Hi3559AV100 硬件设计用户指南.pdf

发布时间：2022-06-28 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.75M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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扉页

前言

插图目录

表格目录

1 原理图设计

1.1 小系统外部电路要求

1.1.1 Clocking电路

1.1.2 复位和Watchdog电路

1.1.3 JTAG接口

1.1.4 电源管理（PMC）电路设计

1.1.4.1 接口介绍

1.1.4.2 电路设计

1.1.5 Sensor Hub电路设计

1.1.6 待机场景下RTC&PMC&Sensor Hub的电源方案

1.1.7 Hi3559AV100硬件初始化系统配置电路

1.1.8 DDR电路设计

1.1.8.1 接口介绍

1.1.8.2 DDR拓扑结构

1.1.8.3 匹配方式设计建议

DQ、DQS双向信号

差分时钟

1.1.8.4 地址信号和命令信号

1.1.8.5 数据掩码信号

1.1.8.6 DDR颗粒外部电阻选择

1.1.9 FLASH原理图设计

1.1.9.1 接口介绍

1.1.9.2 信号处理

SPI FLASH设计

NAND FLASH信号设计

eMMC信号设计

UFS信号设计

1.1.9.3 FLASH配置

1.2 电源设计建议

1.2.1 CORE电源设计

1.2.2 DDR电源设计

1.2.3 IO电源设计

1.2.4 PLL电源设计

1.2.5 上下电时序

1.2.6 SVB动态调压

1.3 外围接口设计建议

1.3.1 MAC接口

MAC接口设计

1.3.2 音视频接口

1.3.2.1 模拟音频接口设计

MIC单端输入电路设计

MIC差分输入电路设计

双MIC接法说明

1.3.2.2 I2S接口

1.3.2.3 Sensor配置接口设计

1.3.2.4 VI接口设计

1.3.2.5 并行VO接口设计

1.3.2.6 HDMI接口设计

1.3.2.7 MIPI TX接口设计

1.3.3 SPI和I2C接口

1.3.4 SDIO设计

1.3.5 USB2.0、USB3.0和PCIE接口

1.3.5.1 USB2.0

1.3.5.2 USB3.0和PCIE接口

1.3.5.3 USB Host/Device电源注意事项

1.3.6 ADC

1.3.7 RTC

1.3.8 PWM

1.3.9 UART

1.4 特殊管脚说明

1.4.1 具有防倒灌功能的管脚

1.4.2 未使用的模块处理

1.4.3 5V tolerance管脚

2 PCB设计

2.1 电源与滤波电容设计

2.1.1 内核电源设计

2.1.1.1 DVDD电源

滤波电容类型、数量和布局

2.1.1.2 DVDD_MEDIA电源

滤波电容类型、数量和布局

2.1.1.3 DVDD_CPU电源

滤波电容类型、数量和布局

2.1.1.4 DVDD_GPU电源

2.1.2 DDR IO电源设计

滤波电容类型、数量和布局

2.1.3 PLL电源设计

2.1.4 模拟音频电源设计

2.2 晶体电路设计

2.3 DDR电路设计

2.4 FLASH电路设计

2.4.1 SPI FLASH

2.4.2 NAND FLASH

2.4.3 eMMC

2.4.4 UFS

2.5 GMAC信号PCB设计

2.6 Vedio Input 信号PCB设计

2.6.1 MIPI RX

2.6.2 Parallel CMOS

2.7 Video Output 信号PCB设计

2.8 模拟音频电路设计

2.9 SDIO信号PCB设计

2.10 USB2.0信号设计

2.11 USB3.0信号设计

2.12 PCIE信号设计

2.13 HDMI信号设计

2.14 MIPI TX信号设计

3 整机ESD设计

3.1 背景

3.2 整机ESD设计

4 芯片散热设计

4.1 最大功耗

01 Hi3559AV100 硬件设计用户指南文档版本 WEIKENG INTERNATIONAL COMPANY LIMITEDHi3559A V100R001C02SPC020WEIKENG INTERNATIO 2018-12-10 发布日期

版权所有 © 深圳市海思半导体有限公司 2017-2018。保留一切权利。非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。商标声明、、海思和其他海思商标均为深圳市海思半导体有限公司的商标。本文档提及的其他所有商标或注册商标，由各自的所有人拥有。注意您购买的产品、服务或特性等应受海思公司商业合同和条款的约束，本文档中描述的全部或部分产品、服务或特性可能不在您的购买或使用范围之内。除非合同另有约定，海思公司对本文档内容不做任何明示或默示的声明或保证。由于产品版本升级或其他原因，本文档内容会不定期进行更新。除非另有约定，本文档仅作为使用指导，本文档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。深圳市海思半导体有限公司 WEIKENG INTERNATIONAL COMPANY LIMITEDHi3559A V100R001C02SPC020WEIKENG INTERNATIO 深圳市龙岗区坂田华为基地华为电气生产中心邮编：518129 http://www.hisilicon.com support@hisilicon.com 客户服务电话： +86-755-28788858 客户服务传真： +86-755-28357515 地址：网址：客户服务邮箱：

Hi3559AV100 硬件设计用户指南前言前言概述产品版本本文档主要介绍 Hi3559AV100 芯片方案的硬件原理图设计、PCB 设计、单板热设计建议等。本文档提供 Hi3559AV100 芯片的硬件设计方法。读者对象修订记录产品版本 V100 产品名称 Hi3559A 与本文档相对应的产品版本如下。本文档（本指南）主要适用于以下工程师：技术支持工程师单板硬件开发工程师 WEIKENG INTERNATIONAL COMPANY LIMITEDHi3559A V100R001C02SPC020WEIKENG INTERNATIO 1.1.1~1.1.9 小节均涉及修改 1.2.1、1.2.5、1.3.2 及 1.1.4 小节涉及修改新增 1.3.5.3 小节 2018-05-18 00B05 修订日期版本修订说明 2018-12-10 01 修订记录累积了每次文档更新的说明。最新版本的文档包含以前所有文档版本的更新内容。 1.1.4.2, 1.2.1 和 1.2.3 小节涉及修改；1.1.6 小节的注意涉文档版本 01 (2018-12-10) 海思专有和保密信息版权所有 © 深圳市海思半导体有限公司 i

Hi3559AV100 硬件设计用户指南修订日期版本修订说明前言 2018-03-15 00B04 2018-02-10 00B03 2018-01-15 00B02 及修改 1.1.7 小节，修改表 1-4 1.1.9 小节，更新图 1-12 和图 1-13 1.2.5 小节，更新图 1-15, 图 1-17 和图 1-18 1.1.1~1.1.6 及 1.2.5 小节均涉及修改 1.3.2.4 小节，修改表 1-16 1.1.5 和 1.1.6 小节涉及修改 1.4.1 小节，表 1-22 涉及修改 1.1.9 小节，表 1-9 涉及修改 1.3.2 小节，图 1-31、图 1-32 和表 1-16 涉及修改 1.3.2.6、1.3.4 和 1.3.5 均涉及修改 2017-10-30 00B01 第一次临时版本发布 WEIKENG INTERNATIONAL COMPANY LIMITEDHi3559A V100R001C02SPC020WEIKENG INTERNATIO 文档版本 01 (2018-12-10) 海思专有和保密信息版权所有 © 深圳市海思半导体有限公司 ii

Hi3559AV100 硬件设计用户指南目录目录前言 ................................................................................................................................................... i 1 原理图设计 ...................................................................................................................................... 1 1.1 小系统外部电路要求 ..................................................................................................................................... 1 1.1.1 Clocking 电路 ......................................................................................................................................... 1 1.1.2 复位和 Watchdog 电路.......................................................................................................................... 3 1.1.3 JTAG 接口 .............................................................................................................................................. 4 1.1.4 电源管理（PMC）电路设计 ............................................................................................................... 5 1.1.5 Sensor Hub 电路设计 ............................................................................................................................. 6 1.1.6 待机场景下 RTC&PMC&Sensor Hub 的电源方案 ............................................................................. 6 1.1.7 Hi3559AV100 硬件初始化系统配置电路 ............................................................................................. 7 1.1.8 DDR 电路设计 ....................................................................................................................................... 9 1.1.9 FLASH 原理图设计 ............................................................................................................................. 20 1.2 电源设计建议 ............................................................................................................................................... 27 1.2.1 CORE 电源设计 ................................................................................................................................... 27 1.2.2 DDR 电源设计 ..................................................................................................................................... 28 1.2.3 IO 电源设计 ......................................................................................................................................... 29 1.2.4 PLL 电源设计 ...................................................................................................................................... 29 1.2.5 上下电时序.......................................................................................................................................... 30 1.2.6 SVB 动态调压 ...................................................................................................................................... 32 1.3 外围接口设计建议 ....................................................................................................................................... 34 1.3.1 MAC 接口 ............................................................................................................................................ 34 1.3.2 音视频接口.......................................................................................................................................... 36 1.3.3 SPI 和 I2C 接口 .................................................................................................................................... 48 1.3.4 SDIO 设计 ............................................................................................................................................ 48 1.3.5 USB2.0、USB3.0 和 PCIE 接口.......................................................................................................... 49 1.3.6 ADC ...................................................................................................................................................... 52 1.3.7 RTC ....................................................................................................................................................... 52 1.3.8 PWM ..................................................................................................................................................... 52 1.3.9 UART .................................................................................................................................................... 53 1.4 特殊管脚说明 ............................................................................................................................................... 53 WEIKENG INTERNATIONAL COMPANY LIMITEDHi3559A V100R001C02SPC020WEIKENG INTERNATIO 文档版本 01 (2018-12-10) 海思专有和保密信息版权所有 © 深圳市海思半导体有限公司 iii

Hi3559AV100 硬件设计用户指南目录 1.4.1 具有防倒灌功能的管脚 ...................................................................................................................... 53 1.4.2 未使用的模块处理 .............................................................................................................................. 55 1.4.3 5V tolerance 管脚 ................................................................................................................................. 74 2 PCB 设计 ........................................................................................................................................ 75 2.1 电源与滤波电容设计 ................................................................................................................................... 75 2.1.1 内核电源设计 ...................................................................................................................................... 75 2.1.2 DDR IO 电源设计 ................................................................................................................................ 76 2.1.3 PLL 电源设计 ...................................................................................................................................... 77 2.1.4 模拟音频电源设计 .............................................................................................................................. 80 2.2 晶体电路设计 ............................................................................................................................................... 80 2.3 DDR 电路设计 .............................................................................................................................................. 80 2.4 FLASH 电路设计 .......................................................................................................................................... 80 2.4.1 SPI FLASH ........................................................................................................................................... 80 2.4.2 NAND FLASH ..................................................................................................................................... 81 2.4.3 eMMC ................................................................................................................................................... 81 2.4.4 UFS ....................................................................................................................................................... 81 2.5 GMAC 信号 PCB 设计 ................................................................................................................................. 81 2.6 Vedio Input 信号 PCB 设计 .......................................................................................................................... 82 2.6.1 MIPI RX ............................................................................................................................................... 82 2.6.2 Parallel CMOS ...................................................................................................................................... 83 2.7 Video Output 信号 PCB 设计 ....................................................................................................................... 83 2.8 模拟音频电路设计 ....................................................................................................................................... 83 2.9 SDIO 信号 PCB 设计 .................................................................................................................................... 84 2.10 USB2.0 信号设计 ........................................................................................................................................ 85 2.11 USB3.0 信号设计 ........................................................................................................................................ 85 2.12 PCIE 信号设计 ............................................................................................................................................ 86 2.13 HDMI 信号设计 .......................................................................................................................................... 88 2.14 MIPI TX 信号设计 ...................................................................................................................................... 89 WEIKENG INTERNATIONAL COMPANY LIMITEDHi3559A V100R001C02SPC020WEIKENG INTERNATIO 3.1 背景 ............................................................................................................................................................... 90 3.2 整机 ESD 设计 ............................................................................................................................................. 90 3 整机 ESD 设计 ............................................................................................................................. 90 4 芯片散热设计................................................................................................................................ 91 4.1 最大功耗 ....................................................................................................................................................... 91 文档版本 01 (2018-12-10) 海思专有和保密信息版权所有 © 深圳市海思半导体有限公司 iv

Hi3559AV100 硬件设计用户指南插图目录插图目录图 1-1 晶体振荡电路 ........................................................................................................................................... 1 图 1-2 RTC 推荐晶振连接方式及器件参数 ........................................................................................................ 2 图 1-3 RTC 电源设计 ............................................................................................................................................ 2 图 1-4 外部复位电路 ........................................................................................................................................... 4 图 1-5 JTAG 连接方式 .......................................................................................................................................... 5 图 1-6 差分时钟信号一驱二应用 ...................................................................................................................... 16 图 1-10 地址和命令信号一驱四应用 ................................................................................................................ 19 图 1-13 eMMC 连接示意图 ................................................................................................................................ 24 图 1-14 UFS 连接示意图 .................................................................................................................................... 25 图 1-9 地址和命令信号一驱二应用 .................................................................................................................. 18 图 1-15 DDR4 电源分压网络参考设计 ............................................................................................................. 29 图 1-16 内部复位上电时序图 ............................................................................................................................ 30 图 1-11 单片 FLASH 连接示意图 ..................................................................................................................... 20 图 1-12 两片 SPIFLASH 连接方法 ................................................................................................................... 22 图 1-7 差分时钟信号一驱四应用 ...................................................................................................................... 17 图 1-8 LPDDR4 差分时钟信号一驱一应用 ....................................................................................................... 17 WEIKENG INTERNATIONAL COMPANY LIMITEDHi3559A V100R001C02SPC020WEIKENG INTERNATIO 图 1-18 外部复位上电时序图 ............................................................................................................................ 31 图 1-19 外部复位下电时序图 ............................................................................................................................ 31 图 1-21 Hi3559AV100 RGMII 模式下的信号连接示意图 ................................................................................ 34 图 1-22 Hi3559AV100 RMII 模式下的信号连接示意图 ................................................................................... 35 图 1-23 MIC 单端输入电路 ................................................................................................................................ 37 图 1-24 MIC 差分输入电路 ................................................................................................................................ 37 图 1-25 双 MIC 均为单端输入的接法 1 ........................................................................................................... 38 图 1-17 内部复位下电时序图 ............................................................................................................................ 30 图 1-20 电源动态调压示意图 ............................................................................................................................ 32 文档版本 01 (2018-12-10) 海思专有和保密信息版权所有 © 深圳市海思半导体有限公司 v

Hi3559AV100 硬件设计用户指南插图目录图 1-26 双 MIC 均为单端输入的接法 2 ........................................................................................................... 39 图 1-27 双 MIC 均为单端输入的接法 3 ........................................................................................................... 39 图 1-28 双 MIC 均为单端输入的接法 4 ........................................................................................................... 39 图 1-29 双 MIC 均为单端输入的接法 5 ........................................................................................................... 39 图 1-30 双 MIC 均为单端输入的接法 6 ........................................................................................................... 40 图 1-31 “5 线模式”I2S 主模式连接方式 ......................................................................................................... 40 图 1-32 “5 线模式”I2S 从模式连接方式 ......................................................................................................... 40 图 1-33 两个相同的 sensor 配置接口接法........................................................................................................ 41 图 1-34 四个相同的 sensor 配置接口接法........................................................................................................ 42 图 1-35 六个相同的 sensor 配置接口接法........................................................................................................ 42 图 1-36 八个相同的 sensor 配置接口接法........................................................................................................ 43 图 1-37 USB 电源 ................................................................................................................................................ 52 图 2-9 USB3.0 AC 耦合电容和 ESD 器件下方的相邻层 GND 挖空 ............................................................... 86 图 2-10 USB3.0 插件处的信号过孔与 GND 平面（除相邻层）的 airgap ...................................................... 86 图 2-5 AVDD18_DDR0/1_PLL_AC，AVDD18_DDR0/1_PLL_DQ 供电 π 型滤波电路 SCH 设计 .............. 79 图 2-6 AVDD18_DDR0/1_PLL_AC，AVDD18_DDR0/1_PLL_DQ 供电 π 型滤波电路 PCB 设计 .............. 79 图 2-1 AVDD08_PLL 供电 π 型滤波电路 SCH 设计 ........................................................................................ 77 图 2-2 AVDD08_PLL 供电 π 型滤波电路 PCB 设计 ........................................................................................ 77 图 2-3 AVDD18_PLL 供电 π 型滤波电路 SCH 设计 ........................................................................................ 78 图 2-4 AVDD18_PLL 供电 π 型滤波电路 PCB 设计 ........................................................................................ 78 图 2-7 MIPI/LVDS 差分信号隔离示意图 .......................................................................................................... 82 图 2-8 模拟音频信号包地示意图 ...................................................................................................................... 84 WEIKENG INTERNATIONAL COMPANY LIMITEDHi3559A V100R001C02SPC020WEIKENG INTERNATIO 图 2-11 PCIE AC 耦合电容和下方的相邻层 GND 挖空 .................................................................................. 87 图 2-12 PCIE 插件处的信号过孔与 GND 平面（除相邻层）的 airgap .......................................................... 88 图 2-13 HDMI ESD 器件和连接器下方的相邻层 GND 挖空 .......................................................................... 89 图 2-14 HDMI 信号 ball 下方的相邻层 GND 挖空.......................................................................................... 89 文档版本 01 (2018-12-10) 海思专有和保密信息版权所有 © 深圳市海思半导体有限公司 vi

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