at91sam9263芯片資源與CAN驅動調試心得

　　at91sam9263嵌入了一個基于200 MIPS（每秒百萬條指令）的ARM926EJ-S微控制器（MCU），從而解決了在圖形界面、數據密集型應用（比如聯網的醫療監測設備和GPS導航系統）中基于ARM9的傳統微控制器遭遇的瓶頸問題。

　　at91sam9263采用了27條DMA（直接存儲器存取）通道，包括Atmel 18通道的PDC（外圍直接存儲器存取控制器）、一個9層的總線矩陣以及用于數據/指示TCM（緊密耦合式內存）的兩條其他的總線，以便增強CPU性能并提供高達41.6 Gbps的片上數據傳輸速率。兩個EBI（外部總線接口）支持十億字節以上的外部內存。

　　人機接口。片上人機接口外圍設備包括一個相機接口、TFT/STN LCD控制器、一個6通道音頻前端接口（AC97）、I2S和一個2D圖形協處理器，該處理器可減輕CPU的畫線、區塊傳輸、多邊形填充和剪輯功能負擔。

　　聯網和通信。聯網外圍設備包括一個12Mbps的USB主機和設備、10/100 Ethernet MAC（以太網媒體接入控制器）以及1 Mbps CAN（控制器局域網）。另外還有四個USART（通用同步/異步收發器）、兩個50 Mbps SPI（同步平行接口）、CompactFlash、SDIO（MCI）和一個TWI（雙線接口），該TWI能被連接到諸如GPRS調制解調器和Wi-Fi等有線和無線通信模塊上。

　　外圍的DMA控制器使從外圍設備到內存的數據傳輸無需使用CPU——基于ARM9的傳統處理器通過發出裝載-存儲指示（要求至少80個CPU 周期）實現內存和外圍設備之間的一個字節的數據的傳輸。這些處理器以200 MHz（總線頻率為100 MHz）運行，即使在內存管理單元和指示/數據緩存控制器都被激活的狀態下，它們通常也會在傳輸達到約20 Mbps時達到其功能極限。

　　Atmel的at91sam9263整合了18個簡單、硅高效（silicon-efficient）、單一周期的外圍PDC、五個DMA控制器（擁有對USB主機的突發模式支持）、Ethernet MAC、相機接口、LCD 控制器、2D圖形控制器，以及一個內存到內存的DMA控制器（支持突發模式、分散聚集和鏈表）。DMA控制器徹底減輕了外部串行端口和內存之間的數據傳輸負擔。當傳輸速度為20 Mbps時，Atmel的SAM9263仍然有88%的MIPS可用于應用執行。

　　11層的總線和96千字節的片上SRAM（靜態存儲器）消除了帶寬瓶頸。Atmel在AT92SAM9263上配置了11條總線和96千字節的片上暫存SRAM。該SRAM可被部分地設定為緊密耦合式數據和指示內存。這些總線可提供多條并列片上傳輸通道和總計41.6 Gbps的片上帶寬。

　　兩個EBI使ARM9 CPU和圖形處理器可同時、并行工作。at91sam9263擁有兩個EBI：一個是系統內存接口，另一個則是人機接口。第二個接口使LCD控制器和CPU無需共享內存，同時使可用的CPU MIPS增長20%到40%。

　　【at91sam9263芯片資源】

　　1、融合了ARM926EJ-STM ARM THUMB的處理器

　　-DSP指令擴展，用于JAVA 加速處理器的JAZELLE技術

　　-16K字節高速緩沖器，16K字節指令高速緩沖器，寫緩沖器

　　-在220MHZ 220MIPS

　　-內存管理單元

　　-EmbededICETM，調試通訊信道支持

　　-中等規模的執行內嵌式宏單元結構

　　2、總線矩陣

　　-9個32位層矩陣，允許片上總線帶寬合計達28.8Gbps

　　-引導模式選項，映像命令

　　3、嵌入式內存

　　-一個128K字節的內部ROM，以最大總線矩陣速度實現單周期訪問

　　-一個80K字節的內部SRAM，以處理器最大速度或最大總線矩陣速度實現單周期訪問

　　-一個16K字節的內部SRAM，以最大總線矩陣速度實現單周期訪問

　　4、雙外部總線接口（EBI0-EBI1）

　　-EBI0支持SDRAM，靜態內存，使能的ECC Nand Flash 和compact Flash。

　　-EBI1支持SDRAM，靜態內存，使能的ECC Nand Flash。

　　5、DMA控制器

　　-充當一個總線矩陣主控器

　　-內嵌兩個單向信道，這兩個信道具備編程優先權、地址產生、信道緩存和控制。

　　6、20個外設DMA控制器信道

　　7、LCD控制器

　　-支持主動或被動顯示

　　-在TFT模式下每個像素最大可以24bit，在STN彩色模式下每個像素最大可以16bit。

　　-在TFT模式下最大可以16M彩色，分辨率可達2048X2048，支持虛擬屏幕緩存。

　　8、2D圖形加速器

　　-直線拖動，塊轉移，多邊形填充，剪切，命令排隊。

　　9、攝像傳感器接口

　　-ITU-R BT.601/656外部接口，可編程幀捕捉速率。

　　-12bit接口，可以支持高靈敏度傳感器。

　　-SAV和EAV同步，preview path with scaler，YcbCr格式。

　　l0、USB2.0全速（12Mbit/秒）主機雙端口

　　-雙片上收發器

　　-集成的FIFO和專用的DMA信道。

　　l1、USB2.0全速（12Mbit/秒）設備端口

　　-片上收發器，2，432字節可配置的集成DPRAM。

　　l2、10/100 Base-T以太網MAC

　　-獨立的媒體接口或簡化的獨立的媒體接口。

　　-有用于接收和發送的28字節FIFO和專用的DMA信道。

　　l3、全部特性的系統控制器，包括

　　-復位控制器，停止控制器。

　　-20個32bit電池后備寄存器，總計達80字節。

　　-時鐘發生器和電源管理控制器。

　　高級中斷控制器和調試單元。

　　周期間個計時器，看門狗計時器和雙實時計時器。

　　1）復位控制器（RSTC）

　　-基于兩個上電復位單元，復位源識別和復位輸出控制。

　　2）停止控制器（SHDWC）

　　-可編程管腳控制和喚醒電路。

　　3）時鐘發生器（CKGR）

　　-32768Hz低耗電振蕩器用于后備電源供應，提供一個永久的低速時鐘。

　　-3-20MHz片上振蕩器，兩個最大240MHz的PLL。

　　4）電源管理控制器（PMC）

　　-較低時鐘運行模式，軟件可編程電源優化容量。

　　-4個可編程外部時鐘信號。

　　5）高級中斷控制器（AIC）

　　-可單獨屏蔽，8級優先權，矢量中斷源。

　　-兩個外部中斷源和一個快速中斷源，虛假中斷保護。

　　6）調試單元（DBGU）

　　-2線UART并且支持調試通訊信道，可編程ICE存取阻止。

　　7）周期性間隔計時器（PIT）

　　-20bit間隔計時器加12bit間隔計數器。

　　8）看門狗計時器（WDT）

　　-加密保護，僅一次性編程，視窗化的16-bit計數器運行于低時鐘

　　9）兩個實時計時器（RTT）

　　-帶有16-bit預分頻器的自由備份計數器運行于低時鐘

　　l4、5個32-bit并行輸入/輸出控制器（PIOA，PIOB，PIOC，PIOD和PIOE）

　　-160可編程的I/O線同時傳輸于外部設備2 I/O

　　-每一條I/O線的信號輸入、改變、中斷性能

　　-個別可編程的漏極開路輸出、上拉電阻、同步輸出

　　-16全面可編程信息目標郵箱，時間戳計數器

　　l5、兩個多媒體接口卡 （MCI）

　　– SD卡/SDIO 和 MultiMediaCard 驅動

　　– 自動化協議控制和用PDC快速自動化數據傳輸

　　– 每一控制器帶有兩個SD卡槽支持

　　l6、兩個同步串行控制器（SSC）

　　–每一個接收器和轉換器有獨立時鐘和幀同步信號

　　– I2S模擬接口支持， 時間分區同步傳輸支持

　　– 以32-bit數據轉換器高速持續數據流性能

　　l7、一個AC97 控制器 （AC97C）

　　– 6-頻道信號 AC97 模擬前端接口，插槽分配

　　l8、3個通用同步和異步收發器 （USART）

　　– 獨立的波特率發生器， IrDA紅外線調制、解調，曼徹斯特編碼、解碼

　　– 支持 ISO7816 T0/T1 Smart 卡，硬件握手信號， RS485 支持

　　l9、兩個主從串行總線接口（SPI）

　　– 8到16-bit 可編程的數據長度，4個外部總線芯片選擇

　　– 每秒 90Mbits速度的同步通信

　　20、一個3頻道的16-bit 計時器和計數器（TC）

　　– 三個外部時鐘輸入端， 每個頻道提供2個多功能 I/O 插口

　　– 雙 PWM 發生器， 原理圖攫取，波形攫取模式，連接、斷開性能

　　2l、一個四頻道16-bit PWM 控制器WMC）

　　22、一個兩線接口 （TWI）

　　– 主模式支持，支持所有的 Atmel EEPROMs

　　23、所有數字引腳的IEEE 1149.1 JTAG邊界掃描

　　24、電源供應

　　–VDDCORE 和 VDDBU 電壓為1.08V 至1.32V

　　–VDDOSC 和 VDDPLL電壓為 3.0V 至 3.6V

　　–VDDIOP0 （外設I/Os）電壓為2.7V 至 3.6V

　　–VDDIOP （外設 I/Os）電壓為11.65V 至 3.6V

　　–VDDIOM0/VDDIOM1 可編程電壓為 1.65V 至 1.95V 或者 3.0V 至 3.6V （內存 I/Os）

　　at91sam9263 CAN驅動調試心得

　　之前調試CAN設備，一般用的是一個從淘寶上買的USB轉CAN的調試工具，100K -- 800K波特率基本沒有什么問題，我們也就沒有過多的去考慮一些細節的問題。忽一日，某客戶說我們的CAN驅動有問題，跟他們的CAN調試設備通信不上，疑慮ing.遂帶工具前往之，試之，果然。。。。

　　遂借其CAN調試工具回來捯飭，久未果 查其為ZLG公司的產品，遂前往之。遇到周立功公司一個大牛，CAN專家，號稱沒有他解決不了的CAN問題，事實證明，卻是有料，周立功公司的CAN 分析儀就是他們一幫人弄的，現在不做研發，轉做服務了。拿Can分析儀查之，發現我們的CPU發出的CAN波形 波特率對不上，雖然設置為500K，可是由于CPU時鐘頻率非常規頻率，分頻以后，CAN時鐘再512K左右，ZLG公司的CAN調試工具是標準品，他們一般要求時序是比較嚴格的，所以我們的設備跟他的調試工具之間通信通不上，但是網上購買的USB轉CAN的調試工具則將SJW域設置的比較大 3或者4 左右，可以跟大部分的CAN通信上，即使是對方的CAN波特率不精確，存在比較大的誤差。

　　CAN問題絕大部分呢，應該就是出在波特率的精確度上，但是一般情況下沒有那么精準的測試儀器，所以搞的大家一頭霧水。適當調整SJW 同步跳轉寬度的大小，可以一定程度的解決這個問題，但是不是最佳的解決方案。雖然現象上看到，哦，通信正常了，我發的包對方可以收到，對方發的數據包我也可以收到，但是，事實是，這里面有了多次的重發，得益于CAN協議，重發，應答等等。

　　下面簡單描述下CAN波特率的分析

　　比如說500K波特率，一個比特被分為16個時間因子

　　500K * 16 = 8M

　　所以CAN時鐘應該盡量使8M的倍數。誤差盡量小。

　　同理推算其他波特率跟時鐘的對應關系。

　　在我們的9263應用中，MCLK = PLLA/2，CAN時鐘從MCLK分頻而來。

　　所以PLLA的取值應為16M的整數倍。我們的PLLA一般設置再200M---150M，所以PLLA可取192M 176M 160M等。

　　WinCE下設置就比較簡單了，Eboot啟動后，空格可以進入eboot配置菜單，可以直接設置CPU的主頻 跟 分頻，不贅述。

　　裸奔的程序 則需要自己去設置倍頻跟分頻系數，從ATMEL官網下載了PLL計算工具，幫了不上忙，可能沒有那么精準，但是盡量接近就好。

　　#define BOARD_MCK （（16367660 * 98 / 10） / 2） /*160M*/

　　如上設置為160M的設置

　　除了這個宏定義的修改以為，在board_lowlevel.c中也需要做一些修改，

　　#define BOARD_MULA （AT91C_CKGR_MULA （97 《《 16））

　　#define BOARD_DIVA （AT91C_CKGR_DIVA 10）

　　就是那兩個系數，注意分頻系數不變，但是倍頻系數減一了，原因看數據手冊就明白。

　　原來以為這樣就可以了，可是還有一個地方忽略了，看代碼

　　void LowLevelInit（ void ）函數中

　　void LowLevelInit（ void ）

　　{

　　……。

　　#if ！defined（sdram）

　　/* Initialize main oscillator

　　初始化主振蕩器，時鐘等一系列操作

　　#endif //#if ！defined（sdram）

　　。。。。。。。。。。。

　　}

　　整個過程包含在了對sdram宏的判斷內，如果定義了sdram則不做下面的處理，乖乖，你不做這個處理怎么可以呢，遂注釋掉上面兩個宏定義。

　　這個宏定義不是在文件中定義的，而是在編譯器的工程設置里面，

　　Options-àC/C++ Compiler Preprocessor選項卡，最下面 Defined symbols

　　也可以直接把sdram去掉。

　　一直在糾結SDRAM的初始化是在什么地方進行的？

　　調試心得之關于SPI啟動的問題

　　到底是什么問題呢：SPI DATA FLASH本身的質量有問題造成的。

　　反映的現象是：從SPI DATAFLASH的0地址讀取數據是沒有任何問題的，但是如果從中間任何一段讀取數據，就有嚴重的地址偏移問題。

　　調試過程及步驟如下：

　　原來認為是CPU（AT91SAM9263有A版本和B版本）版本有問題，造成無法讀取FLASH造成，反饋的現象是：

　　當DATA FLASH啟動后，會將第一段代碼EBOOT.nb0，存放于DATA FLASH的0X5000偏移地址，加載后，會進行WINCE的引導。

　　但是實際結果是：

　　================================= 》RomBOOT 》RomBOOT 》RomBOOT 》

　　INFO： Low Level Init： OK Starting main… AT45DB321 …

　　Load CE-BOOT from Flash to SDRAM Jumping… -

　　==================================

　　從現象上看，DATA FLASH已經找到了，也就說明SPI線路是正確的，但是為什么讀的數據有問題呢？

　　懷疑問題有如下幾個：

　　第一：DATA FLASH的SPI本身硬件有問題，可能存在干擾。

　　第二：在從DATA FLASH拷貝數據到SDRAM中，出現錯誤，數據不正確，SDRAM初始化有問題。 第三：因我們的SPI線路和以前的版本不同，采用了MAX3002進行了隔開，懷疑MAX3002本身造成SPI線路的 不穩定。

　　第四：CPU版本有問題，AT91SAM9263從A到B版本，SPI已經改過了，就我知道的是AT91SASM9263 B版本的SPI，需要兩次復位才可以工作。

　　一個一個懷疑的問題進行驗證：

　　一：SAM BA 2.8可以對SDRAM進行初始化，都可以進行讀寫，說明SDRAM本身硬件上無問題。

　　第二：DATA FLASH ，SAMBA 2.8都可以進行讀寫，也無任何問題，同時啟動代碼可以正確執行。那么就應該可以證明SPI部分是能夠工作的，但是問題在于AT91SAM9263 B版本內部的ROM BOOT和AT91SAM9263 A版本的ROM BOOT有不同，那么就證明說：在SPI這個部分的初始化部分做了修正。所以，找到AT91SAM9263 B版本的SPI部分的ERR DATA SHEET。找問題。改了半天代碼，問題還是依舊。

　　第三：實在沒有辦法了，2008年11月18日，找到百特的雷工，初步認定是CPU版本的問題，我自己認為自己的代碼水平比較落后，請求雷工幫忙，最后驗證結果如下：

　　從DATA FLASH讀出的數據，放到SDRAM后出現了問題，我們以前的老板子，是無問題的。可以正確將數據從DATA FLASH讀出來，然后，顯示在串口上。每次從DATA FLASH中讀10個字節，發現讀出來的數據每次都是一致的，但是就是不正確。

　　沒有辦法，雷工也是好久沒有寫代碼了，只好約好第二天，到白特找他們的工程師劉工，劉工是我老鄉，真的夠朋友，那天晚上搞到半夜，最后驗證出來，現象是：從DATA FLASH偏移0X8000地址中讀取的數據放到SDRA M中，某一個位置找到差不多的數據。最后給出結果：可能是AT91SAM9263 B版本可能有問題，但是最大的問題是：SDRAM工作后，影響了SPI的穩定性。

　　第四：太晚了，大家都各自回家了（這個時候我找百特定好了A版本的CPU，說是他們現在沒貨，第二天能送來），實在是沒有任何頭緒了，沒有辦法，趕快定了CPU，AT91SAM9263 A版本，恰好，百特沒有貨，他們老板從香港定來后，我們拿到，趕快去貼上，這個過程不過是1天的時間，下午了，下午3點就搞好，帶上測試軟件，跑到李工（我們焊接的師傅）那里，把工具全部架好，一測試，郁悶死了，竟然還是不行。天呀……

　　第五：看來A版本也不行，那只能懷疑是板的布線有問題了，因為沒有別的辦法可以想了，這個時候，我反倒放松了，因為我認為問題已經找到了。但是，到底是SPI的哪條線受到了干擾呢？我對百特劉工的話深信不已。實在沒有辦法，上午我趕快拿著A版本的板子跑到百特，找到劉工，（想把他驗證的結果再重演一下，劉工改了半天，發現是從DATA FALSH的0地址，讀出來數據放到SDRAM中是無問題的，一直也懷疑SDARM初始化有問題）根據這幾天的測試結果，發現有一個疑點，我發現A版本的芯片，我寫了一個小程序，從DATA FLASH中讀取數據放到SRAM中也是不正確的。而且，和以前的測試結果完全一樣。一直懷疑和芯片有關系，現在看，可以完全排除芯片AT91SAM9263的問題了。

　　第六：從DATA FLASH中讀取數據放到SRAM中也是不正確的（我把SDRAM關閉了），我就推翻了劉工說的SDRAM對SPI DATA FLASH有干擾想法。

　　劉工發現是從DATA FALSH的0地址，讀出來數據放到SDRAM中有大部分是相同的，這次把代碼全部恢復過來，把DATA FLASH的0地址的數據放到0X23F00000（LINUX引導程序U-BOOT的地址）-0X8000的位置，這樣，就可以保證在0X23F00000的位置上，有正確的U-BOOT程序。但是，等程序運行起來，還是沒有得到正確的啟動結果。有可能是有部分數據讀出來后，還是有不正確的。

　　第七，實在是沒有辦法了，我們開始懷疑DATA FLASH有問題，恰好，我也問過我們的LISA（LISA是我們的采購，我原來一直認為這個DATA FLASH是從百特采購的，最后發現這個東西是從市場上采購來的，我很暈了，但是當時問LISA的時候，我沒有放在心上，LISA說這個芯片是原裝的），恰好我帶上了一個我們老版本的板子，將老版本的板的DATA FLASH換上去后，完全OK了。