龍芯2F處理器評(píng)估板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、龍芯2F處理器是一顆正準(zhǔn)備量產(chǎn)且大規(guī)模應(yīng)用的高性能通用處理器芯片。與外圍專用器件的應(yīng)用相比,龍芯2F有接口頻率高、板級(jí)設(shè)計(jì)難度大、應(yīng)用領(lǐng)域廣的一系列特點(diǎn)。 該論文的目的就是在充分理解龍芯2F體系結(jié)構(gòu)、接口規(guī)范和電氣特性的基礎(chǔ)上,研制具有高性能及豐富接口的龍芯2F評(píng)估板,給用戶提供一個(gè)可靠的基于龍芯2F處理器的性能評(píng)估和二次開發(fā)的硬件平臺(tái),且通過評(píng)估板的研制,給出了在龍芯2F處理器的板級(jí)設(shè)計(jì)中各關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)方法和各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)流程

2、,給后來的開發(fā)者提供一個(gè)基于龍芯2F處理器的可靠的板級(jí)參考設(shè)計(jì)。 在評(píng)估板的架構(gòu)和原理圖設(shè)計(jì)中,結(jié)合系統(tǒng)的功能和設(shè)計(jì)要求,制定出硬件實(shí)現(xiàn)的板級(jí)架構(gòu),且根據(jù)各模塊的預(yù)期功能進(jìn)行芯片選型和模塊設(shè)計(jì),進(jìn)而根據(jù)評(píng)估板的系統(tǒng)資源特點(diǎn)和各模塊的需求進(jìn)行系統(tǒng)資源的設(shè)計(jì)和分配,從而完成整體的原理圖設(shè)計(jì)。其次,在PCB設(shè)計(jì)中,為使關(guān)鍵信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量達(dá)到最優(yōu),提出了前期約束后期仿真的布線機(jī)制,前期在分析信號(hào)完整性問題的主要成因及常用的解決方法的基礎(chǔ)

3、上,結(jié)合評(píng)估板各接口的信號(hào)時(shí)序及電氣特點(diǎn),制定出整板PCB設(shè)計(jì)約束,進(jìn)而在約束的指導(dǎo)下完成布局布線：后期對(duì)關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行仿真,根據(jù)仿真結(jié)果調(diào)整電路參數(shù)和布線約束,以最優(yōu)化關(guān)鍵信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量,實(shí)踐證明該機(jī)制提高了高速信號(hào)系統(tǒng)板級(jí)設(shè)計(jì)的可靠性。再次,給出了評(píng)估板的調(diào)試流程,并給出了每個(gè)步驟的調(diào)試方法和調(diào)試中常見的故障,為使板級(jí)實(shí)際的關(guān)鍵信號(hào)質(zhì)量達(dá)到最優(yōu),測(cè)試、分析并優(yōu)化了系統(tǒng)電源和時(shí)鐘信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量,進(jìn)而完成了評(píng)估極的硬件調(diào)試。最后使用Str

4、eam、Netperf、Hdparm、XllPerf和IOZone等測(cè)試軟件對(duì)評(píng)估板的訪存速度、網(wǎng)絡(luò)性能、外存的訪問速度、顯示性能和PCI總線帶寬等各項(xiàng)關(guān)鍵性能進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估。性能測(cè)試和高強(qiáng)度的可靠性測(cè)試結(jié)果表明,龍芯2F評(píng)估板的系統(tǒng)性能達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo),可以作為參考樣板可靠地提供給合作廠家作為性能評(píng)估和二次開發(fā)使用,且評(píng)估板設(shè)計(jì)中各關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)方法和各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)流程可以作為參考設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用在其它龍芯2F處理器的板級(jí)設(shè)計(jì)中。評(píng)估板