主控芯片概览

〇.背景

本文所属目录层次为:

-> 1.硬件设计
    -> 1.原理图设计
        -> 1.主控芯片概览

主要介绍A13主控芯片的基本特性,引脚分布情况,并进行初步的引脚复用功能选择。

一.A13基本特性

A13是全志在2012年推出的Cortex-A8内核的微处理器,采用55nm工艺,主要是面向平板电脑的解决方案,目前最高支持到安卓4.2。

下面简要摘抄翻译datasheet记录的特性,欢迎对下面特性的补充说明或吐槽~

1.CPU

ARM Cortex-A8内核,32KB ICache,32KB DCache, 256KB L2 Cache

无聊地和一些常用芯片做对比(~ ̄▽ ̄)~

芯片 内核 核心数 主频 L1(KB) L2(KB)
STM32F779 Cortex-M7 1 0.2GHz 16+16 n/a
S3C2440 ARM920T 1 0.4GHz 32+32 n/a
MT7620 MIPS24KEc 1 0.6GHz 64+32 n/a
BCM2835 ARM1176JZ 1 0.7GHz 16+16 128
全志A13 Cortex-A8 1 1GHz 32+32 256
全志H3 Cortex-A7 4 1.5GHz (32+32)*4 512
RK3288 Cortex-A17 4 1.8GHz (32+32)*4 1024

2.GPU

Mali400, 支持Open GL ES 1.1/2.0 和open VG1.1

3.VPU

解码:支持 VP6/8,AVS,H.264,H.263, MPEG-1/2/4等,1920x1080@30fps

编码:支持H.264编码,1920x1080@30fps

4.图像输入输出

并行RGB接口,最大1024x600貌似?待后期测试。

//R8还有一个CVBS(AV)输出,A13疑似也有(Pin99,可疑的NC)

摄像头接口CSI

5.存储

16位 DDR2/DDR3控制器,最高533MHz,最大512MB   8位Nand Flash控制器

6.外设

//注意以下有很多被复用的。。

USB2.0 OTGx1, USB2.0 Hostx1

SD3.0控制器x3,支持UHS-1,eMMC 4.3

UARTx4

SPIx3

I2Cx3

红外发射接收(CIR)

6bit LRADC (键盘)

电阻屏控制器,支持两点触摸

内置24bit音频编码器,支持双通道耳机和单通道mic

PWM控制器(屏幕背光)

7.系统

8通道普通DMA,8通道专用DMA

片上48KB SRAM(可以当单片机玩了,科科)

6个异步计数器,2个同步计数器,1个看门狗,1个AVS计数器

支持一些硬件加密算法DES/3DES/AES,摘要算法SHA-1,MD5

128-bit芯片ID

8.封装

eLQFP176, 喜闻乐见少数可以手焊的cortex-a芯片   但是尺寸达到了22mm见方。。

9.系统功能框图

如下是典型应用框图

二.A13引脚分布

为方便查找引脚,我将A13的引脚整理到xls里,可以从下面链接里下载查阅 引脚查找

直观起见,我直接在原理图上标出了引脚功能分布图(其中’/’表示复用)

这样看起来是不是感觉很清晰了呢?

在这里主要确定下启动存储接口:

虽然A13芯片硬件支持从SDC0/2,Nand,SPI0,USB启动,但实际上在SDK里支持得比较好的启动方式是SDC0和Nand,其它方式启动将需要修改大量文件,所以选定SDC0作为启动存储接口。

确认了启动接口后,初步的功能引脚分配就出来了:

荔枝板初步功能引脚分配

功能 端口引脚 备注
SDC0 PF0~5 系统启动接口,SD卡启动
SDC2 PC6~11 第二SD卡(四线)接口
USB0 - USB OTG,可USB升级固件
USB1 - USB Host,拟接wifi/BT模块
RGB LCD PD2~27 接RGB LCD显示屏
CSI/SPI2 PE0~11 主功能摄像头接口,不接时可使用SPI2
SPI0 PC0~3 -
SPI1/UART3 PG9~12 带CTS/RTS的UART3和SPI1复用
UART1 PG3~4 默认的系统调试信息输出口
I2C0 PB0~1 默认接PMU
I2C1 PB15~16 -
I2C2 PB17~18 -
IR_TX/RX PB3~4 红外发射、接收口
PWM PB2 默认LCD背光控制
HeadPhone,Mic - 耳机,麦克音频接口
TPX/Y - 触摸屏接口
LRADC - 低精度ADC,用于键盘输入
TV_OUT Pin99 疑似CVBS输出
GPIO PC4~5,PC12~15,PG0~2 约9个剩余IO

现在已经对A13功能引脚有了初步的认识,下面就可以逐个按照功能模块画原理图啦!

我使用的画板工具是比较简单易上手的altium designer 2016(试用版),虽然在高速电路设计时AD可能不太严谨,但对于1GHz以内的简单板子,AD还是绰绰有余的。

另外,AD16新增的一些特性对于DDR等高速布线很有帮助。

这里首先对整个板子的上层结构进行一下规划:

荔枝板上层原理图规划

如上图所示,整个板子将大致分为4张原理图,CPU,电源,存储,多媒体。

下节将先从电源部分开始画原理图,介绍A13专用PMU芯片AXP209的使用。