基于龍芯2F的車載和便攜設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　設(shè)計(jì)了一款基于國產(chǎn)處理器龍芯2F 的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要面向車載和便攜設(shè)備。針對車載和便攜設(shè)備的特點(diǎn)，在芯片選擇上主要突出低功耗和穩(wěn)定性；對直流電源部分進(jìn)行了優(yōu)化，提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率；在系統(tǒng)的調(diào)試過程中，采用替代手段消除SM502芯片I2C 邏輯上的bug，使系統(tǒng)支持市場上所有類型的內(nèi)存條；為使系統(tǒng)的信號(hào)完整性達(dá)到高頻電路的要求，提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法和流程。

　　0． 引言

　　近年來，車載和便攜式多媒體播放設(shè)備倍受人們追捧，競相推出多種設(shè)計(jì)方案?；?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/龍芯2F">龍芯2F[1，2] （LOONGSON-2F ）處理器的車載和便攜設(shè)備設(shè)計(jì)方案主要面向車載娛樂、超移動(dòng)設(shè)備（UMD）、移動(dòng)Internet 設(shè)備（MID）等高性能、低功耗嵌入式領(lǐng)域從事開發(fā)和生產(chǎn)的公司企業(yè)。該方案采用龍芯2F（LOONGSON-2F ）處理器為控制核心，根據(jù)車載和便攜設(shè)備工作環(huán)境和特點(diǎn)，采用SM502 [3]多功能顯示控制芯片，它能夠支持多種媒體格式，可實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)、看電視、錄制和播放音樂等功能；板載FLASH 和DDR2 內(nèi)存，可獨(dú)立引導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)核工作，利用串口作為系統(tǒng)終端。也可通過板載的通用PCI 和LOCAL BUS 總路線接口進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展，方便用戶進(jìn)行二次開發(fā)，加之CPU 使用國產(chǎn)芯片，具有功耗低、價(jià)格低廉的特性，該設(shè)計(jì)方案具有較高的應(yīng)用和參考價(jià)值。

　　1． 龍芯2F 處理器的功能與特點(diǎn)

　　本系統(tǒng)采用的龍芯2F（LOONGSON-2F ）處理器，是中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所最新發(fā)布的一款64 位MIPSⅢ指令集的通用RISC 微處理器。該處理器在國內(nèi)首個(gè)采用了90nmCMOS 設(shè)計(jì)工藝，面積為35nm2，典型工作頻率800MHz 下實(shí)測功耗為45W ，最高工作頻率可達(dá)1G；最高浮點(diǎn)運(yùn)算速度為每秒40/80 億次雙/單精度浮點(diǎn)運(yùn)算，片內(nèi)集成了PCI/PCIX 等IO 控制器，并集成片上二級CACHE、DDR2 內(nèi)存控制器，非常適合高端嵌入式領(lǐng)域。

　　2． 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架如圖1 所示。