龍芯2F處理器評估板的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、龍芯2F處理器是一顆正準備量產(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、板級設(shè)計難度大、應(yīng)用領(lǐng)域廣的一系列特點。 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評估板,給用戶提供一個可靠的基于龍芯2F處理器的性能評估和二次開發(fā)的硬件平臺,且通過評估板的研制,給出了在龍芯2F處理器的板級設(shè)計中各關(guān)鍵模塊的設(shè)計方法和各環(huán)節(jié)的設(shè)計流程

2、,給后來的開發(fā)者提供一個基于龍芯2F處理器的可靠的板級參考設(shè)計。 在評估板的架構(gòu)和原理圖設(shè)計中,結(jié)合系統(tǒng)的功能和設(shè)計要求,制定出硬件實現(xiàn)的板級架構(gòu),且根據(jù)各模塊的預(yù)期功能進行芯片選型和模塊設(shè)計,進而根據(jù)評估板的系統(tǒng)資源特點和各模塊的需求進行系統(tǒng)資源的設(shè)計和分配,從而完成整體的原理圖設(shè)計。其次,在PCB設(shè)計中,為使關(guān)鍵信號的信號質(zhì)量達到最優(yōu),提出了前期約束后期仿真的布線機制,前期在分析信號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)合評估板各接口的信號時序及電氣特點,制定出整板PCB設(shè)計約束,進而在約束的指導下完成布局布線：后期對關(guān)鍵信號進行仿真,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)鍵信號的信號質(zhì)量,實踐證明該機制提高了高速信號系統(tǒng)板級設(shè)計的可靠性。再次,給出了評估板的調(diào)試流程,并給出了每個步驟的調(diào)試方法和調(diào)試中常見的故障,為使板級實際的關(guān)鍵信號質(zhì)量達到最優(yōu),測試、分析并優(yōu)化了系統(tǒng)電源和時鐘信號的信號質(zhì)量,進而完成了評估極的硬件調(diào)試。最后使用Str

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