cho các ứng dụng công nghiệp và điện tử tiêudùng Hình trên cho thấy các kiến trúc sau v5,v6,v7 đều kế thừa từ v4T

1.2 Vi xử lý S3C6410

1.2.1 Tổng quan

S3C6410X là một bộ vi xử lý RISC 16/32-bit , được thiết kế để cung cấp một chi phí -hiệu quả, khả năng tiết kiệm điện , hiệu suất cao ứng dụng giải pháp xử lý chođiện thoại di động và các ứng dụng chung , cung cấp tối ưu hóa hiệu suất cho các dịch

vụ truyền thông 2.5G và 3G, S3C6410X thông qua kiến trúc bus 64/32-bit nội bộ Cáckiến trúc bus 64/32-bit nội bộ bao gồm AXI , AHB và APB bus Nó cũng bao gồm rất nhiều bộ xử lý mạnh phần cứng cho các tác vụ như xử lý video chuyển động , xử lý

âm thanh , đồ họa 2D , thao tác màn hình hiển thị và mở rộng quy mô Tích hợp nhiềuđịnh dạng Codec ( MFC ) hỗ trợ mã hóa và giải mã MPEG4/H.263/H.264 và giải mã VC1 Mã hóa / giải mã hỗ trợ hội nghị truyền hình thời gian thực và truyền hình ra cho cả hai chế độ NTSC và PAL

Các S3C6410X có một giao diện tối ưu bộ nhớ bên ngoài Giao diện này tối ưu

bộ nhớ bên ngoài có khả năng duy trì băng thông bộ nhớ cao yêu cầu trong dịch vụ truyền thông cao cấp Hệ thống bộ nhớ có cổng bên ngoài bộ nhớ kép , DRAM và Flash / ROM Cổng DRAM có thể được cấu hình để hỗ trợ

điện thoại di động DDR , DDR , SDRAM điện thoại di động và SDRAM Cổng Flash/ ROM hỗ trợ NOR Flash, NAND Flash, OneNAND , CF và ROM loại bộ nhớ ngoài

Để giảm chi phí hệ thống và tăng cường chức năng tổng thể, bao gồm nhiều thiết bị ngoại vi S3C6410X phần cứng như một giao diện máy ảnh , màn hình TFT màu sắc trung thực 24-bit điều khiển màn hình LCD, hệ thống quản lý ( quản lý điện ), 4 kênh UART , 32 kênh DMA , 5 kênh Thời Gian 32bit với sản lượng 2PWM , GPIO , I2S -Bus giao diện , giao diện I2C -BUS , USB Host , USB OTG thiết bị hoạt động ở tốc độ cao ( 480Mbps ) , 3 kênh SD / MMC Host Controller và PLLs cho thế

hệ đồng hồ

Các hệ thống phụ ARM dựa trên lõi ARM1176JZF - S Nó bao gồm 16KB bộ nhớ riêng và 16KB data cache , 16KB bộ nhớ và 16KB data TCM Nó cũng bao gồm một MMU đầy đủ để xử lý quản lý bộ nhớ ảo

Các ARM1176JZF - S là một chip MCU duy nhất, bao gồm hỗ trợ cho JAVA Các ARM1176JZF – S bao gồm một vector Coprocessor điểm nổi chuyên dụng cho phép thực hiện hiệu quả của mã hóa khác nhau chương trình cũng như chất lượng các ứng dụng đồ họa 3D cao Các S3C6410X thông qua các AMBA de - facto kiến trúc bus tiêu chuẩn, các tính năng tiêu chuẩn công nghiệp mạnh mẽ cho phép các

S3C6410X để hỗ trợ rất nhiều các ngành công nghiệp hệ điều hành tiêu chuẩn

Cung cấp hai loại sản phẩm POP mà là dựa trên S3C6410X

PoP 6410X LOẠI Alà một POP (gói trên gói ) sản phẩm xếp chồng lên nhau với S3C6410X và bộ nhớ MCP (2G OneNAND + 512Mb Moblie DDR x 2ea )

Các 6410X PoP Loại D là một POP (gói trên gói ) sản phẩm xếp chồng lên nhau với

1.2.2 Tính năng

Hình 1.4 Sơ đồ khối S3C6410

Các tính năng của S3C6410X RISC bao gồm:

• ARM1176JZF - S dựa trên hệ thống con với dụng cụ tăng tốc Java và 16KB/16KB I/

D cache CPU và 16KB/16KB I/D TCM

• Tốc độ xử lý 533MHz tại 1.1V và 667MHz tại 1,2 V tương ứng

• Giao diện máy ảnh 8-bit ITU 601/656 lên đến 4 triệu điểm ảnh cho điểm ảnh thu nhỏ

và 16 triệu cho độ phân giải unscaled

• Định dạng đa Codec cung cấp mã hóa và giải mã MPEG-4/H.263/H.264 lên tới 30fps @ SD và giải mã video VC1 lên đến 30fps @ SD

• Tăng tốc đồ họa 2D với BitBlit và luân chuyển

• Tăng tốc đồ họa 3D 4M/s @ 133MHz ( chỉ chuyển đổi )

• Giao diện âm thanh codec AC -97 và giao diện âm thanh nối tiếp PCM

• 1/2/4bpp Palletized hoặc 16bpp/24bpp Non-Palletize Color -TFT

• I2S và hỗ trợ giao diện I2C

• Cổng hồng ngoại chuyên dụng cho FIR , MIR và SIR

• Cấu hình GPIO linh hoạt

• Cổng USB 2.0 OTG hỗ trợ tốc độ cao cho thiết bị ( 480Mbps , thu phát on-chip)

• Cổng USB 1.1 hỗ trợ máy chủ tốc độ đầy đủ ( 12Mbps , thu phát on-chip)

• SD / MMC / SDIO / CE-ATA Host Controller

• Điều khiển 32 kênh DMA.

• Hỗ trợ ma trận phím 8x8

• Quản lý điện năng nâng cao cho các ứng dụng điện thoại di động

• Bộ nhớ hệ thống con

 Giao diện SRAM / ROM / NOR Flash với bus dữ liệu x8 hoặc x16

 Giao diện muxed OneNAND với bus dữ liệu x16

 Giao diện NAND Flash với bus dữ liệu x8

 Giao diện SDRAM với bus dữ liệu x32(Port1)

 Giao diện SDRAM di động với bus dữ liệu x32 (Port1)

 Giao diện DDR với bus dữ liệu x32 (Port1)

 Giao diện DDR di động với bus dữ liệu x32 (Port1)

1.2.3 Vi xử lý

Bộ vi xử lý ARM1176JZF - S kết hợp một đơn vị số nguyên mà thực hiện trên các kiến trúc ARM ARM11 V6 Nó hỗ trợ ARM , Thumb ™ và công nghệ Jazelle để cho phép thực hiện trực tiếp của bytecode Java , và một loạt các SIMD DSP hướng dẫn hoạt động trên 16-bit hoặc giá trị dữ liệu 8-bit trong thanh ghi 32-bit

Các tính năng của bộ xử lý ARM1176JZF - S bao gồm:

• Tốc độ vi xử lý Kiến trúc Bus nâng cao (AMBA) nâng cao mở rộng giao diện

( AXI ) mức hai giao diện hỗ trợ triển khai đa ưu tiên

• Đơn vị Integer với bộ EmbeddedICE -RT logic

• Pipeline tám giai đoạn

• Cấu hình độ trễ gián đoạn thấp

Hit-• Giao diện chỉ mục và lưu trữ cache địa chỉ vật lý

• 64-bit cho cả hai Cache

• Vector Floating-Point ( VFP ) hỗ trợ bộ đồng xử lý

2 KIT vi xử lý Friendly ARM Tiny 6410.

2.1 Giới thiệu chung

Board S3C6310 là một board máy tính nhúng lõi đơn nhỏ gọn dựa trên nền tảng Samsung ARM11 S3C6410 Thiết kế đặc biệt cho các thiết bị Internet di động, Notebook, Các tính năng cung cấp phổ biến cho các thế hệ Pocket PC và smart phone mới nhất

Board S3C6410 cho phép dễ dàng phát triển ứng dụng nhúng qua các công cụ tương thích với máy tính đồng thời đảm bảo độ tin cậy, chắc chắn cho hệ thống Nhiệt độ có

Board hỗ trợ hệ điều hành nhúng wince6.0, Linux 2.6, Android và Ubuntu.

2.2 Đặc điểm

o Superboot – Có thể tự động tạo file boot cho bộ nhớ flash bằng thẻ SD

o Nhân Linux 2.6.x hỗ trợ tất cả I/O.với file hệ thống Qtopia 2.2.0 + Qt +Qt/E

o Ubuntu : Người sử dụng có thể tải thư viện và driver trên Mini6410

o WindowsCE6.0r3 Net xây dựng sẵn bản Custom/English

2.3 Phần cứng

2.3.1 Sơ đồ khối

Hình 1.5 Sơ đồ khối của board

2.3.2 Thiết kế Nguồn S3C

Nguồn của hệ thống board được cung cấp trực tiếp bởi nguồn 5V/2A

Ngoài ra các nguồn điện áp khác tạo ra trên board như 3.3V, 1.8V thông qua

các mạch ổn áp từ nguồn cấp 5V

Vì board Mini2440 không được thiết kế đặc biệt cho các thiết bị cầm

tay nên nó không chứa mạch để quản lí nguồn năng lượng cung cấp

Do đó, mạch cung cấp được điều khiển thông qua switch S1

Hình1.6:

Nơicấp

Hình 1.7: Mạch nguyên lý của nguồn vào

Hình 1.8: Sơ đồ khối nguồn vào

2.3.3 Cấu hình chế độ khởi động Bootloader

Chip S3C6410 hỗ trợ nhiều loại chế độ khởi động như Nand Flash, Nor Flash, OneNAND và SD Card và như vậy Nó chọn thiết bị khởi động và chế độ thông qua cấu hình trạng thái chân khác nhau "khi hệ thống bắt đầu

"SELNAND" là một tín hiệu của việc lựa chọn loại bộ nhớ, đó là mức cao khi lựa chọn NAND Flash , đó là mức thấp khi chọn OneNAND Board S3C6410 sử dụng NAND Flash

EINT13 - EINT15 là thiết bị chọn chân của chế độ khởi động IROM, khi thông qua chế độ khởi động IROM, các S3C6410 chip chính chạy chương trình giải quyết trước sau đó đọc tình trạng ba chân EINT15 , EINT14 , EINT13 với cấu hình khác nhau để lựa chọn thiết bị khởi động

Đó là chế độ khởi động IROM khi người dùng chọn thẻ SD là thiết bị khởi động

Ở chế độ này , EINT15 , EINT14 , EINT13 là mức thấp Vì vậy, người dùng sẽ thấy trên bảng S3C6410 , những tín hiệu EINT15 , EINT14 , EINT13 được trực tiếp kết nốivới mặt đất

DBGSEL là JTAG giao diện cuộc gọi chọn tín hiệu

Trên board S3C6410, ba chân EINT13 - 15 đã được đặt vào mức độ thấp , hãy chọn chế độ khởi động bằng cách cấu hình OM1 - OM4 và SELNAND

và tỷ lệ lưu giữ dữ liệu của 10 năm.

NAND Flash là một thiết bị khởi động, khi khởi động, các chip chính S3C6410

tự động sao chép 8K trong Nand Flash vào bộ nhớ đệm của chip để chạy Sau khi cấu hình khởi tạo, các chip nhảy tới địa chỉ bắt đầu của nhân để chạy các hệ điều hành Hình ảnh dưới đây cho thấy bản vẽ sơ đồ mạch của Nand Flash:

Hình 1.12: Sơ đồ mạch của Nand Flash

DDR RAM

Board nhận 2 thanh DDR RAM Mobile Samsung K$X%!!63PC 64M Bytes vớitốc độ 266MHz Đó là gói nhỏ để tiết kiệm diwwnj tích trên board, và cũng sử dụng đường dây mạch trên khắp chiều dài machjPCB để đảm bảo việc board chạy ổn định

và đạt tốc độ cao

NOR Flash

Board S3C6410 nhận Nor Flash ARM AM29LV160DB, chip S3C6410 hỗ trợ tối đa 27 địa chỉ tín hiệu địa chỉ từ AA0-A26, trong đó A20-A26 được tái sử dụng với các tín hiệu dữ liệu DDR D20-D26 Như Board S3C6410 gồm DDR RAM do đó chỉ

có 19 dòng A1-A19 cho NOR Flash để sử dụng Nor Flash có phạm vi là 1MB NOR Flash có thể được cấu hình như một thiết bị khởi động, nó thông qua chế độ khởi động16-bit SROM Hình ảnh dưới đây cho thấy bản vẽ sơ đồ mạch của NOR Flash:

Hình 1.13: Bản vẽ sơ đồ mạch của NOR Flash

Giao diện nối tiếp

Có bốn giao diện Serial, UART0, UART1 là 5 dòng, trong khi UART2,

UART3 là 3 dòng

Board sử dụng ba chip giao diện nối tiếp SP3232 để thay đổi 4 giao diện nối tiếp mức RS232 Người dùng có thể sử dụng chuyển đổi SW2 để thay đổi đầu ra của giao diện nối tiếp tới RS232 hoặc TTL Có một phần của cổng DB9 tiêu chuẩn tại kết nối J4, màđặc biệt là thiết kế để gỡ lỗi và in thông điệp gỡ lỗi Dưới đây hình ảnh cho thấy mạch của UART0

Hình 1.14: Mạch của UART0

UART1, UART2 hoặc UART3 có thể được đặt là ngõ ra tới RS232 hoặc TTL bằng cách điều chỉnh công tắc SW2 Tiêu đề pin J6, J7, J8 là tương ứng với UART1,

UART2, UART3 lựa chọn đầu ra RS232, pin tiêu đề J5 là đầu ra TTL cho UART1, UART2, UART3 Hình ảnh dưới đây cho thấy những kết nối pin tiêu đề.

Hình 1.15: Kết nối UART

Dưới đây là hình ảnh các bản vẽ mạch của UART1, UART2 và UART3:

Hình 1.16: Bản vẽ mạch của UART1, UAR2, UART3

2.3.5 Giao diện

USB Host

Giao diện USB Host hỗ trợ USB 2.0 tốc độ đầy đủ và cổng của nó là loại A.Cổng hỗ trợ U-Disk, bàn phím USB, USB Portal Disc, USB Mouse Dưới đây là bản

vẽ mạch của USB Host

Hình 1.17: Bản vẽ mạch của USB Host

USB OTG

Bộ điều khiển hỗ trợ tính năng On-The-Go (OTG) Universal Serial Bus OTG

là một thiết bị có khả năng bắt đầu phiên giao dịch, kiểm soát việc kết nối và trao đổi Host/ngoại vi xen kẽ vai trò với nhau

USB OTG hỗ trợ giao thức USB 2.0, nó hỗ trợ tốc độ cao(480Mbps), tốc độ Trung bình (12Mbps), tốc độ thấp (1.5Mbps) Board S3C6410 mặc định chạy ở tốc độ cao vàchế độ slave thuận tiện cho việc kết nối với máy tính Nó có thể sử dụng USB OTG đểtải chương trình hoặc ứng dụng khi người sử dụng đang phát triển ứng dụng USB OTG loại cổng là Mini A/B, hình ảnh dưới đây là bản vẽ mạch của nó

Hình 1.18: Hình vẽ mạch của USB Slave

JTAG

Board S3C6410 được trang bị với một giao diện JTAG để tải về mã chương trình vào flash bên ngoài, bên trong bộ điều khiển bộ nhớ RAM hoặc cho các chương trình hiện đang thực hiện gỡ lỗi Giao diện JTAG mở rộng ra 5*2

2.0mm đầu cắm J2 Thông qua cấu hình tín hiệu DBGSEL người sử dụng có thể chọn hoạt động Flash ngoài hay bộ điều khiển bộ nhớ RAM nội bộ, dưới đây là cấu hình chi

tiết của tín hiệu DBGSEL.

- Khi DBGSEL được thiết lập ở mức cao, JTAG kết nối bộ điều khiển bộ nhớ RAM nội bộ và có thể gọi vào địa chỉ của SRAM điều khiển nội bộ

- Khi DBGSEL được thiết lập là cấp thấp, JTAG kết nối bộ nhớ flash bên ngoàicho các chương trình gỡ lỗi

Hình 1.19: Hình ảnh và bản vẽ mạch của kết nối JTAG

SD Card

Cổng thẻ SD J12 hỗ trợ giao thức bộ nhớ SD 2.0 và SDIO giao thức 1.0 Như

SD nó có thể hỗ trợ thẻ 8G SD,như SDIO nó có thể hỗ trợ WIFI, Module GPS

Ngoài ra các thẻ SD có thể được dùng như là thiết bị khởi động cho sản xuất hàng loạt và dễ dàng cập nhật phần mềm

Hình ảnh dưới đây cho thấy bản vẽ mạch của thẻ SD

Hình 1.19: Bản vẽ mạch của SD Card

2.3.6 Giao diện máy ảnh

Giao diện máy ảnh hỗ trợ chế độ 8 bit ITU-R BT 601/656 và độ phân giải lên đến 4096x4096 điểm ảnh Giao diện máy ảnh là một kết nối pin loại 10*2 tại J10 Giao diện không chỉ có tín hiệu máy ảnh dẫn ra từ CPU kiểm soát nhưng cũng đã được thêm vào tín hiệu IIC và CAM_PD/GPP14 (GPIO) Thông thường các thiết bị máy ảnh được thiết lập IIC, nhưng nhà sản xuất đã thêm CAM_PD/GPP14 để bảo vệ IIC không đụng độ với các thiết bị bên ngoài khác, một khi trường hợp này xảy ra, CAM_PD/GPP14 (GPIO) có thể thay thế IIC Nhà sản xuất cũng thêm

CAM_PD/GPP14 cho quản lý điện cho thiết bị máy ảnh như tắt nguồn, quản lý tiết kiệm điện năng

Embest phát triển một mô-đun máy ảnh có thể kết nối trực tiếp với Board, và

độ phân giải lên đến 1.3M pixel Dưới đây là hình ảnh về giao diện máy ảnh:

Hình 1.21: Hình ảnh và bản vẽ mạch của giao diện máy ảnh

2.3.7 Màn hình TFT LCD và giao diện màn hình cảm ứng

Các gói phần mềm mặc định cho Board S3C6410 có chứa một phần của

Module màn hình LCD, Module được làm từ một phần của LCD 4.3inch TFT là Innolux AT043TN24, một phần của màn hình cảm ứng và một phần của Board

chuyển đổi Các mô-đun được kết nối với Board thông qua 41pin 0.5mm và cáp FPC tại kết nối J9 Các kết nối bao gồm 2 GPIO và 1 PWM, Board S3C6410 sử dụng PWM để kiểm soát đen nền, nhưng 2 GPIO không được sử dụng, người dùng có thể

sử dụng 2 GPIO để thiết lập lại, quản lý điện năng và nhiều chức năng khác Dưới đây

là hình ảnh về màn hình LCD và kết nối TC

Hình 1.22:Hình ảnh của màn hình LCD và kết nối TC

Hình 1.23: Bản vẽ mạch của màn hình LCD và kết nối TC

2.3.8 Phím reset

Board S3C6410 gồm chip reset MAX811T Dưới đây là hình ảnh vẽ mạch Reset

Hình 1.24: Hình ảnh và bản vẽ mạch của nút Reset

2.3.9 Giao diện âm thanh

Board S3C6410 thông qua bộ điều khiển nội bộ Bus AC97 để kết nối chip âm thanh bên ngoài WM9714 Board có kết nối đường ra (J16), Line trong (J17) và MIC trong (J15)

Dưới đây là hình ảnh về giao diện âm thanh

Hình 1.25 Hình ảnh và bản vẽ mạch của các jack cắm âm thanh

2.3.10 Buzzer

Board S3C6410 có DC Buzzer Nó sẽ sử dụng NPN DYNATRON SS8050 để khuếch đại âm thanh cho buzzer Buzzer được điều khiển bởi tín hiệu PWM1_GDF15 Dưới đây là mạch vẽ về Buzzer:

Hình 1.26: Hình ảnh và bản vẽ của mạch Buzzer

2.3.11 Giao diện Ethernet 100M

Giao diện Ethernet được bổ sung vào Board của Ethernet Transformer và kết nối RJ45 Bộ điều khiển Ethernet là chip DM900AE bên ngoài, chip gọi tới tín hiệu ngắt ngoài CPU EINT7

Về quá trình phát triển, giao diện có thể kết nối với máy tính thông qua đường dây Ethernet chéo để tải về WinCE Image, nhân Linux và hệ thống tập tin Dưới đây là bản vẽ mạch về giao diện Ethernet

Hình 1.27: Bản vẽ mạch kết nối Ethernet

2.3.12 Giao diện TVOUT

Board S3C6410 có giao diện TVOUT kết nối 2-pin 2.0 J18 Dưới đây hình ảnh

Hình 1.28: Bản vẽ mạch kết nối TVOUT

2.3.13 Giao diện tốc độ cao SPI, MMC2 và I2C

Ban S3C6410 có hai giao diện SPI và một giao diện I2C Chúng thông qua kết nối J21 và J23, J22 có chứa SPI1 và MMC2, J23 chứa SPI0, IIC và GPIO Các SPI được tái sử dụng với MMC2 trên pin của chip chính, các khách hàng sử dụng giao diện SPI để thuận tiện gỡ lỗi WIFI và các module truyền hình kỹ thuật số

Dưới đây hình ảnh được về SPI, MMC2 và I2C

Hình 1.29: Bản vẽ mạch của SPI & ICC

2.3.14 Nút cho người sử dụng và các đèn LED

Có 6 nút cho người sử dụng, và đèn LED Nút người sử dụng và đèn LED đượcđiều khiển bởi GPIO, nó chấp nhận chế độ ngắt và chế độ truy vấn Người dùng có thểlập trình nó theo yêu cầu LED bật cho khi ở mức cao, đèn LED tắt khi ở mức thấp Dưới đây là bản vẽ mạch về chúng

Hình 1.30: Bản vẽ mạch của các nút người sử dụng và đèn LED

nhóm này GPIO K, L, M, N không thể điều khiển ở chế độ ngủ,

Board S3C6410 cung cấp 24 GPIO cho người sử dụng, trong đó có 11 GPIO là ở kết nối 10*2 pin tiêu chuẩn J25, có chứa 4 ADC và 1 DAC, khách hàng có thể sử dụng chúng theo yêu cầu Các S3C6410 chip chính hoàn toàn có 8 ADC, trong đó có 4 ADC ADC4-ADC7 được sử dụng để điều khiển màn hình cảm ứng

GPIO cuối cùng được sử dụng trong các địa điểm dưới đây:

- 7 GPIO được sử dụng tại UART giao diện J2,

- 3 GPIO được sử dụng ở kết nối LCD & TSP J9,

- 1 GPIO được sử dụng tại CAMERA kết nối J10,

- 2 GPIO là sử dụng tại SPIO nối J23

Trên 18 GPIO được sử dụng chủ yếu cho màn hình LCD, SPI/I2C, kết nối bus, người sử dụng cũng có thể sử dụng những GPIO cho mục đích khác

Dưới đây hình ảnh GPIO, ADC

Hình 1.31: Những hình ảnh và bản vẽ mạch của GPIO và ADC

Hình 1.32: Bản vẽ mạch của RTC

2.3.17 8x8 ma trận bàn phím

CPU được xây dựng hỗ trợ bàn phím ma trận, các phím hạn chế tối đa là 8x8 Board S3C6410 thông qua một connector 10x2 2.0mm J20 cho bàn phím ma trận Embest phát triển một bàn ma trận phím 4x4 mà có thể trực tiếp kết nối với các Connector J20 Bàn phím ma trận 4x4 cũng được trang bị một giao diện USB_HUB

để người dùng có thể sử dụng nó để mở rộng HOST USB

Dưới đây là hình ảnh về bàn phím ma trận: