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继成功获得ARM架构许可后，摩托罗拉带来了第一款使用ARM技术磁心的龙珠芯片，即200MHz片上高度集成的龙珠MX1处理器（带有多媒体扩展功能）。同时推出的还有摩托罗拉的66MHz龙珠：Super VZ，与基于68K的龙珠VZ相比，龙珠Super VZ系列将更多的功能，更高的频率和更良好的性能集于一身。 摩托罗拉的龙珠MX1产品将代替现今使用的ARM芯片，从而支持蜂窝电话业务的发展。而对于使用非蜂窝移动计算产品的用户，龙珠Super Vz的推出不但可以提升他们在目前市场竞争中的能力，同时在摩托罗拉的帮助支持下，还可将其业务逐渐转向基于ARM的龙珠MX1产品上去。当然，这其中必然有一段从64K向ARM二进制编制的过渡阶段。但基于手机市场为此带来的巨大发展机会，我们有理由相信这个过渡会是一个平稳的渡过。 新推出的龙珠MX1的产品优势不仅在于它使用了ARM芯片。摩托罗拉还加入了适用于未来3G应用：如多媒体加速器、A/D转换器、功率管理、USB以及蓝牙技术等的多种功能。虽然未来的发展还处于雏形阶段，但美好的前景已展现在眼前：获得ARM结构的使用许可将使摩托罗拉在未来的芯片竞争中占居有利地位。 系统概况 系统芯片（SoC）的价值在于它的多样性，这反映在集成程度的不同，这些芯片所支持特定外设和内存的不同，以及他们的工作状况的不同。让我们的旅程从摩托罗拉片上系统的多种外围设备和性能开始，进而最终了解它的主处理器--ARM 920T微处理器芯片。 外部连接：图1清晰地显示了龙珠MX1与外部世界的连接能力。同其它的摩托罗拉产品设计一样，该片上系统的能力远远超出任何系统的要求。从逻辑上讲，不是所有的特点，如闪存，都会装在同一的盒子中；这正反映了摩托罗拉的策略：与重要的客户共同合作，为他们提供所需。 [upload=gif]uploadImages/20021251347345881.gif[/upload] 图1.龙珠MX1方块图 两个必要的串行端口--UART1和UART2，能够执行高至1.875MHz的波特率并提供IrDA1.0支持。一个32位FIFO-ON传输和32-位FIFO-ON接收决定了中断负载和CPU处理该类通信的速度。 一个可配置的串行外部接口（CSPI）可被配置为主接口或从属接口，能够执行高至16位的宽带数据传输，并且传输接收都是高达16字节的FIFO。该CSP的最大时钟频率为24MHz。 SSI/I2S（同步串行端口和Inter-IC声音）支持用于外部音频芯片或用于内部处理器机间通信的普通SSI端口。同时它还支持用于外部数字声频芯片接口、飞利浦标准的Inter-IC声音总线。摩托罗拉将SSI芯片设计为与AMBA(先进的微处理控制器总线结构)兼容，它支持四条线上的同步传送，具有时钟极性和相位编程的特点。I2S端口由飞利浦开发，支持诸如数字音频在内的连续数据通信，就像数字音乐。总线功能的实现需要3条线--一条提供两条时间复用数据信道，第二条传送同步时钟，第三条提供文字选择控制。这个总线可同时接受传送器和接收器作为主控器；在一个连接的系统中，主控器的同步时钟决定传送器时钟和所有的接收器。 该Inter-IC(I2C)总线接口支持用于外部数字控制的飞利浦I2C总线标准。它仅有的两条总线为专用线路--一条用于数据，另一条用于串行时钟。如同I2S一样，接收器和传送器既可以是主控器，也可以是从属控器，若是主控器，就可以对连接在网络中的其它装置发出同步时钟指令。该Inter-IC芯片多功能主动装置操作带有冲突检测、中断驱动逐字节传输、判优丢失中断，以及主次控器间的自动转移。它使系统中的每一个器件都具有各自软件独有的定址功能。通信以8位为主，在普通模式下可达100Kb/s，快速模式下可达400Kb/s。它能够支持连接3.3V接口的设备。 龙珠MX1的USB接口在全速情况下（12MHz）符合通用串行总线规格1.1版，提供六个端点。端点（0）可用于输入和输出，进行管理，得到32字节FIFO支持，因而确定了32字节的最大信息包尺寸。端点（1-5）用于单向通讯（可选择为进或出）。端点（1-2）由64位FIFO支持，端点（3-5）与32字节FIFO连接。端点（3-5）能够支持等时通讯导管。端点（1-5）也支持控制，容积，和中断导管；用户可培植的最大的信息包尺寸是8、16、32或64字节，只受片上缓冲器实际尺寸的限制。这样配置后，当USB框架发生时，等时通讯导管产生中断。信息包尺寸大小按通信性能的不同受到限制：用于等时端点的DMA接入受FIFO端点尺寸的限制；下一个信息包仅在DMA服务于FIFO之后才能得到。编程后的I/O能够支持从0到1023字节的任意大小的数据包。USB芯片自己供给能量，从而不需要从相连的USB设备上吸收能量，但是在系统设计需要的情况下，它也能通过USB线缆获得能量。 该智能卡接口模式（SIM）符合ISO7816智能卡接口标准；具有16字节深的FIFO传送和32字节深的FIFO接收；同时具有带中断功能的SIM卡识别特点。 龙珠蓝牙加速器（BTA）不仅仅提供基带处理器。它还将一个跳跃频率选择协同处理器与传送接收缓冲器结合起来，每一个都是16位宽，32字深。它直接支持摩托罗拉、松下半导体和飞利浦半导体的外部蓝牙收发器。另外，它还具有蓝牙应用计时器和低功耗管理能力的特点。 多媒体卡（Infineon规格）和安全数字（MMC/SD）主控制器磁心与2.2版本的MMC系统规格和1.0版本的SD存储卡规格相兼容。多媒体卡还利用1/4信道与SD I/O规格0.8e相兼容。该标准支持高达10个MMC卡和一个SD。对于单独的非混合MMC卡，Infineon规格达到30个单元。这个MMC/SD磁心支持热插拔卡功能，数据速度达20Mb/s至80Mb/s。 索尼的存储标准没有被遗忘。存储棒主控制器(MSHC)磁心提供了一个内置的8字节（4字组）FIFO缓冲，用于传输和接收、一个内置CRC电路、和一个通过阅读FIFO状态的DMA支持。该磁心的超时设置可以中断主处理器。它还具有检查插拔执行的检测和16位宽主总线接入的特点（不支持8位宽）。 对紧密快闪卡和SmartMedia卡的支持现在还是一个空缺。摩托罗拉现有的PDA客户使用的是MMC和索尼存储棒，但紧密的快闪卡和SmartMedia卡与数字相机、桌面、和微型驱动器紧密相关。微型驱动器的使用也许会遭到反对意见，这主要出于对能量消耗的考虑。如果龙珠能够提供相应的支持，选择决定就会由OEM设计者和最终用户决定了。 多媒体：龙珠的多媒体加速器具有多累积（MAC）功能，帮助进行MP3解码应用和余弦变换（DCT/iDCT）功能，从而加速MPEG4。在200MHz 的ARM磁心状态下，摩托罗拉估计的每秒百万条指令的损失小得惊人：在MP3重放中为10-15%，对于MPEG4，则只有10%左右。其它的途径需要更高的频率以节约硅，而能源耗散交换不能凭直觉判定，摩托罗拉一定是注意到了这种可能性的存在。 两份技术报道就MP3的工作量交换了观点，它们使用的TI DSP元器件对于相同的算法要求50-100MHz单循环MAC性能。ARM网站认为它的ARM9TDMI要求25MHz的功率完成MP3的工作量，这也许就是造成10-15%的低损耗的原因。摩托罗拉的设计者认为ARM本身就可以轻松地执行MP3和MPEG4解码，而MMA更能够提高CPU的性能以提供更快的帧每秒速度。当CPU需要更低的芯片频率来降低功耗时，MMA作为独立加速器的真实角色就会展现出来。最终，众多优秀的数学技巧都可以用来优化一定结构中的工作量。您的利润增长指日可待。 视频端口模式支持来自CMOS影像器的外部输入。这个规格意味着获取的图像质量会比数字照相机的图像低，产品定位则为无线视频通讯器。需要注意的是影像器模拟-数字的转换和前期处理的工作已在芯片外部完成。这是一个很好的策略，减少了芯片中混合信号设计出现的问题，当需要时可以增加频率。利用这一优势，最终系统设计者有更大的自由空间，可以独树一帜，甚至使用CCD传感器。 用户接口：龙珠的用户接口支持屏幕显示，它具有触摸和手写识别功能，还具有记忆显示输出功能。 模拟信号处理器(ASP)具有特点是：2个A/D转换器，其一为13位分辨率和12位精确度（+/-0.1%）、带有三个输入端的触屏和低电压电池检测、笔头取样的数据得到12x16深的FIFO支持和中断支持。第二个A/D转换器传递相同的分辨率和精确度，同时利用两个8x16宽的FIFO，增加对DMA的支持。也许在每秒上千的取样中，片上A/D转换器要比CMOS影像器或CCD传感器所需的器件出现的问题要少；在视频方面，这些器件可能每秒需要成百万的取样。ASP芯片实现了对低电压管理的支持。 龙珠MX1液晶显示控制器 (LCDC) 覆盖广阔的频谱。它的起始可编程软件屏幕尺寸为640x512。它支持每像素4位和无源彩色面板每像素8位以及TFT面板每像素16位，每像素16位为64K彩色支持。芯片运用128KB嵌入SRAM进行屏幕更新和数据保留。它能够直接驱动日立、摩托罗拉、夏普、和东芝等厂家的备受欢迎的LCD驱动器，并为12到16位TFT面板数据总线宽度提供支持。软件设计者将欣喜地发现它支持时钟硬件游标和背景间的逻辑操作，同时还可以将主要存储作为显示存储使用。该LCDC同时支持硬件摇摄全景（通过软件的水平卷页显示）。一个用于图像的硬件透镜和一个用于文本、可格式化的透镜将会为该款优秀的规格锦上添花。 系统I/O：芯片的标准系统I/O具有带中断性能的普通通用I/O（GPIO）端口。多路接脚于各种不同的功能配置在一起以提高效率。由于摩托罗拉还未公布芯片的接脚分布，它的具体情况还不得而知。 脉冲宽度调制（PWM）磁心具有4x16宽的FIFO，以此将中断频率降至最低，它还具有16位分辨率，并且提供声音和旋律生成。 系统服务：龙珠提供两个32位通用计数器/计时器和一个长达64秒、增量为0.5秒的监视器时计。它的实时时钟/取样时计被设定为32kHz、32.768kHz和38.4MHz；可传送全部时钟性能，包括警报；并能够为操作系统需求以及数字化仪取样和键盘反跳产生中断。 系统控制：在系统控制区域中观察功率管理和引导存储器十分有趣。龙珠MX1功率管理的特性由可编程时钟合成器支持，这种时钟合成器使用32.768kHz或38.4kHz晶体用于全频控制。模组（芯片）可以单独关闭，也可以为最低功率的模式进行配置。操作系统将在很大程度上负责执行最适合手头工作的功率管理，同时期望能够留给最终用户一些控制自由。迄今还没有动态独立的功率管理被执行过；摩托罗拉正依靠它的0.18微米处理，带来高频和最低漏泄电流。即使在系统关闭时，漏泄电流同样会消耗电池能量；最大程度地减少漏泄可以有效地延长电池使用时间，降低充电频率。 启动程序模式支持系统设定初值和通过UART下载程序或数据。它能够将程序执行传送到主存储器中，并支持可选择数据的带宽，用于存储器和存储器映射设备。摩托罗拉在芯片上加入了少量ROM'd指令，从技术上将龙珠MX1置于微控制器类别中。 CPU：摩托罗拉的龙珠MC9328MX1使用ARM920T微处理磁心硬件，目标瞄准摩托罗拉的0.18微米处理程序，这也是龙珠VZ和Super VZ（68K结构）芯片所使用的处理程序。该芯片将16KB指令和数据高速缓冲存储器隔离开，有望令高性能的32位装置以200MHz运行。它使用ARM9TDMI的CPU，结合ARM法则，即以16位压缩指令集实现更小的占位面积。这个复合磁心通过高速缓冲锁定进一步加入了对用户和系统编码的混合负载的支持。高速缓冲器独立地与256字节（1/64的高速缓冲器）的颗粒度单独锁定。除了确定高速缓冲器的尺寸大小，摩托罗拉的设计者还沿用了ARM的磁心规格。高速缓冲器上增加的数据可以从ARM手册中获得。 虚拟存储管理单元（VMMU）完成对软件开发和运行时间安全以及可靠性等方面的支持。摩托罗拉正在编写该芯片手册。摩托罗拉希望能够提供更多关于VMMU规格、同步高速缓冲以及因内容发生改变和经历DMA（或DVMA）而造成无效高速缓冲策略的详细资料。同时，摩托罗拉的设计者认为同步高速缓存和无效算法依赖于操作系统。我们的观点是：只要同步高速缓存通过无效方式执行，上述观点就成立，这是一种适于小型高速缓存、不太适于16KB高速缓存的方法。 总线，中断和存储：龙珠MX1使用ARM先进的微控制器总线结构（AMBA），即SoC多主总线接口。它利用AHB(先进的高性能总线)-to-IP接口与速度较慢的片上外围设备进行交流。中断控制器能够接受63次中断，这可以为16个中断源进行矢量优先。 这种SDRAM控制器（SDRAMC）带有两个独立的芯片选择，每个芯片选择皆高达64MB，从而多少降低了对内部总体存储的限制。SDRAMC与PC 100兼容，100MHz的接入时间为8-1-1-1。在启动时间内，它具有16位和32位软件可配置性能。 多达6个的额外芯片选择可以用在芯片外部的设备上，每个都有16MB的地址空间，而用于ROM芯片选择的地址空间更高达32MB。芯片选择具有可编程保护，总线宽度和等待状态。