3A4000-2K1000_SCH_设计要点.pdf-资料库

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第一部分 3A4000/7A1000 简介一、3A4000/3B4000 简介：嵌入式龙芯 3A4000/3B4000 是 3A3000/3B3000 四核处理器的微结构升级版本，采用相同的 28nm 工艺，封装引脚全新定义，不再兼容 3A3000/3B3000 及以下版本。龙芯 3A4000 商业级处理器仅支持 HT1 控制器作为 IO 接口连接桥片。龙芯 3B4000 处理器及龙芯 3A4000 工业级处理器可以支持 HT0/HT1 双控制器，并支持多路处理器互连结构。3A/B4000 规格和性能如下表，同时增加了和 3A/B3000 对比: 规格 CPU 核一级 Cache 二级 cache 三级 cache 主频 3A3000 4 个 GS464e 处理器核数据/指令各 64KB 256KB 8MB 1.2GHz-1.5GHz 2 个 DDR3 内存控制器，支持 ECC，支持 DDR3-1600 2 个 HT 总线控制器，总线频率支持 2.4Ghz 2 个全功能 UART0-1 无 1 个 SPI 控制器，4 个片选最多 16 个 GPIO 驱动能力 4mA 不支持中断触发 1 个 32bit PCI 接口 1 个 LPC 接口 1 个 EJTAG 接口、1 个 JTAG 接口内置温度传感器商业级：0 - 70℃ 工业级：-40 - 85℃ 24GFLOPS@1.5GHz 40*40mm Max 40W 支持主要模块时钟关闭单核 10 3A4000 4 个 GS464v 处理器核数据/指令各 64KB 256KB 8MB 1.2GHz-2.0GHz 2 个 DDR3/DDR4 内存控制器，支持 ECC，支持 DDR4-2400 2 个 HT 总线控制器，总线频率支持 2.4Ghz 1 个两线 UART0 1 个全功能 UART1 1 个 SPI master 1 个 SPI slave 1 个 SPI 控制器，3 个片选最多 32 个 GPIO 驱动能力 2mA-12mA 软件可调支持低电平中断触发无无 EJTAG 和 JTAG 接口复用内置温度传感器支持温度报警中断输出内存 HT 串口 I2C SPI GPIO PCI LPC EJTAG/JTAG 温度传感器工作温度范围（壳温）商业级：0 - 70℃ 峰值浮点运算能力封装功耗功耗管理 SPEC2006 工业级：-40 - 85℃ 128GFLOPS@2.0GHz 37.5*37.5mm Max 50W 支持核电电压域动态调节支持主要模块时钟关闭支持时钟动态变频单核 20

嵌入式二、3A4000/3B4000 芯片等级：龙芯 3A4000/3B4000 芯片分为多个版本，不同版本芯片针对的工作环境、工作电压及实际功耗有所不同，不可相互替换。芯片在错误的工作电压下，可能会引起工作异常或使用寿命问题。在选用前必须明确对应的芯片分级，不同等级的芯片工作要求如下：芯片标识典型电压* 电源噪声典型功耗* 偏压设置* 壳温范围说明 LS3A4000 1.25V ±25mV <50W P4N6 0 - 70℃ LS3B4000 1.25V ±25mV <45W P4N6 0 - 70℃ LS3A4000-LL 1.25V ±25mV <40W P2N3 0 - 70℃ 商业级版本工作频率 1.8 – 2.0GHz 商业级服务器版本工作频率 1.8GHz 商业级低功耗版本工作频率 1.7GHz 商业级移动版本 LS3A4000M* 1.15V ±25mV <35W P0N0 0 – 70℃ 采用超薄封装 1.15V ±25mV <35W P4N6 -40 - 85℃ LS3A4000-I 1.0V ±25mV <25W P0N0 -40 - 85℃ 工作频率 1.5GHz 工业级版本工作频率 1.5GHz 工业级版本工作频率 1.2GHz *典型电压为 VDDN 的电压设置 *偏压为 BIOS 中的控制寄存器配置，具体寄存器可查询寄存器手册中的相关章节。 *表中数据为典型工作条件下测得典型值（ SPEC CPU 2006 RATE 运行时测得最大功耗），受运行温度影响，处理器正常工作时很少超过该值。此外，龙芯 3A4000 系列支持动态调频调压，待机或低负载工作功耗远低于典型值。 *LS3A4000M 不支持偏压设置。不同等级芯片的区分：注： A、B、C、D、E、F、G、H、X、V 为厂家信息或承制方标识

嵌入式三、7A1000 简介：龙芯 7A1000 桥片（后文简称为桥片）是龙芯的第一款专用桥片组产品，目标是替代 AMDRS780+SB710 桥片组，为龙芯处理器提供南北桥功能。桥片通过 HT 高速总线接口与龙芯 3 号系列处理器相连，内部集成 GPU、DController、DDR3 SDRAM 显存控制器，以及 PCIE、SATA、USB、GMAC、I2C、UART、GPIO 等接口。芯片规格处理器接口 7A1000 说明 HT3.0 x16 3.2Gbps 处理器连接双路处理器直连 GPU 显存显示接口支持 2D、3D DDR3 16 位 DVO*2 PCIE 接口 PCIE2.0*32(共 12ports) 分辨率 1920*1080p 3 个 X8，每个 X8 可以拆分成 2 个 X4； 2 个独立 X4，共可拆分成 6 个 X1；网络接口硬盘接口 USB 接口音频接口扩展总线其他接口风扇转速调节实时时钟电源管理功耗制造工艺封装方式 RGMII 千兆网*2 SATA2.0*3 USB2.0*6 HDA/AC97 LPC SPI、UART*4、I2C*6、 GPIO PWM*4 RTC/HPET ACPI 5~8W 40nm CMOS 31mm*31mm FCBGA-804 包含内部看门狗

嵌入式第二部分方案一、3A4000+7A1000 方案：（1）3A4000+7A1000 单路开发板：该开发板采用 ATX 板卡规范，使用 ATX 电源供电，主要用于 3A4000 的开发验证。板卡集成了 4 根 U/RDIMM 内存槽，引出了显示、网络、PCIE、串口、USB 等丰富接口，可用于客户前期的软件开发验证及后续的硬件设计参考。（2）3B4000 双路开发板：该开发板采用 EATX 板卡规范，使用 ATX 电源供电，主要用于 3B4000 双路模式的开发验证。板卡集成了 8 根 U/RDIMM 内存槽，引出了显示、网络、PCIE、串口、USB 等丰富接口，为服务器等行业客户提供设计参考及前期验证。

嵌入式（3）3A4000+7A1000 COME TYPE6 模块：采用龙芯 LS3A4000 四核处理器，主频 1.2~1.5GHz，搭载龙芯自主桥片 7A1000，板载 4/8GB DDR4 内存。模块支持 2 路千兆网络、32 路 PCI-E、6 路 USB2.0、6 路串口、3 路 SATA2.0 等 I/O 扩展；显示部分，支持 1 路 HDMI、1 路双通道 24-bit LVDS 信号。该模块为工控行业客户提供一个成熟模块产品，可降低客户开发难度，缩短客户开发周期。

嵌入式 (4)3A4000+7A1000 MINI_ITX 主板该板卡使用最新的龙芯 3A4000 处理器，搭配龙芯 7A1000 桥片，支持独立显卡和集成显卡，支持双 VGA 显示；集成 2 个 DDR4 2133Mhz SODIMM 插槽，支持 ECC，最大容量可达 32GB；支持 PCIE2.0 16X、M.2/MINI_PCIE、USB 等接口，最多 10 个 USB 接口，10 个串口；标准 ATX 电源输入，支持 AT 和 ATX 上电模式；支持 federal/loongsonix 操作系统；可广泛引用于工控、金融等领域。

嵌入式最大电流最大 1.35V 50A 第三部分 3A4000 设计要点一、3A/B4000 电源电气特性：电源域描述 VDDN* Chip core voltage VDDP Chip SOC voltage VDDE_IO Chip IO voltage VDDE_3V3 VDDE_1V8 SE IO voltage BBGEN,VTSENSOR,OTP 电源 VDDE_DDR_0/1 DDR3 ch0/1 IO voltage DDR4 ch0/1 IO voltage 电压值典型 1.0V 1.15V 1.25V 1.2V 3.3V 1.8V 3.3V 1.8V 1.5V 1.2V 最小 0.9V 0.9V 3.135V 1.7V 3.135V 1.7V 1.4V 1.14V 1.35V 3.465V 1.9V 3.465V 1.9V 1.6V 1.26V 10A 0.5 A 0.5A 0.5A 1A 0.3A 1A 0.5 A DDR3 ch0/1 reference voltage 0.7V 0.75V 0.8V VDDE_VREF_0/1 DDR4 ch0/1 reference voltage HT_VDDE HT IO voltage PLL_SYS _AVDD PLL_SYS _DVDD - System PLL digital voltage PLL_DDR _AVDD - PLL_DDR _DVDD DDR PLL digital voltage PLL_DDRPHY_VDD DDR PHY voltage PLL_SE_VDD SE PLL voltage PLL_HT0/1_ AVDD - PLL_HT0/1 _DVDD HT0/1 PLL digital voltage 0.6V 1.2V 1.15V 1.15V 1.15V 1.15V 1.15V 1.15V 1.15V 1.15V 1.1V 1.1V 1.1V 1.1V 1.1V 1.1V 1.1V 1.1V 1.1V 1.3V 1.2V 1.2V 1.2V 1.2V 1.2V 1.2V 1.2V 1.2V

3A4000/3B4000 电源需求使用说明：3A4000/3B4000 的电压可以分为 7 种（1）VDDN，不同等级的芯片，典型核电电压和主频不一样，另外 CPU 核电电流变化较大，有可能产生较大的电源纹波，推荐单独供电。嵌入式芯片型号 VDDN 电压 MAX 电流说明 LS3A4000 LS3B4000 1.25V 1.25V LS3A4000-LL 1.25V LS3A4000M* 1.15V LS3A4000-I 1.15V 1.0V 50A 50A 35A 30A 30A 25A 工作频率 1.8 – 2.0GHz 工作频率 1.8GHz 工作频率 1.7GHz 工作频率 1.5GHz 工作频率 1.5GHz 工作频率 1.2GHz （2）其他 6 种电压电压类型 VDDP 典型电压 1.2V MAX 电流 10A VDDE_IO、VDDE_3V3 3.3V 1A 0.5A 2A 0.5A VDDE_1V8 1.8V VDDE_DDR、HT_VDDE 1.2V 0.6V 1.15V VDDE_VREF PLL_SYS_AVDD PLL_DVDD PLL_DDR_AVDD PLL_DDR_DVDD PLL_DDRPHY_VDD PLL_SE_VDD PLL_HT0/1_AVDD PLL_HT0/1_DVDD 说明推荐单独供电，与内存稳定性相关。 VDDE_IO 支持 3.3V 和 1.8V 供电模式。在不同的供电电压下，信号电压电平范围随供电模式而改变。与外部相连时需考虑电平转换，涉及到的信号组有 GPIO、HT 的控制信号、I2C、 UART、SPI。可以跟 7A1000 的 1.8V 电源合并可以跟 7A1000 的 1.2V 电源合并使用外部电阻分压供电此处电源对电源比较敏感，推荐单独使用 LDO 供电，各个 PLL 之间用磁珠隔离。除特殊说明外，以上所有电源大负载下纹波控制在+-25mv 以内,且所有电源都必须正确连接，无论相关功能是否使用。

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