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基于龙芯3A的模块化开发板的设计与实现

作　者: 张崟
导　师: 凌力
学　校: 复旦大学
专　业: 集成电路
关键词: 龙芯3A 模块化开发板
分类号: TN402
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着国产CPU的迅速发展,如何加快市场化应用的步伐成了制约龙芯处理器发展的因素。在研制应用产品的过程中,好的开发板能够节省大量时间。缩短开发板的研制时间,也就缩短了产品的研制周期。本文提出了模块化的开发板构架,将开发板划分为核心板部分和载板部分。其中核心板部分具备完整的系统功能,可以直接以一个模块的形式应用在最终产品中；载板部分采用统一的接口,支持不同的核心板的调试工作,在不同的龙芯处理器开发板中重复利用,减少开发板研制中的重复工作。本文在充分理解龙芯3A体系结构、性能指标和各项接口的基础上,根据龙芯3A与2F、2G等龙芯处理器的异同,划分了核心板与载板的功能。通过一块CPLD读取和识别载板信息,做到自动适应不同的载板。根据需求确定了系统各芯片选型,进而完成原理图设计。并且研究了高速电路设计时涉及的信号完整性问题,在此指导下进行了PCB设计。最后完成整个开发板的调试工作以及简单的性能测试。测试的结果表明了模块化的设计并没有对开发板的性能带来影响,灵活的模块化的设计减少了每一款开发板之间重复设计的部分,完全可以帮助厂商加快研制的步伐,加快整个龙芯产业化的进程。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章绪论  7-10
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 龙芯3A简介  8
  1.3 论文研究意义及所做工作  8-10
第二章系统框架结构  10-15
  2.1 模块化的设计思路  10-11
    2.1.1 为何选择模块化  10
    2.1.2 模块的划分方法  10-11
  2.2 龙芯3A的开发板的结构  11-15
    2.2.1 系统整体结构  11-12
    2.2.2 核心板与载板的接口  12-14
    2.2.3 载板及其接口  14-15
第三章电路实现、原理图设计  15-31
  3.1 北桥、南桥  15-19
  3.2 电源模块  19-22
  3.3 时钟模块  22-23
  3.4 CPLD及EEPROM  23-24
  3.5 内存  24-25
  3.6 PCI、PCIE总线接口  25-27
  3.7 IDE、SATA接口  27-28
  3.8 声卡  28
  3.9 SuperIO  28-30
  3.10 风扇控制及温度检测  30
  3.11 其他接口  30-31
第四章 PCB设计  31-43
  4.1 概述  31-32
  4.2 开发板尺寸及层数  32-34
  4.3 开发板PCB布局  34-37
    4.3.1 芯片布局  34
    4.3.2 接插件布局  34-35
    4.3.3 电阻电容布局  35-37
  4.4 开发板PCB信号线的特征阻抗  37-40
  4.5 开发板PCB布线  40-42
    4.5.1 电源、地平面  40-41
    4.5.2 信号线布线  41-42
  4.6 小结  42-43
第五章系统调试及性能测试  43-46
  5.1 开发板检测方法  43
  5.2 软硬件调试  43-44
  5.3 性能测试  44-45
    5.3.1 SPEC CPU测试  44-45
    5.3.2 STREAM访存带宽测试  45
  5.4 小结  45-46
第六章结束语  46-47
  6.1 本文工作总结  46
  6.2 下一步研究方向  46-47
参考文献  47-49
致谢  49-50

基于龙芯3A的模块化开发板的设计与实现

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