RealARM 6410 User Guide

REALARM 6410 开发板用户手册 HW.V1.0

第一章 6410 开发板概要介绍........................................ 3

1.1 6410 开发板整体介绍........................................ 3

1.2 6410 开发板可选的硬件组件 .................................. 4

1.3 E6CORE核心板功能介绍 ...................................... 5

1.4 核心板引脚定义及封装说明 .................................. 7

1.4.1 核心板引脚定义 ........................................ 7

1.4.2 核心板封装说明 ....................................... 12

第二章 6410 开发板硬件使用说明................................... 14

2.1 需要明确的几点 ........................................... 14

2.2 开发板接口定义及使用 ..................................... 14

2.2.1 调试串口引脚定义及使用 .............................. 14

2.2.2 USB转串口线与开发板连接 ............................. 15

2.2.3 RJ45 接口定义及连接 ................................. 15

2.2.4 模拟视频接口引脚定义用使用 .......................... 16

2.2.5 USB接口定义 ......................................... 18

2.2.6 LCD接口定义 ......................................... 19

2.2.7 Camera接口定义 ...................................... 21

2.2.8 外扩接口引脚定义 .................................... 21

2.2.9 SD卡接口定义及连接 .................................. 22

2.2.10 音频接口概述及定义 .................................. 23

2.3 BOOT启动配置开关说明 ...................................... 24

2.3.1 硬件连接图 .......................................... 24

2.3.2 WinCE Boot启动配置 .................................. 25

2.3.3 Linux Boot 启动配置 ................................. 25

2.3.4 Android boot启动配置 ................................ 26

2.4 板载按键定义及引脚连接 ................................... 27

2.5 LED灯连接 ................................................ 28

2.6 RESET复位 ................................................28

2.7 系统内存分配图 ........................................... 29

2.8 WIFI模块接口定义 ......................................... 29

2.9 GPRS/GSM模块接口定义 ..................................... 32

2.10 GPS模块接口定义 .......................................... 34

2.11 开发板串口分配 ............................................ 35

第三章 硬件设计分析 ............................................. 36

3.1 S3C6410 处理器性能简介 .................................... 36

3.2 CPU不使用管脚的处理方法 .................................. 38

3.3 CPU电源引脚的供电范围 .................................... 40

3.4 内存设计分析 ............................................. 40

3.5 NAND FLASH和NOR FLASH的区别 .............................. 43

3.6 NAND FLASH MLC和SLC的区别 ................................ 46

3.7 NAND FLASH电路设计分析 ................................... 47

3.8 电源管理单元的实现 ....................................... 49

3.9 6410 时钟信号的产生 ....................................... 52

3.10 网络芯片DM9000 设计分析 ................................... 53

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3.11 音频设计分析 ............................................ 55

3.12 WIFI电路设计 ............................................ 57

3.13 GPS模块电路设计 ......................................... 58

3.14 GPRS/GSM硬件设计分析 .................................... 59

3.15 摄像头电路设计 .......................................... 61

第四章 核心板PCB分析 ............................................ 64

4.1 核心板PCB常规线宽线距 .................................... 64

4.2 过孔大小及盲埋孔分布 ..................................... 64

4.3 DDR布线要求及规范 ........................................ 65

4.4 USB差分走线规则 .......................................... 66

4.5 核心板迭层结构 ........................................... 67

4.6 核心板阻抗控制 ........................................... 67

4.6 PCB图走线层显示 .......................................... 68

第五章 工具软件及驱动的安装使用说明 ............................. 75

5.1 DNW0.6C的使用说明 ........................................ 75

5.2 USB驱动的安装 ............................................ 78

5.3 DNW0.6C中USB下载的使用 ................................... 82

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第一章 6410 开发板概要介绍

1.1 6410 开发板整体介绍

Real6410开发板是华天正科技推出的高性能、高集成、广扩展的一体化开发
板。Real6410 由底板和核心板两部分组成。其中核心板命名为 E6Core，E6Core
是一款成熟应用于实际产品的核心板。6410 开发板可以用如下图 1 来表示。

图 1

6410 开发板具有以下特点：

1、采用高度集成和成熟运行于商业平台的 华天正科技所研发

E6CORE
2、24 位 RGB 接口，并在接口上引出 IIC 、SPI 、TOUCH 总线。
3、CVBS、TV 输出接口（经放大单元放大后输出）
4、USB Host 1.1 接口
5、USB OTG 2.0 接口
6、RJ45 100M 网络接口，外置 1:1.414 的变压器
7、RS232 接口
8、外扩 SPI、 IIC、 ADC（四路）、外部中断（3 路）、两路 TTL Uart 接口，以

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上除 ADC 外均可做为 IO 口使用。
9、SD 卡接口
10、10 路手机按键设计
11、两路 LED 指示
12、复位按键
13、1.5W 喇叭接口
14、MIC 输入电路
15、耳机接口（PJ-327）
16、Boot 配制开关

17、板载 公司的 GPRS SIM300 模块

18、板载 GPS 模块、天线接口,支持 Sirf 公司的 GPS 模块
19、SDIO WIFI 接口（ 采用 miniPCI 接口座）

6410 开发板图片如图 2 所示

1.2 6410 开发板可选的硬件组件

6410 可选配的外部硬件模块包括如下

1、4.3” LCD (带 Touch)
2、5.0” LCD (带 Touch)
3、7“ LCD （带 Touch）

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3、OV9650 30W 摄像头
4、OV3640 带有数字可变焦的摄像头

其中 4.3“LCD 选用 东华影像的 WXCAT43-TG3#001_V1.2 带 Touch
的 LCD，其分辩率为 480*272，支持 24 位的 RGB。

5.0“LCD 采用 Hannstar（汉彩）的 HSD050IDW1-A20，

分辩率为 800*480，支持 24 位 RGB，Touch 采用 深圳北泰显示所对
应的 5”Touch,型号为 AG-1639A-CLB7-FDA。

7“LCD 采用 Innlolux Display(群创)公司的 AT070TN83 V.1，
分辨为 800*480，支持 18 位 RGB，Touch 采用深圳北泰显示所对的 7“Touch 型

号为 AG-1740A-GRB1-FD

OV3640 模块内置 公司的 OV3640 芯片，OV9650 内置

OV9650芯片，模块制造商为 香港信利有限公司，即 TRULY

公司。分别为 300W 像素和 30W 像素，前者带有自动变焦 AFC 单元，后者无此
单元。

1.3 E6CORE 核心板功能介绍

E6CORE 核心板有在 6cm*6 cm 的面积上集成了

Samsang 公司的 S3C6410 芯片、两片 16 位的 128M Byte mobile DDR、1G Byte

的 MLC 型 NandFlash K9G8G08、电源管理单元、100M

以态网芯片 DM9000AEP、具有双路输入和输出的 Wolfson 公司的

WM9713、 SandDisk 的 iNand Flash、核心板 170 脚 2.0mm
的邮票孔引出。 可以用如下方框图 3 来表示

图 3

公司的

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1GByte

晶振
及其
它外
围连
接

NandFlash

100M
NET

128Byte/1
6 位
mDDR

S3C6410

128Byte/1

电源
管理
单元

*SanDisk
iNAND

6 位
mDDR

WM9713

图 4

核心板实物如图 4 所示，功能如下：
1、667MHz S3C6410X
2、256M byte mobile DDR
3、1G Byte NandFlash
4、单独电源输入管理单元
5、支持 Phone 连接模式的音频输入输出管理单元

6、iNAND Flash 支持

7、170Pin 邮票孔引出

特别声明：

1、iNAND 在 E6CORE 为核心的开发板上不焊接，如果需要自行焊接，驱

动程序暂没有调试，如若使用请根据三星 moviNAND 支持的方法自行调

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试。

2、在不通知客户的情况下，mobile DDR 根据实际情况可更改为现代半导体

兼容型号。标称 256M Byte 不改变，速度与温度范围不改变。

1.4 核心板引脚定义及封装说明

1.4.1 核心板引脚定义

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1.4.2 核心板封装说明

图 5

厚度 2.85mm
长 60mm
宽 60mm
PIN 间距 1.27mm

推荐封装如下所示

1、要求在核心板后加盖一层丝印，以防止核心板与过孔短路如图 6 所示
2、要求如图 7 所示，在底板的机械层上开框

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图 6

图 7

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第二章 6410 开发板硬件使用说明

2.1 需要明确的几点

● Real6410 开发板采用是 5V/2A 电源供电，确认开箱后的电源为 5V/2A 或

3A 的电源

● Real6410 开发板所引出的串口和 PC 机的串口引脚定义一致，所以提供的

串口线为交叉线，如果使用 USB 转串口线，请使用我们提供的交叉线连接
开发板，然后再与 USB 转串口线相连，最后接入电脑。

● 提供的网线可以直接连接 HUB 或 PC 机，开发板自适应

● 检查所带模块是否齐全

2.2 开发板接口定义及使用

2.2.1 调试串口引脚定义及使用

核心的 TXD0 和 RXD0 接 CPU 的 TXD0 和 RXD0，即使用了 6410 的 Uart0

经 RS232 后与 PC 相连，开发板采用公座的 DB9 接口，串口引脚定义如图 8

1、GND 2、RXD 3、TXD 4、NC 5、NC 6、NC 7、NC 8、NC 9、NC

与 PC 相连接如图 9 所示

图 8

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图 9

2.2.2 USB 转串口线与开发板连接

一般笔记本不再有串口，这时需要使用 USB 转串口来与开发板相连，市面

上大多 USB 转串口转出来的是标准的 RS232 DB9 接口，就如同图 9 所示 PC 机
的接口，这时仍然需要使用提供的交叉线与开发板相连接，然后再连上转出的串
口上。

图 10 相当于 PC 机的标准串口，仍需交叉线连接开发板

2.2.3 RJ45 接口定义及连接

开发板使用标准 RJ45 接口，如图所示 图 11

其引脚定义如下

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图 11

基本定义

扩展定义
9 LED 连接指示灯

10 LED电源 连接指示灯电源
11 LED 速度指示灯
12 LED电源 速度指示灯供电
13 GND
14 GND

由于开发板所使用的变压器为 HS9016，HS9016 具有自动翻转功能，即可以

自动识别收发信号并自动去适应，这使得我们可以使用交叉网线或者直通网线连
接路由、HUB 或 PC。

绿灯常亮，黄灯闪烁 为正常通信状态

2.2.4 模拟视频接口引脚定义用使用

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开发板提供两种模拟视频输出接口，即 RCA 接口和 S 端子接口，图示如下

RCA

S端子

RCA接口，即 CVBS 接口，其传输的复合视频信号，通常颜色为黄色，可

图 12

直接接至电视机的黄色 RCA 接口。其封装如图 13 所示

引脚定义

1、视频信号

2、GND

由于 CVBS 接口传输，把视频信号的亮度和色度信号采用频谱音置的方式

法复合在一起，会导致亮、色的串扰，从而影响图像的清晰度，而 S 端子分离和
亮度信号 Y 和色度信号 C，两者的分开传输使得亮度信号不受色度信号的干扰，

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所以 S 端子输出的图像比较明快清晰

引脚定义

1、CGND 色度信号 GND
2、YGND 亮度信号 GND
3、Y 亮度信号
4、C 色度信号
5 NC 安装孔
6 NC 安装孔
7 NC 安装孔

图 14

2.2.5 USB 接口定义

开发板提供两种 USB 接口，OTG 和 USB HOST 接口

图 15 OTG 接口 图 16

OTG 引脚定义

图 17 USB HOST 接口定义

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OTG 封装如下

图 18 OTG 封装 A型 USB 封装

2.2.6 LCD 接口定义

图 19

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2.2.7 Camera 接口定义

2.2.8 外扩接口引脚定义

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2.2.9 SD 卡接口定义及连接

图 20

图 21

1、数据线 3
2、CMD 信号
3、GND
4、3.3V 电源输入
5、时钟信号
6、GND

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7、数据线 0
8、数据线 1
9、数据线 2
10、 插入探测引脚，低有效
11、 保护引脚 WP，低有效
12、 GND
13、 GND

2.2.10 音频接口概述及定义

开发板提供了三种音频接口： 1.5W 音频输出、耳机输出、驻极体 MIC

1、1.5W 音频输出，可以直接接喇叭，采用两脚的排针引出

2、耳机输出采用 PJ327A 接口，可接高度 2.5mm 的耳机，其封装定义如图 22

所示

3、MIC 采用驻极体 MIC，详见板载

图 22

引脚定义： 1、左声道输出 2、GND 3、插入探测 4、右声道 5、NC

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2.3 BOOT 启动配置开关说明

2.3.1 硬件连接图

图 23

EINT13 EINT14 EINT15 分别对应 GPN13、GPN14、GPN15 引脚

板载物理图:

图 25

图 24

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2.3.2 WinCE Boot 启动配置

图 26

由于 WinCE 使用的是内部 IROM 启动方式，采用 1GB 的 NAND，SD 卡接

在 SD 卡通 1 上，所以启动方式如下配置

图 27

2.3.3 Linux Boot 启动配置

Linux采用非 IRAOM 的方式启动，采用 1GB 的 NAND，SD 卡接在通道 1
上，三星 6410 手册没有公布非 IRAM 启动方式的定义，经查 6400 手册得知图

26 的 RESERVED 定义如下:

EINT13 EINT14 EINT15 分别对应 GPN13、GPN14、GPN15 引脚

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图 28
启动配置选择如下所示

图 29

2.3.4 Android boot 启动配置

同 2.2.3 Linux boot 启动配置

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2.4 板载按键定义及引脚连接

图 29
方向键定义与连接如下图所示

图 30

布局与定义

上

左 确定 右

下
MENU
HOME ESC
CALL ENDCALL

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功能键定义与连接

2.5 LED 灯连接

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当控制 LED 灯的引脚低电平时，LED 亮，高电平时灭

2.6 RESET 复位

当红色标记按键（K7）按下时系统复位(低电平复位)

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2.7 系统内存分配图

2.8 WIFI 模块接口定义

WIFI 模块采用 GM320 模块，它采用 SDIO 接口和

CPU 进行连接。其内部功能如下

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引脚定义如下:

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模块外形尺寸如下:

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2.9 GPRS/GSM 模块接口定义

GSM 的引脚定义如图所示，更多的描述更参阅 SIM300 硬件手册

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2.10 GPS 模块接口定义

注： GPS 模块有可能采用相兼容型号，但引脚及定义和性能参数是一致的

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2.11 开发板串口分配

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第三章 硬件设计分析

3.1 S3C6410 处理器性能简介

S3C6410 是 SAMSUNG 公司基于 ARM1176的 16/32 位的高性能低功耗

的 RSIC 通用微处理器，适用于手持、移动等终端设备。

S3C6410 是一款低功率、高性价比、高性能的用于移动电话和通用处理

RSIC 处理器。为 2.5G 和 3G 通信服务提供了优化的硬件性能，采用 64/32bit

的内部总线架构，融合了 AXI、AHB、APB 总线。还有很多强大的硬件加速器，
包括运动视频处理、音频处理、2D 加速、显示处理和缩放。一个集成的

MFC(Multi-Format video Codec)支持 MPEG4/H.263/H.264 编解码和 VC1 的
解码，这个硬件编解码器支持实时的视频会议以及 NTSC 和 PAL 制式的 TV

输出。此外还内置一个采用最先进技术的 3D 加速器，支持 OpenGL ES1.1/ 2.0

和 D3DM API 能实现 4M triangles/s 的 3D 加速。

S3C6410 包括优化的外部存储器接口，该接口能满足在高端通信服务中的
数据带宽要求。接口分为两路，DRAM 和 Flash/ROM/DRAM 端口。DRAM 端
口可以通过配置来支持 Mobile DDR、 DDR、Mobile SDRAM、SDRAM。

Flash/ROM/DRAM 端口支持 NOR-Flash，NAND-Flash，OneNAND，CF，
ROM 等类型的外部存储器和任意的 Mobile DDR、DDR、Mobile SDRAM、
SDRAM 存储器。

为了降低整个系统的成本和提升总体功能，S3C6410 包括很多硬件功能外
设：Camera 接口，TFT 24bit 真彩色 LCD 控制器，系统管理单元（电源时钟
等），4 通道的 UART，32 通道的 DMA，4 通道定时器，通用 I/O 口，I2S 总
线，I2C 总线，USB Host，高速 USB OTG，SD Host 和高速 MMC 卡接口以
及内部的 PLL 时钟发生器。

其内部功能框图如下所示

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3.2 CPU 不使用管脚的处理方法

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3.3 CPU 电源引脚的供电范围

3.4 内存设计分析

开发板采用 256M Byte mobile DDR，由两片 16 位的 mobile DDR 组成 32 位
宽的 256M Byte。

6410 支持 Mobile DDR、SDRAM、DDRI。考虑到速度和功耗的原因，由于
Mobile DDR（mDDR）有如下特点，故选用其做为开发板的设计。

1) 低功耗，是常规 DDRI 的一代

2) 低电压，1.8V

3) 支持 SLEEP 功能

4) BGA 封装，有效降低 PCB 面积

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5) 一般不需要串端电阻和上拉电阻，设计方便
原理图如下所示：

韩国现代半导体的 H5MS1G162MFP和三星的K4X1G163PC-FGC6 是完全

兼容的单片 16 位的 128M Byte 的 mDDR。它由 4 个 Bank 组成，每个 Bank
对应 16Mbit*16(即 32M Byte)。

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如上红框所示为所需的引脚，而 6410 提供的引脚能满足以上要求，

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S3C6410 有两个总线接口，其中 Xm1 接口支持 mDDR，其中 Xm1SCLK

和 Xm1SCLKn 组成差分时钟信号，用以连接内存的时钟端 CLK 和/CLK 端。
在布线时要注意 CLK 信号是很容易受到干扰的，一定要走成差分对，并且要
求不要穿越不同的 GND 和电源平面。6410 的 Xm1 接口提供两路片选信号以
供连接内存，在设计，我们虽然采用的是两片内存，但是由于数据线的低 16
位接在 U9 上，而高 16 位接在 U11 上，这样一个字(4 个字节)的存储方式为
低 16 位存在 U9 上，高 16 位存在 U11 上。很明显，两片内存的片选应当是
一样的，接在 Xm1CS0 上，对应的时钟使能信号为 Xm1CLKE0。在 6410 体
系结构中 Xm1CS0 的物理地址为 0x50000000

Xm1CAS和 Xm1RAS 分别 mDDR 的列选择信号和行地址选择信号，用以

进行内存行和列地址的选择。Xm1WE 为内存的写信号。

Xm1DQM和 Xm1DQS，分别屏蔽和选择字节，以满足于按字节或半字读。

3.5 NAND FLASH 和 NOR FLASH 的区别

NOR 和 NAND 是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel 于 1988 年首先

开发出 NOR flash 技术，彻底改变了原先由 EPROM 和 EEPROM 一统天下的局面。
紧接着，1989 年，东芝公司发表了 NAND flash 结构，强调降低每比特的成本，
更高的性能，并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。但是经过了十多年之后，
仍然有相当多的硬件工程师分不清 NOR 和 NAND 闪存。
相“flash 存储器”经常可以与相“NOR 存储器”互换使用。许多业内人士
也搞不清楚 NAND 闪存技术相对于 NOR 技术的优越之处，因为大多数情况下闪存
只是用来存储少量的代码，这时 NOR 闪存更适合一些。而 NAND 则是高数据存储
密度的理想解决方案。
NOR 的特点是芯片内执行(XIP, eXecute In Place)，这样应用程序可以直
接在 flash 闪存内运行，不必再把代码读到系统 RAM 中。
NOR 的传输效率很高，在 1～4MB 的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的
写入和擦除速度大大影响了它的性能。
NAND 结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除
的速度也很快。应用 NAND 的困难在于 flash 的管理和需要特殊的系统接口。

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性能比较

flash 闪存是非易失存储器，可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编
程。任何 flash 器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行，所以大多数情
况下，在进行写入操作之前必须先执行擦除。NAND 器件执行擦除操作是十分简
单的，而 NOR 则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为 0。
由于擦除 NOR 器件时是以 6?～128KB 的块进行的，执行一个写入/擦除操作
的时间为 5s，与此相反，擦除 NAND 器件是以 8～32KB 的块进行的，执行相同的
操作最多只需要 4ms。

执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了 NOR 和 NADN 之间的性能差距，统计
表明，对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时更多的擦除操作必须在基
于 NOR 的单元中进行。这样，当选择存储解决方案时，设计师必须权衡以下的各
项因素。

● NOR 的读速度比 NAND 稍快一些。

● NAND 的写入速度比 NOR 快很多。

● NAND 的 4ms 擦除速度远比 NOR 的 5s 快。

● 大多数写入操作需要先进行擦除操作。

● NAND 的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。

接口差别

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。
NAND 器件使用复杂的 I/O 口来串行地存取数据，各个产品或厂商的方法可
能各不相同。8 个引脚用来传送控制、地址和数据信息。
NAND 读和写操作采用 512 字节的块，这一点有点像硬盘管理此类操作，很
自然地，基于 NAND 的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。

容量和成本

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。
NOR flash 占据了容量为 1～16MB 闪存市场的大部分，而 NAND flash 只是
用在 8～128MB 的产品当中，这也说明 NOR 主要应用在代码存储介质中，NAND 适
合于数据存储，NAND 在 CompactFlash、Secure Digital、PC Cards 和 MMC 存储
卡市场上所占份额最大。

可靠性和耐用性

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采用 flahs 介质时一个需要重点考虑的问题是可靠性。对于需要扩展 MTBF
的系统来说，Flash 是非常合适的存储方案。可以从寿命(耐用性)、位交换和坏
块处理三个方面来比较 NOR 和 NAND 的可靠性。

寿命(耐用性)

在 NAND 闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，而 NOR 的擦写次数是十
万次。NAND 存储器除了具有 10 比 1 的块擦除周期优势，典型的 NAND 块尺寸要
比 NOR 器件小 8 倍，每个 NAND 存储器块在给定的时间内的删除次数要少一些。
所有 flash 器件都受位交换现象的困扰。在某些情况下(很少见，NAND 发生
的次数要比 NOR 多)，一个比特位会发生反转或被报告反转了。
一位的变化可能不很明显，但是如果发生在一个关键文件上，这个小小的故
障可能导致系统停机。如果只是报告有问题，多读几次就可能解决了。
当然，如果这个位真的改变了，就必须采用错误探测/错误更正(EDC/ECC)
算法。位反转的问题更多见于 NAND 闪存，NAND 的供应商建议使用 NAND 闪存的
时候，同时使用 EDC/ECC 算法。
这个问题对于用 NAND 存储多媒体信息时倒不是致命的。当然，如果用本地
存储设备来存储操作系统、配置文件或其他敏感信息时，必须使用 EDC/ECC 系统
以确保可靠性。

坏块处理

NAND 器件中的坏块是随机分布的。以前也曾有过消除坏块的努力，但发现
成品率太低，代价太高，根本不划算。
NAND 器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块，并将坏块标记为不可用。
在已制成的器件中，如果通过可靠的方法不能进行这项处理，将导致高故障率。

易于使用

可以非常直接地使用基于 NOR 的闪存，可以像其他存储器那样连接，并可以
在上面直接运行代码。
由于需要 I/O 接口，NAND 要复杂得多。各种 NAND 器件的存取方法因厂家而
异。
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。向 NAND
器件写入信息需要相当的技巧，因为设计师绝不能向坏块写入，这就意味着在
NAND 器件上自始至终都必须进行虚拟映射。

软件支持

当讨论软件支持的时候，应该区别基本的读/写/擦操作和高一级的用于磁盘
仿真和闪存管理算法的软件，包括性能优化。
在 NOR 器件上运行代码不需要任何的软件支持，在 NAND 器件上进行同样操
作时，通常需要驱动程序，也就是内存技术驱动程序(MTD)，NAND 和 NOR 器件在
进行写入和擦除操作时都需要 MTD。

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使用 NOR 器件时所需要的 MTD 要相对少一些，许多厂商都提供用于 NOR 器件
的更高级软件，这其中包括 M-System 的 TrueFFS 驱动，该驱动被 Wind River
System、Microsoft、QNX Software System、Symbian 和 Intel 等厂商所采用。
驱动还用于对 DiskOnChip 产品进行仿真和 NAND 闪存的管理，包括纠错、坏
块处理和损耗平衡。

3.6 NAND FLASH MLC 和 SLC 的区别

Flash产品可以分为三大架构，分别是单层式储存 (Single Level Cell；SLC)，
包括三星电子、Hynix、美光（Micron）以及东芝都是此技术使用者，第二种则
是多层式储存（Multi Level Cell；MLC)，目前有东芝、Renesas 使用，最后则是
英飞凌（Infineon）与 Saifun Semiconductors 合资利用 NROM 技术所共同开发的
多位储存（Multi Bit Cell；MBC）
SLC 技术与 EEPROM 相同，但在浮置闸极与源极之中的氧化薄膜更薄，其
数据的写入是透过对浮置闸极的电荷加电压，然后可以透过源极即可将所储存的
电荷消除，通过这样的方式，便可储存 1 个信息单元，在一次读写中 SLC 只有 0
或 1 两个状态，这种技术能提供快速的程序编程与读取，不过此技术受限于硅效
率问题，必须要由较先进的流程强化技术才能向上提升 SLC 制程技术。
MLC 是英特尔（Intel）在 1997 年 9 月最先开发成功的，其作用是将两个单
位的信息存入一个存储单元中，然后利用不同电位的电荷，透过内存储存的电压
控制精准读写，使 Flash 的容量大幅提升，在一次读写中 MLC 有 00、01、10
或 11 四个状态，就意味着 MLC 存储时要更精确地控制每个存储单元的充电电
压，它在读写时就需要更长的充电时间来保证数据的可靠性。[attach]145[/attach]
MLC 架构可以有比较好的储存密度，再加上可利用比较老的生产程备来提
高产品的容量，无须额外投资生产设备，拥有成本与良率的优势。不过 MLC 架
构有着让使用者很难容忍的缺点，首先是使用寿命较短，MLC 架构只能承受约

1 万次的存取，远低于 SLC 架构的 10 万次。其次就是存取速度，SLC 架构比
MLC 架构要快速三倍以上，加上 MLC 架构对于电力的消耗较多。

SLC 与 MLC 性能指标的比较

项目

SLC MLC

电压 3.3/1.8V 3.3V
工艺 0.12 μm 0.16μm
Page/Block 2KB/128KB 512B/32KB 或 2KB/256KB
寻道时间 25μs 70μs
Page 编程时间 250μs 1.2ms
区域编程 支持 不支持
写入速率 大于 8MB/S 1.5MB/S
可擦写次数 10 万次 1万次

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3.7 NAND FLASH 电路设计分析

S3C6410 支持 MLC 和 SLC 型 NAND FLASH，连接电路如下图所示

以上电路图为兼容设计，既支持 MLC，又支持 SLC，在用 SLC，例如
K9F1G08、K9F2G08，此时，R22 R29 和 R18 不用焊接。

在使用 MLC 时根据 MLC FLASH 管脚的定义进行合理焊接，开发板标配使
用 1G Byte 的 MLC 型 NAND FLASH，此时电阻可以全部焊接。

NAND FLASH 接在 6410 的 Xm0 总线上，数据线为 8 位，使用
Xm0DATA0-Xm0DATA7，由 于 NAND 是非线型寻址，故不用连接地址线。MLC

型 FLASH 采用的是 3.3V 供电，接到 VDDIO。FALE 为 NAND FLASH 的地址使
能端，当此信号为高时，表示送的是地址，此时 NAND FLASH 通过 N 次送址，
这里的 N 次为 NAND FLASH 的总的空间大小的字节数/每次 1Byte。FCLE 表示
送的是命令，例如 Erase 命令。FREn 和 FWEn 接 NAND 的读写信号。FRnB 是
NAND FLASH 忙判断。

如下图所示，我们知道 NAND 的物理起始地址为 0x20000000

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开发板使用的是 MLC 为 K9G8G08，其结构所下所示：

从上表可以看出 K9G8G08 每次的大小是 2K，我们不计算 C 区的 64 字节，

每个 BLOCK 有 128 页，共计 128*2K=256K，整 个 FLASH 包含 4096 个 BLOCK
共计 1G byte。地址分为 5 次发送，其中前两次发的页地址，后三次为页内字节
地址，CPU 以页的方式来访问 FLASH。

NAND FLASH 的命令控制字如下表所示。

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3.8 电源管理单元的实现

根据 3.3 章节要求的电压，我们进行合并。
其中需要产生如下电压

1、VDDIO 3.3V 不受控
2、VDDARM 1.2V 受控
3、VDDINT 1.2V 受控
4、VDDPLL 1.2V 受控
5、VDDMEM1 1.8V 不受控
6、VDDALIVE 1.2V 不受控
7、VDDOTG 3.3V 受控
8、VDDOTI 1.2V 受控
9、VDDADC 3.3V 不受控

我们将其中的 2 3 4 8 合为一路电源供电，可以在 SLEEP 时，关闭此路电源
以降低电流。而 VDDIO、VDDALIVE、VDDALIVE 不能关闭，其它电源供电可
以在 CPU 内关闭相应的寄存器来实现关闭。

为了提高电源的转换性能，我们采用 DCDC 来提供大电流的供电。而很小
电流的采用 LDO 来转换。

电路原理图如下所示：

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DCDC转换 IC 采用提 MPS 公司的 MP2104DJ，它是一个降压
型 的 DCDC，这个 IC 具有以下特点

1、转换效率高达 95%
2、1.7MHZ 的开关频率
3、600mA 的电流输出
4、宽电压 2.5V-6V
5、输出电压可调节，低至 0.6V
6、热保护
7、短路保护

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8、<0.1uA 的关断电流
9、小型 SOT23-5 封装，有效节约 PCB 面积
综上所述，它非常适合手持设备上应用。

LDO 采用是 toirex 公司的 XC6219 系列产品，此系列产品具有
以下特点：

XC6219 系列是高精度,低噪音,采用 CMOS 生产工艺的 LDO 电压调整器

芯片。具有低输出噪音,高纹波抑制,低输入输出压差和非常快速的开启时
间。
XC6219 系列芯片内部包括一个参考电压源,一个误差运算放大器,驱动三
极管,电流限制器和相位补偿电路。
XC6219 系列的电压限制器 foldback 电路可为电流限制器和输出引脚提
供短路保护。

XC6219系列的输出电压可通过激光微调设定,输出电压范围是从 0.9V 到

5.0V,间隔为 50mV。
XC6219 系列可以使用低 ESR 的陶瓷电容, 以降低方案成本,并能改善输

出的稳定性,并且具有良好的瞬态响应和宽频段的高纹波抑制,即使负载
变化也能保证电路稳定的工作。
XC6219 系列具有 CE 功能,可使芯片停止工作,以降低功耗。

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3.9 6410 时钟信号的产生

6410 需要四路时钟信号，分别如下

1、主时钟，12MHZ
2、Video 时钟信号 27HZ，用于显示模块，如 MFC LCD TV 模块提供时钟信号
3、USB 时钟，48MHZ，用于 USB SD 卡 SDIO 提供时钟信号
4、RTC 时钟，32.768KHZ，用于实时时钟模块提供时钟信号

其是 1 2 3 可以选择用有源晶振还是无源晶振，除主时钟外，2 和 3 都需要

做 CPU 寄存器的配置才能产生相应的时钟，即选择无源还是有源的。而主时钟
用的是有源的还是无源的，由 OM0 引脚来配置，当 OM0 拉高时，使用无源晶
振，当置低时，使用有源晶振，当使用无源晶振时，XEXTCLK 引脚需要拉高。

综上所要求，设计如下所示，由于成本考虑，采用无源晶振。

在设计中，我们需要参考 3.2 节表中所示，晶振需要注意的事项。在晶振的

选型上，我们也要注意如下参数

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3.10 网络芯片 DM9000 设计分析

要实现小型嵌入式设备的 Internet 接入，TCP/IP 首先要解决的是底层硬件
问题，即协议的物理层。Ethernet 具有成熟的技术、低廉的网络产品、丰富的

开发工具和技术支持，当现场总线的发展遇到阻碍时，以太网控制网络技术以其

明显的优势得到了迅猛的发展，并逐渐形成了现场总线的新标准——Ethernet。

考虑到国内局域网大部分是以太网，随着交换式网络、宽带网络的发展，基于以

太网的嵌入式设备 Internet 接入应用有着现实意义。

在现有嵌入式系统中，大多数选用的是 10Mb/s的以太网卡，其传输速率慢，
已不能再适应现在人们的要求。而其它 10/100Mb/s网卡芯片或工艺复杂或成
本较高，不适应工业制造。而DM9000 是完全综合的、成本较低的单一快速以

太网控制器芯片，具有通用的处理器接口。它被设计为低功耗、高处理性能，而

其设计又非常简单，所以可以容易的完成不同系统的软件驱动开发。

DM9000——DAVICOM 公司的 10/100Mb/s 自适应以太网芯片。其特点
是：支持 8 位、16 位、32 位数据总线宽度；寄存器操作简单有效，有成熟的

Linux 驱动程序支持；3.3V 接口电平；成本相当低廉；还可以使用 MII 接口和
PHY 芯片连接。

● 硬件整体连接

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● 6410 与 DM9000 连接逻辑图

DM9000 的总线是 16 位的，接在 6410 的 Xm0 的总线上。
DM9000 默认 I/0 基地址为 300H。CMD 引脚用于设置 COMMAND 模式，CMD
为高时，选择数据端口。CMD 为低时，选地址端口。数据端口和地址端口的地址
码由下式决定：

DM9000 地址端口=高位片选地址+300H+0H

DM9000 数据端口=高位片选地址+300H+4H

其中，高位片选地址由 S3C6410 的 Bank1 提供，即为：0x18000000

DM9000 CMD 引脚接至 6410 的 Xm0 的地址线 ADDR2 上，可以用来选择
发送的是地址还是数据。

DM9000 的 IOR 和 IOW 接至 6410 的 Xm0 总线的读写引脚

DM9000 的复位引脚接至 6410 的复位输出，以保证 CPU 运行后再复位芯片。
DM9000 的 EECS 和 EECK 引脚可以选择 8 位还是 16 位总线和高低电平触

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发中断。

DM9000 的中断引脚接至 CPU 的 EINT7 引脚，高电平触发中断

3.11 音频设计分析

WM9713L 是一款高度集成的输入/输出器件，专为移动计算和通信而设计。
该芯片采用了双编解码器运行的架构，通过 AC 连接接口支持高保真(Hi-Fi)立体
声编解码器功能，同时还通过一个 PCM 型同步串行端口(SSP)额外支持声音编码
解码器功能。该芯片还提供了一个第三辅助数字模拟转换器，用于采用与主编码
解码器不同的采样率，支持产生监控音调(supervisory tones)或铃声等。
该器件能够直接连接到一个 4 线或 5 线触摸屏、单声道或立体声麦克风、立
体声耳机以及立体声扬声器，从而降低了系统元器件总数。与耳机、扬声器以及
听筒的无电容连接，可节省成本和印刷电路板面积。另外，还提供了多个模拟输
入和输出引脚，与无线通讯设备模拟连接无缝集成在一起。
通过一个符合 AC-97 标准的单独的 AC-Link 接口，可以连接和控制所有的芯
片功能。可以直接输入 24.576MHz 的主时钟，或者由板上的锁相环从一个 13MHz
(或其他频率)时钟从内部产生，该锁相环支持从 2.048Mhz 到 78.6Mhz 的大范围
输入时钟。
WM9713L 运行的电源电压范围为 1.8V－3.6V；芯片上的任何部分都可以通过
软件控制实现关断来降低功耗。该器件采用了小型的无引线 7×7mm 封装，是掌
上和便携系统应用的理想方案

AC’97 Rev 2.2 兼容立体声编解码器
数模转换器信噪比为 94dB，总谐波失真为-85dB
模数转换器信噪比为 87dB，总谐波失真为-86dB
可变的音频速率，支持所有 WinCE 采样率
音调控制、重低音增强和 3D 增强音效
片上 45mW 耳机驱动器

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片上 400mW 单音或立体声扬声器驱动器
立体声、单音或差分麦克风输入
自动电平控制（ALC）
麦克插孔和麦克按键检测
辅助单声道数模转换器（铃声或直流电压生成 ）
连接无线芯片组的无缝界面
电阻式触摸屏接口
支持 4 线和 5 线面板
12 位分辨率、INL ± 2 LSBs (<0.5 像素)
X、Y 和触摸压力(Z)测量
在睡眠省电模式下笔触的探测
支持语音编解码器的附加 PCM/I2S 接口
锁相环生成音频时钟
支持输入时钟范围：2.048MHz -78.6MHz

1.8-3.6V 电源电压（数字电源电压低至 1.62V，扬声器高至 4.2V）
7x7mm 48 接脚 QFN 封装

功能框图

WM9713 采用 AC97 总线与 6410 相连接。我们设计上提供了以下的功能

1、 LOUT 和 ROUT 组成耳机输出
2、 SPKL 和 SPKR 组成喇叭输出，不过由于内置的功入放大较小，需外接功放。
3、 MICP 和 MICN 组成麦克差分输入，可以直接接 MIC
4、 MIC1 单独 MIC 输入。
5、 MIC_MTP 和 MIC_MTN 是 WM713 的差分输出，可以直接接至 GSM 的音频输入
6、 BBP 和 BBN 是 WM713 的差分输入，可以直接至 GSM 的音频输出

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7、 TOUCH 功能，核心板引出 5 线和 4 线接口的 TOUCH

其原理图设计如下所示

WM9713 采用有源 24.576MHz 做为时钟源，其内部有 PLL 电路和分频电路，

可以分频至各个模块使用。

WM9713 的供电范围比较宽，1.8~3.6V，使用 VDDIO 供电即可，其内部可以
SLEEP 不用的模块，以达到省电的目的。我们也可以通过 AC97 总线去配制内部
寄存器。

WM9713 有多个混音器，为了能使 CPU 和 GSM 部分共用一个 MIC 和喇叭或耳
机，我们可以合理的配合混音器，使路径能够按要求所进行，减少了外部模拟开
关的使用。

3.12 WIFI 电路设计

原理图如下：

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模块要求 3.3V 供电，我们采用 LDO LM1117-3.3 为 WIFI 模块供电。SD 通

道 0 接至 WIFI 模块的 SD 接口，

图中 LED2 为连接指示灯，当连接时，LED2 会闪烁，连接成功后，LED2

灯常亮。

由于模块是默认是 SD 卡接口连接，所以接口选择可以不接。
模块的 RESET 引脚可以接至 CPU 的复位引脚，也可以不接。

PDn 引脚是上电使能引脚，模块默认拉高，低电平关闭模块供电。
SD0 通道 0 也接在 iNAND 上，两者不能同时使用 SD0，所以当使用 iNAND

时，不能使用 WIFI 模块，反之亦然。

3.13 GPS 模块电路设计

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GPS 模块连接在 CPU 的串口 UART2 上，GPS 的 ON_OFF 引脚是模块的电源

使能引脚，高电平打开供电，低电平反之。模块的天线设计部分加多了电阻电容，
以便天线灵敏的调节。

3.14 GPRS/GSM 硬件设计分析

SIM300 是小体积即插即用模组中完善的三频/四频* GSM/GPRS 解决方案
使用工业标准界面，使得具备 GSM/GPRS 900/1800/1900MHz 功能的 SIM300C 以小
尺寸和低功耗实现语音、SMS、数据和传真信息的高速传输。

SIM300 的优良性能让它应用于许多方面，例如 WLL、M2M、手持设备等等。

三频/四频 GSM/GPRS 模块，外形尺寸 40x33x2.85mm
支持用户定制的 MMI 和键盘/LCD
内嵌强大的 TCP/IP 协议栈
基于成熟可靠的技术平台，我们的无线通讯模块的技术支持将 为您提供从产品
定义到设计和生产的全程服务

基本特点：

三频GSM/GPRS 900/ 1800/ 1900 MH
或四频 850/900/1800/1900MHz*
GPRS (class 10) 标准
GPRS（class B）
满足GSM（2/2+）标准

- Class 4（

2W@850/900MHz）

- Class 1 (1 W @ 1800/1900MHz)
尺寸：40 mm x 33 mm x 2.85mm
重量：8g
通过AT命令控制（GSM07.07，07.05 和增强AT命令）
SIM应用工具包
支持电压范围 3.4...4.5V
低功耗
正常操作温度：

-20 °C to +55 °C
限制操作温度：

-25 °C to -20 °C和 +55 °C to +70 °C
存储温度：

-40 °C to +80 °C

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原理图设计如下

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1、电源设计，因为 GPRS 或 GSM 发射时需要很大的电流，在设计上应当最大能提

供到 1.2A，在设计中我们用外部 5V 输入的电压经两个二个 1N4007 进行降压，
使得 VDDGPRS 在 3.8-4.5 之间，可以更换一个二极管为节电压较低的管子，
比如说 1N5820. 5V-0.7V*2=3.6V，所以建议更改其中一个 1N4007 为 1N5280，

即 5V-0.7V-0.2V=4.1V
2、LED 指示：当 GSM 模块工作正常（不一定连接成功），这时 LED 灯不断闪烁
3、PWRKEY 是模块的启动使能端，SIM300 启动时需要满足以下波形

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PRKEY 引脚在内部上拉至 VDDBAT 引脚，所以设计时 Q2 的集电极不再上拉至

高电平。我们通过 GPRS_PWDN 来控制 PWRKEY 引脚满足以上时序，以便启动模块

以上时序是关闭模块的时序

4、SIM 的连接，如下图所示

5、TXD1 和 RXD1 连接到 GPRS 的串口上，CTS1 和 RTS1 可以在使用 GPRS 上网时选

用，也可以不选用。
6、为了和 CPU 使用同一个 MIC 和喇叭，GSM 的音频输入和输出需接到 WM9713 芯

片，以便 WM9713 片内混间
7、AT 指令集请参考相关文档。

3.15 摄像头电路设计

本摄像头模块的设计兼容 OV9650 和 OV3640 两个摄像头模块，因为两者的

IO 电压不一样，所以在设计中加多了电平转换 IC ADG3308，同时又采用了串接
排阻来不使用 ADG3308

OV 公司的摄像头模块，需要采用 SCCB 总线去配置，也就是 IIC 总线，我

们在设计中把 SCCB 总线接在 CPU 的 IIC 总线通道 0 上。

OV 系列的摄像头芯片需要三路电压: 1、核心电压 2、模拟电压 3、IO 电压

我们可以参考数据手册，来选择合适的 LDO 来给模块供电。
原理图参考设计如下

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开发板接口

电平转换或者不转接，根据芯片型号选择

电压提供部分(3 路)

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摄像头模块接口(FPC24)

在设计上需要注意的地方：
1、电压一定要在手册规定的范围之内，否则可能烧坏芯片
2、电平一定要匹配，否则容易误码，IIC 读写不成功
3、PWDN 引脚是低电平时使能，高电平是关闭模块供电
4、注意 RESET 引脚的正常电平状态，否则 IIC 配置不成功
5、由于 CPU 是 8 位的 CAMERA 总线，我们需要把 8 位总线接至 OV 芯片

的高 8 位，最低两位可以接 GND 或不接。

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第四章 核心板 PCB 分析

4.1 核心板 PCB 常规线宽线距

1、常规信号线线间距 4mil
2、TOP 层 BGA 外围第一排线宽 5mil

3、BGA 内部线宽 4mil

4、电源和 GND 最小线宽 10mil，最大 20mil

建议线宽线距最好不要出现 4mil 以下的，以方便制板

4.2 过孔大小及盲埋孔分布

本板在设计通板采用盲埋孔，没有通孔，其中 1-2 层为盲孔，孔参数为 10/4

2-7 层为埋孔，孔参数为 16/8，7-8 层为盲孔，孔参数为 10/4

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在本板设计中，孔能打在焊盘上的尽量打在焊盘上。因为采用盲埋孔设计，

而且孔径较小，不存在在 SMD 时漏锡现象。

4.3 DDR 布线要求及规范

● 电源和 GND 的走线规则

一、地层必须紧挨信号层，以提供良好的返回路径。
二、地层必须无割裂现象。
三、接地管脚的处理：

a) 过孔必须尽量靠近管脚；
b) 旁路电容的接地管脚尽量靠近 CPU 相应接地管脚；
c) 将靠近的接地管脚用走线连接在一起。

四、电源管脚的处理：

a) 旁路电容的电源管脚尽量靠近 CPU 相应电源管脚；
b) 过孔必须尽量靠近管脚。

在 PCB 面积允许的条件下，尽可能多的放置旁路电容。

● 数据信号走线规则

数据信号包括 DQ，DQM，DQS 信号，共分了四个组。
同一小组的信号的长度匹配必须在 1.5mm（约 60mil）以内，并且尽量

在一个信号层内走线，如果同一组的信号在不同的信号层内走线，必须进行

PCB 的层的阻抗匹配。

数据信号 MASK 信号

DQ[7:0] DQM0 DQS0
DQ[15:8] DQM1 DQS1
DQ[16:23] DQM2 DQS2
DQ[24:32] DQM3 DQS3

CLOCK

● 地址控制信号走线规则

地址控制信号包括 CSn, CKE, ADDR[13:0], BA[1:0], RASn, CASn, WEn,

和 AP ，长度匹配必须在 1.5mm 以内。

● 时钟信号 SCLKn 和 SCLK 走线规则

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时钟信号 SCLK 和 SCLKn 必须按差分走线方式，时钟信号的长度要比数据

信号和地址控制信号都要长。长度关系是：

数据信号 < 地址控制信号 < 时钟信号
以上三组信号的组间长度差控制在 10mm（390mil）以内。

对于 DDR 部分的阻抗最好控制在 50-60 欧姆之内

4.4 USB 差分走线规则

1、 时钟和差分信号线应该尽量短。
2、 高速走线尽量不要有过孔，并且要用 45 度或圆形的拐角。
3、 不要在晶体，晶振，电感，磁珠以及集成电路下面走线。
4、 信号线要保证在完整的电源和地平面上。
5、 时钟信号与其它走线之间的距离要保持在 50mil 以上。
6、 关于信号线的宽度和间距见图 1。
7、 差分信号线的长度差应该控制在 150mil 以内。

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4.5 核心板迭层结构

4.6 核心板阻抗控制

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4.6 PCB 图走线层显示

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电源分割

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元器件分布

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第五章 工具软件及驱动的安装使用说明

5.1 DNW0.6C 的使用说明

1、串口选择及波特率的配置

根据自己电脑的串口号来选择，
配置波特率为 115200

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至此，我们可以使用 DNW 做为一般的串口调软件来使用了

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要清除串口输出信息

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5.2 USB 驱动的安装

如果要使用到 USB 下载的话，需要安装 USB 的驱动，三星提供了 USB 的驱
动，详见 USB driver 目录下相关文件

当使用 USB 下载时，第一次需要安装 USB 驱动

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打开，然后点击确定按钮

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这时候在设备管理里可以看到我们的 USB 设备

5.3 DNW0.6C 中 USB 下载的使用

经过 5.2 章节的 USB 驱动安装后，我们可以在 DNW 中发现如下特征

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