龙芯3A4000/7A1000、2K1000处理器设计关键点解析

本文档详细介绍了龙芯3A4000、7A1000以及2K1000的芯片设计方案和设计要点，适用于进行基于龙芯CPU的主板设计工作。文档中涵盖了处理器的微结构升级、工艺技术、接口支持、内存控制器、高速总线、外设接口等多个方面。 1. **龙芯3A4000/3B4000概述**： - 3A4000和3B4000是3A3000/3B3000的升级版，采用28nm工艺制造。 - 3A4000为商业级处理器，仅支持HT1控制器作为IO接口连接桥片；而3B4000和3A4000工业级处理器则支持HT0/HT1双控制器，可实现多路处理器互连。 - 主频范围从1.2GHz到2.0GHz（3A4000）和1.2GHz到1.5GHz（3A3000）。 2. **CPU核心与缓存**： - 3A4000使用4个GS464v处理器核心，3A3000采用4个GS464e核心。 - L1 Cache保持不变，均为数据/指令各64KB。 - L2 Cache同为256KB。 - L3 Cache都是8MB。 3. **内存控制器**： - 3A4000支持2个DDR3/DDR4内存控制器，兼容ECC，最高支持DDR4-2400。 - 相比之下，3A3000仅支持2个DDR3控制器，最高DDR3-1600。 4. **高速互连总线（HyperTransport，HT）**： - 3A4000和3A3000都包含2个HT总线控制器，但3A4000支持更高的总线频率2.4GHz。 5. **串行端口（UART）和I2C**： - 3A4000提供2个全功能UART，1个SPImaster，和1个SPI控制器，3个片选。 - 3A3000有一个两线UART0和一个全功能UART1，1个SPIslave，以及1个SPI控制器，4个片选。 6. **GPIO和驱动能力**： - 3A4000提供最多32个GPIO，驱动能力2mA-12mA可调，支持低电平中断触发。 - 3A3000只有16个GPIO，驱动能力4mA，不支持中断触发。 7. **PCI和LPC接口**： - 3A4000取消了3A3000的32bit PCI接口。 - 两者都包含1个LPC接口，用于连接低速I/O设备。 8. **调试接口**： - 3A4000和3A3000均包含EJTAG和JTAG接口，但3A4000的EJTAG和JTAG接口复用。 9. **温度传感器和工作温度范围**： - 内置温度传感器，3A4000支持温度报警中断输出。 - 工作温度范围分为商业级和工业级，覆盖0-70℃至-40-85℃。 10. **性能指标**： - 3A4000在2.0GHz时的峰值浮点运算能力达到128GFLOPS，3A3000在1.5GHz时为24GFLOPS。 11. **封装尺寸与功耗**： - 3A4000的封装尺寸为37.5*37.5mm，最大功耗50W；3A3000为40*40mm，最大功耗40W。 - 功耗管理方面，两者都支持电压域动态调节、主要模块时钟关闭和时钟动态变频。 12. **其他特性**： - 为了降低功耗，支持主要模块时钟关闭。 这些设计要点对于理解龙芯3A4000和3A3000的改进以及如何优化基于这些CPU的系统设计至关重要。在进行主板设计时，需充分考虑这些差异，确保系统的稳定性和性能。