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DM6437评估板技术手册

2019-07-13 12:21发布

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  一、DM6437 EVM概述 1.1 dm6437关键特性 > 时钟频率达 600MHz > 1个TVP5146M2视频解码器(TI提供)，支持复合或S视频端子(TVP5146M2: 是一个单芯片数字视频解码器，将所有流行带宽模拟格式视频转化为数字视频分量。它支持RGB和YPbPr输入信号分量的模数转换，并支持NTSC,PAL和SECAM复合和S-video等输入信号的模数转换并解码成YCbCr分量) > 4个视频DACV输出---支持分量输出，RGB输出，复合输出 > 128M DDR2 DRAM > 提供16M non-volatile flash memory, 64M NAND flash, 2M SRAM (volatile: 易丢失的) > 提供UART, CAN(控制器局域网络,一种总线协议) I/O接口
   
> AIC33 立体音频编码器 > 10/100 MBS以太网接口 > 可配置的 boot load 选项 > 嵌入式的 JTAG 仿真器接口 > 4个用户LEDs及4个用户切换点 > 提供子板扩展插槽 > VLYNQ接口
    (VLINQ是由Ti公司研制的一种宽带接口，可使用在WLAN、modems, VOIP处理器以及音频视频媒体处理器上。是一种全双工串行通信接口，将外部扩展物理设备连接到内部总线中。当这些外部设备连接到内部总线时，就会被映射到内部物理地址空间。多个VLYNQ设备会形成一个菊链，设备间采用点对点或主从模式通信。通过VLYNQ的数据采用8B/10B编码分包。
　　VLYNQ总线包括1个时钟信号（CLK）和8个发送线以及8个接受线。所有VLYNQ信号只能同时由一个设备控制。一个设备的发射脚同下一个设备的接收脚相连。VLYNQ总线的理论最高速率可达125 MHz，而实际数度取决于连接在VLYNQ总线上的物理设备。因而一个设备的时钟可能达不到125MHz。
　　当时钟达到125MHz是，信号同时传送/接收的实际数据流量大约为73 Mbit/s（单向为32-bit字传输），而2条线路同时传送/接受时可达146Mbit/s，8个通道同时传输最多可达584Mbit/s。在带宽内流量控制可以使接口独立调整传送和接收的数据流。
　　除去内部控制信息外，每个数据包可包含4或者16个字。因而单通道时，每包4字可使有效数据传输达到133Mbit/s。每包16字时可传输178Mbit/s。最大8通道时，每包16字时有效传输可超过1400M比特/s。传输方向和时钟脉冲源都是可通过软件设置的（取决于设备实际情况）。控制软件还可以设置内部时钟速度（取决于设备实际情况）。未使用的时钟线，由内部控制停止工作。未使用的接受或发送线可能需要在外部连接47k终止电阻（取决于设备实际情况）。软件可选择内部终止信号。) > 提供S/PDIF接口
1.2. DM6437 EVM功能块图
1.3. memory map        达芬奇系列处理器拥有非常大的字节可寻址地址空间，对字节寻址的某些限制由DM6437相连的外设决定。程序指令和数据可以放到统一地址空间的任何地方。依硬件实现地址空间可以成倍放到。具体可以参考对应设备的数据手册。           内存映射如图所示，缺省下，内部内存地址从地址空间开始处起，由图看，CACHE/RAM分配的地址空间有792M之多，但实际有没有这么多，估计应该是由硬件设备设计时决定。部分内存空间可通过软件重新映射为L2 CACHE，并非固定为RAM。        一个专门的EMIF直接连到DDR2。Flash,NAND Flash或SRAM被映射到CS2地址段，具体使用哪个通过JP2跳针来选择。如果CS2地址段被映射用于子板接口，必须正确的设置JP2跳针。 1.4 配置切换设置        DM6437 EVM有两个配置切换项，允许用户控制处理器的操作状态，EVM上切换键标记为SW1和SW2。 SW1配置DSP开始执行时需要的boot模式，缺省下，SW1被配置为EMIF boot模式。DM6437仅支持小头模式，且不可配置。使用SW1配置boot load选项具体参考3.5.1节。 1.5 EVM供电       外部单独的+5V输入，然后分成+1.2V(供DSP核),+1.8V(供DDR2接口和内存),+3.3V(供DSP输入输出缓冲及板上的其他芯片) 二、主要板级器件的操作 2.1 EMIF接口        一个独立的8-bit宽EMIF带多(内存)芯片选择功能将地址空间分割开来，使得EVM上可实现同步访问。CS2地址段用于Flash, NAND,或SRAM 2.1.1 DDR2内存接口
       DM6437设备提供了一条专门的32-bit宽DDR2内存总线。EVM通过该总线可使用2个512M 16-bit宽的内存块，共有128M内存空间用于程序，数据和视频存储(没说清楚这128M的地址范围???)。内部DDR控制器使用PLL控制DDR内存时钟。DDR2接口时钟频率达166MHz。并且DM6437内部DDR控制器自动完成DDR2的刷新操作。 2.1.2 Flash, NAND Flash, SRAM内存接口
       DM6437有16M NOR Flash, 或64M的NAND Flash,或2M 的SRAM映射到CS2地址空间。NOR和NAND Flash主要用于boot loading. SRAM则主要用于应用程序代码调试。CS2地址空间被配置为8-bit宽供NOR Flash,SRAM, 或NAND Flash使用(如何配置???)。
2.2 外设接口     DM6437提供几个外设接口，运行用户连接外部设备。主要如下： 2.2.1 VLYNQ接口
       DM6437将内部VLYNQ接口延伸到mini PCI连接器 J20 及20针的小连接器DC_P3。VLYNQ接口在PCI/EM总线上是多元的，当然在boot启动后总线需要被配置支持VLYNQ。若板子使用了PCI插槽，则VLYNQ不可操作。 2.2.2 UART接口
       DM6437内部UART0被驱动连接至连接器P8。UART接口的路由选择，TI MAX3221 RS-232优先于DB-9公接头P8。通过子板连接器将RS232-ENABLEn信号置高位可以去使能UART信号。 2.2.3 CAN接口
       DM6437内部CAN控制器被驱动连接至连接器P7。控制器的路由选择，TI SN65HVD235 CAN控制器优先于DB-9母接头P7。同样通过子板连接器将CAN-ENABLEn信号置高位可以去使能CAN信号。 2.3 视频接口       DM6437 EVM提供视频输入输出端口以支持各种应用需要。 2.3.1 视频输入端口
       DM6437 EVM通过内部视频端口支持视频捕获。TI TVP5146M2用于解码复合视频或S-video视频输入。P2用于S-video输入，J5用于复合视频输入。       (S-Video具体英文全称叫Separate Video，为了达到更好的视频效果，人们开始探求一种更快捷优秀、清晰度更高的视频传输方式，这就是当前如日中天的S-Video(也称二分量视频接口)，Separate Video 的意义就是将Video 信号分开传送，也就是在AV接口的基础上将 {MOD}度信号C和亮度信号Y进行分离，再分别以不同的通道进行传输，它出现并发展于上世纪90年代后期通常采用标准的4 芯(不含音效) 或者扩展的7 芯( 含音效)。带S-Video接口的视频设备( 譬如模拟视频采集/ 编辑卡电视机和准专业级监视器电视卡/电视盒及视频投影设备等) 当前已经比较普遍，同AV 接口相比由于它不再进行Y/C混合传输，因此也就无需再进行亮 {MOD}分离和解码工作，而且由于使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真，极大提高了图像的清晰度，但S-Video 仍要将两路 {MOD}差信号(Cr Cb)混合为一路 {MOD}度信号C，进行传输然后再在显示设备内解码为Cb 和Cr 进行处理，这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小但在严格的广播级视频设备下进行测试时仍能发现) ，而且由于Cr Cb 的混合导致 {MOD}度信号的带宽也有一定的限制，所以S -Video 虽然已经比较优秀但离完美还相去甚远，S-Video虽不是最好的，但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素，它还是应用最普遍的视频接口。) 2.3.2 片上视频输出口DACs
       DM6437提供4个DACs输出口，以支持多种输出标准。DACs可通过编程来支持复合视频，分量( {MOD}差)视频或RGB。通过连接器P1可获得S-video输出，这个连接器由DACs B and C驱动, DAC B是 {MOD}度分量，DAC C是亮度分量。 2.4 AIC33接口        EVM使用TI TLV320AIC33立体声编码器(codec)来做音频信号的输入输出。音频模拟信号通过microphone 或 line输入，经该编码器采样转换成数字信号送DSP处理。DSP处理完音频数字信号后也是用该编码器再转换为模拟信号输出给用户。        此codec使用两个串行通道通信，一个用于codec内部寄存器的配置，另一个发送和接收数字音频信号。IIC总线用于单向控制通道，该控制通道仅在配置codec时使用，因此在音频数据传输过程中，该通道处于闲置状态。 缺省配置是使用McBSP作为双向数据通道。但也可以选择McASP来驱动数据通道。具体选择哪个，可以通过板上的IIC扩展器决定。所有音频数据流通过数据通道传输。根据采样数据宽度、时钟信号源和串行数据格式三个变量，可支持多种数据格式。对DSP侧无影响。 McBSP: TI公司生产的数字信号处理芯片的多通道缓冲串行口。是在标准串行接口的基础之上对功能进行扩展,因此具有与标准串行接口相同的基本功能，可以和其他DSP器件、编码器等其他串口器件通信。
McASP: TI公司的DSP的一种接入接口。称为复通道音频接入接口。这是一种通用的音频接入接口。采用的是时分复用的数据流形式。使用IIS协议，也支持DIT协议。McASP包括发射与接收两部分，它们可以使用不同时钟，不同传输模式，工作完全独立。发射和接受能够工作在同步状态，此外，McASP的管脚能被配置成通用I/O管脚。 2.5 以太网接口    DM6437整合了一块以太网MAC口，这个接口路由至PHY。EVM使用一个Micrel KS8001L PHY，直接与DM6437和RJ-45相连。制造过程中已经将以太网地址存入IIC ROM中。 (EMAC: Ethernet Media Access Controller (EMAC)) 2.6 IIC接口        DM6437上的IIC总线是各外设控制寄存器的最理想的连接通道。在DM6437 EVM上，IIC总线用于配置视频解码器TVP5146M2、AIC33、I/O扩展器口，其中I/O扩展器有4个，用于处理各种bit格式的I/O功能，比如上面配置CAN的使能等。IIC连接着一块 EEPROM，可用于booting或其他通用目的的存储，里面存放有MAC地址及板子的版本信息，擦除ROM时需要注意。 2.7 S/PDIF模拟和光纤接口        S/PDIF的全称是Sony/Philips Digital Interface Format，由于被广泛采用，它成为事实上的民用数字音频格式标准，大量的消费类音频数字产品如民用CD机、DAT、MD机、计算机声卡数字口等都支持S/PDIF，在不少专业设备上也有该标准的接口。通过配置IIC的I/O扩展器可与McBSP或McASP连接。 2.8 Daughter Card 接口        EVM提供扩展连接器用于接受即插式的子板。由此使得用户可以根据自己需要扩展EVM平台的功能以满足用户特定的I/O需求，主要包括内存，外设和视频方面的扩展。通过这个接口可以访问到DSP的EMIF与内存和内存映射设备连接的信号。    (这个接口还没理解透) 2.9 DM6437 CPU核时钟频率        DM6437 EVM使用一个27M的晶振产生输入时钟。DM6437 有一个内部PLL,可对输入时钟做倍频来产生内部时钟，PLL倍频器可通过软件设置。
三、物理描述---->DM6437 EVM的分层布置及其接口介绍 3.1 Board Layout
   210mm x 115mm, 10 layer board, 外部单独+5V电源供电。 3.2 连接器(connectors)
       提供23个连接器供外设接口，包括:DAC A~D, S/PDIF IN/OUT, mini PCI, CAN, RS-232 UART, DC_P1~3.....,其中：
   DC_P1---->memory/video expansion
   DC_P2---->peripheral expansion
   DC_P3---->VLYNQ Connector，允许用户将VLYNQ连至其他逻辑口。 3.2.1~4 J1~4, DAC A~D Video Out
       J1~4均是RCA(美国无线电公司标准，以J标识的接头均是)接头，用于DM6437与视频设备相连，直接由VPSS后端驱动。若使用PCI总线则这个连接器不可用。 3.2.5 J5, Video In
       接TVP5146M2解码器的视频输入口，这个连接器将视频信号输入到TVP5146M2, 板子启动后不可再向此接口插入。 3.2.6 S/PDIF Out
      用于DSP端McBSP FSR信号的模拟输出，输出SPDIF信号，带电状态下不可操作此接头。 3.3 Jumpers
   DM6437 EVM提供4个跳线脚，其中:
   JP1: NTSC/PAL选择
   JP2: CS2选择(FLASH ROM, SRAM, NAND FLASH, DC四选一)
   JP3 JP4可以不管 3.4 switches
   DM6437 EVM有7个switches, 用于切换板子行为或选择某种功能。概括如下:
   SW1---->Bootload mode选择
   SW2---->DM6437 Muxing Configuration
   SW3---->EMIF Data Select
   SW4---->4 position user readable
   SW5---->Power On Reset
   SW6---->Reset
   SW7---->Slide Switch 四、各种常备外设接口        以DM6437 EVM为例，包括2个可配置的视频端口；1个带MDIO(management data input/output)模块的10/100 Mb/s Ethernet MAC(EMAC)；1个4-bit传输，4-bit接受的VLYNQ接口；1个I2C(inter-integrated circuit)总线接口；2个McBSPs(multichannel buffered serial ports)；1个McASPs(multichannel audio serial port)；2个64-bit通用timers，每个都可以配置成两个独立的32-bit timers；1个64-bit watchdog timer；1个用户可配置的16-bit HPI(host-port interface)；一个多达111-pins的GPIO(general-purpose in/out)接口，带可编程的中断/事件使能模式，与其他外设复合使用；2个UARTs，其中一个支持硬件交互；3个PWM(pulse width modulator)；1个high-end controller area network(CAN)控制器HECC；1个33MHz的PCI(peripheral component interconnect)；2个无缝外部内存接口：一个异步外部内存接口EMIFA，用于速度较慢的内存或外设，一个高速同步内存接口，专用于DDR2。
             DM6437包括一个视频处理子系统(VPSS),带2个可配置的视频/图像外设：一个视频处理前端VPFE用于视频捕捉，一个视频处理后端VPBE用于视频输出。
      VPFE包括1个CCDC(CCD 控制器)，1个预览引擎Previewer, Histogram(直方图) Module, Auto-Exposure/White Balance/Focus Module (H3A), and Resizer。CCDC与通用视频解码器，CMOS传感器以及CCDs(Charge oupled Devies)相连。Previewer是一个实时图像处理引擎，它从CMOS传感器或CCD获取图像数据，并将之从RGB Bayer类型转换成YUV422。Histogram和H3A模块提供原始 {MOD}彩数据的统计信息供DM6437使用。Resizer模块接受图像数据，并可以分别在水平和垂直方向从1/4x到4x做缩放处理。
     VPBE则包括一个OSD(On-Screen Display Engine)和一个视频编码器(VENC)。OSD引擎可以处理2个独立的视频窗口和2个独立的OSD窗口，其他配置包括2个视频窗口，1个OSD窗口，1个专门的窗口允许多达8级的alpha blending(混合)。VENC提供4个54MHz 的DACs，并提供composite NTSC/PAL视频，S-Video和/或component视频输出，另外它还提供高达24-bit的数字视频输出至RGB888接口。数字视频可以是8/16-bit BT.656和/或CCIR.601的水平和垂直同步独立输出。
      EMAC(Ethernet Media Access Controller)提供一个DM6437至网络的高效接口，它支持10Base-T和100Base-TX，或10 Mbits/second (Mbps)and 100 Mbps的半双工或全双工模式，并支持硬件流控制和服务质量控制。
      MDIO模块可以对32个MDIO地址轮询访问，枚举系统中的所有PHY设备。
      I2C和VLYNQ端口使得DM6437可以轻松控制各外设和/或与主处理器通信。
      CAN控制器HECC模块提供网络协议，以在恶劣环境下与其他控制器串行通信，如典型的自动应用

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