车载和便携设备嵌入式系统设计

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  • 1. 龙芯2F 措置器的功能与特点

      本系统采用的龙芯2F(LOONGSON-2F )措置器,是中国科学院计较手艺研究所最新发布的一款64 位MIPSⅢ指令集的通用RISC 微措置器。该措置器在国内首个采用了90nmCMOS 设计工艺,面积为35nm2,典型工作频率800MHz 下实测功耗为4~5W ,最高工作频率可达1G;最高浮点运算速度为每秒40/80 亿次双/单精度浮点运算,片内集成了PCI/PCIX 等IO 节制器,并集成片上二级CACHE、DDR2 内存节制器,很是适合高端嵌入式规模。

      2. 系统硬件结构设计系统的结构框架 

           龙芯2F(LOONGSON-2F )措置器为整个系统的节制中心,并承担所稀有据的措置使命。系统经由过程ICS950220 时钟合成器发生主板上各芯片所需的时钟,同时该芯片带有看门狗功能。系统内存是经由过程措置器内部集成的DDR2 节制器扩展,考虑到PCB 印制板的面积和访存更高的带宽需求,采用4 片16bit 位宽的内存颗粒方案,内存容量取决于采用颗粒的容量,最年夜可撑持1GB 内存,其工作频率为300MHz 。经由过程措置器供给的LOCAL BUS 扩展512KB Flash ROM 用于系统BIOS 存储。

      2.1 系统电源

      无论是车载仍是便携设备均需需采用直流电源供电,是以,节能和和高效是电源设计的主题。图1 的电源模块可见,本系统主板采用了+5V 的直流适配器作为供电电源,供给CPU 使用的1.2V 和供给接口电路使用的3.3V 直流电源因为经由过程的电流斗劲年夜,均采用效率较高的开关电源。按照常规设计,供给DDR2 和SM502 使用的1.8V 电源由3.3V 电源引入,分袂由两个线性电源(LDO)发生,本系统均改成效率较高的开关电源实现,提高了整个系统的效率,实测整个系统的功耗节制在10W 以内。

      2 系统接口

      1、系统经由过程多功能显示节制芯片SM502 驱动各类接口,SM502 可经由过程PCI BUS 直接与措置器相连,撑持2D 显示加速,可供给:AC97 尺度音频接口(经由过程ALC203 芯片节制)、一个UBS1.1 接口、一个尺度RS232 串口和一个调试串口(均由SP3232 芯片节制)、VGA 和LCD 显示接口、ZV 视频接口(由SSA7118 芯片节制)。

      2、系统经由过程PCI BUS 采用RTL8139D 作为以太网节制芯片,供给10/100M 以太网接口。3、系统经由过程PCI BUS 采用uPD720102 作为USB 节制器芯片,供给三个USB2.0 接口。其中一路USB接口经由过程AU6331 读卡机节制器芯片,供给一个SD/MMC 接口

            3. 系统软件

      本系统运行在LINUX DEBIAN4.0 操作系统下,其内核为LINUX 2.6.21。将Bootloarder–PMON2000 烧制在板载的BIOS ROM 中,加电后自动完成措置器、缓存、内存节制器、收集节制器等初始化工作。同时PMON2000 拥有少量行呼吁集,用于启动后对内存的读写校验、板载Flash 的擦写、IP设置、串口设置以及跟主机之间进行数据通信,搜罗上传、下传文件、领受主机下达指令等等。经由过程PMON2000的内部呼吁将LINUX 2.6.21 内核装入内存。

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