基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解

2018-06-07 00:30 次阅读

  ADI公司的ADSP-BF70x Blackfin处理器系列采用双MAC 16位最新的处理引擎,正交RISC类微处理器指令集,在单指令架构中采用单指令多数据(SIMD)多媒体功能, Blackfin+核能工作高达400MHz,每周妻支持双16位或单32位MAC,其低功耗性能可应用在汽车电子,视频/图像分析,工业控制,马达控制,仪器仪表,电源控制和生物计量。本文介绍了ADSP-BF70x Blackfin处理器系列主要特性,框图和Blackfin+处理核框图,以及评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite 主要特性,框图,电路图,材料清单和PCB布局设计图。

  The ADSP-BF70x processor is a member of the Blackfin family of products. The Blackfin processor combines a dual- MAC 16-bit state-of-the-art signal processing engine, the advantages of a clean, orthogonal RISC-like microprocessor instruction set, and single-instruction, multiple-data (SIMD) multimedia capabilities into a single instruction-set architecture. New enhancements to the Blackfin+ core add 32-bit MAC and 16-bit complex MAC support, cache enhancements, branch prediction and other instruction set improvements—all while maintaining instruction set compatibility to previous Blackfin products. The processor offers performance up to 400 MHz, as well as low static power consumption. Produced with a low-power and low-voltage design methodology, they provide world-class power management and performance. By integrating a rich set of industry-leading system peripherals and memory (shown in Table 1), the Blackfin processor is the platform of choice for next-generation applications that require RISC-like programmability, multimedia support, and leading-edge signal processing in one integrated package. These applications span a wide array of markets, from automotive systems to embedded industrial, instrumentation, video/image analysis, biometric and power/motor control applications.

  ADSP-BF70x Blackfin处理器系列主要特性:

  Blackfin+ core with up to 400 MHz performance

  Dual 16-bit or single 32-bit MAC support per cycle

  16-bit complex MAC and many other instruction set enhancements

  Instruction set compatible with previous Blackfin products

  Low-cost packaging

  88-Lead LFCSP (QFN) package (12 mm × 12mm),  RoHS compliant

  184-Ball CSP_BGA package (12 mm × 12mm × 0.8mm pitch), RoHS compliant

  Low system power with 《 100 mW total device power at 400 MHz (《 0.25 mW/MHz) at 25°C TJUNCTION

  MEMORY

  136KB L1 SRAM with multi-parity-bit protection (64KB instruction, 64KB data, 8KB scratchpad)

  Large on-chip L2 SRAM with ECC protection 256KB, 512KB, 1MB variants

  On-chip L2 ROM (512KB) L3 interface (CSP_BGA only) optimized for lowest system power, providing 16-bit interface to DDR2 or LPDDR SDRAM devices (up to 200 MHz)

  Security and one-time-programmable memory

  Crypto hardware accelerators

  Fast secure boot for IP protection

  memDMA encryption/decryption for fast run-time security

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解

  图1. ADSP-BF70x Blackfin处理器系列框图

  BLACKFIN+ PROCESSOR CORE

  As shown in Figure 1, the processor integrates a Blackfin+ processor core. The core, shown in Figure 2, contains two 16-bit multipliers, one 32-bit multiplier, two 40-bit accumulators (which may be used together as a 72-bit accumulator), two 40- bit ALUs, one 72-bit ALU, four video ALUs, and a 40-bit shifter. The computation units process 8-, 16-, or 32-bit data from the register file. The compute register file contains eight 32-bit registers. When performing compute operations on 16-bit operand data, the register file operates as 16 independent 16-bit registers. All operands for compute operations come from the multiported register file and instruction constant fields. The core can perform two 16-bit by 16-bit multiply-accumu-lates or one 32-bit multiply-accumulate in each cycle. Signed and unsigned formats, rounding, saturation, and complex mul-tiplies are supported. The ALUs perform a traditional set of arithmetic and logical operations on 16-bit or 32-bit data. In addition, many special instructions are included to accelerate various signal processing tasks. These include bit operations such as field extract and pop-ulation count, divide primitives, saturation and rounding, and sign/exponent detection. The set of video instructions include byte alignment and packing operations,  16-bit and 8-bit adds with clipping, 8-bit average operations, and 8-bit subtract/absolute value/accumulate (SAA) operations. Also provided are the compare/select and vector search instructions. For certain instructions, two 16-bit ALU operations can be per-formed simultaneously on register pairs (a 16-bit high half and 16-bit low half of a compute register)。 If a second ALU is used, quad 16-bit operations are possible. The 40-bit shifter can perform shifts and rotates and is used to support normalization, field extract, and field deposit instructions

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解

  图2. ADSP-BF70x Blackfin+处理器核框图

  评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite

  Thank you for purchasing the ADSP-BF707 EZ-KIT Lite®, Analog Devices, Inc. low-cost evaluation system for the ADSP-BF70x Blackfin® processors.

  The ADSP-BF707 processor is a member of the Blackfin family of products. Blackfin processors combine a dual-MAC state-of-the-art signal processing engine, the advantages of a clean, orthogonal RISC-like microprocessor instruction set, and single-instruction, multiple-data (SIMD)multimedia capabilities into a single instruction-set architecture. New enhancements to the Blackfin+™ core add 32-bit MAC and 16-bit complex MAC support, cache enhancements, branch prediction and other instruction set improvements—all while maintaining instruction set compatibility to previous Blackfin products.

  The EZ-KIT Lite is shipped with all of the necessary hardware—you can start the evaluation immediately. The package contains the standalone evaluation board, CE-approved power supply, and USB cable. The EZ-KIT Lite version ships with an ICE-1000 emulator, while the EZ-Board® version is supported by the ICE-1000 or ICE-2000 emulator.Expansion Interface III is provided for connecting a camera or audio extender board.

  Traditional mechanical switches for changing the board’s factory setup have been removed in favor of I2C controlled software switches. The only remaining mechanical switches are the boot mode switch and push buttons.

  The evaluation board is designed to be used in conjunction with the CrossCore® Embedded Studio (CCES) development tools to test capabilities of the ADSP-BF707 Blackfin processors. The CCES development environment aids advanced application code development and debug, such as:

   Create, compile, assemble, and link application programs written in C++, C, and assembly

   Load, run, step, halt, and set breakpoints in application programs

   Read and write data and program memory

   Read and write core and peripheral registers

  评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite 主要特性:

   Analog Devices ADSP-BF707 processor

   184-ball BGA package

   25 MHz CLKIN core oscillator

   DDR2 memory (DMC0) chip

   128M x 16-bit (2G bit)

   Micron MT47H128M16

   Quad SPI Flash (SPI2)

   32M bit serial flash memory

   Winbond W25Q32

   RF Wireless

   4 x 2 connector

   0.05” socket

   Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART0)

   FTDI FT232RQ USB to UART converter

   USB Mini B connector

   Controller Area Network (CAN) interfaces

   CAN0—NXP TJA1041 transceiver and RJ11 connector

   CAN1—NXP TJA1041 transceiver and RJ11 connector

   USB0 interface

   Micro AB connector

   HADC

   VIN0 RTC battery through jumper

   VIN1 timer through RC

   VIN2 0.1” header

   VIN3 0.1” header

   RTC

   16MM coin connector

   3V 125 mAh Li-ion

   CR1632

   RESET controller

   Analog Devices ADM6315 microprocessor supervisory circuits

   Debug (JTAG/SWD/TRACE) interface

   JTAG/SWD/SWO 10-pin 0.05” header for use with ADI emulators

   TRACE/JTAG/SWD 38-pin Mictor header

   Power measurement

   INA3221 to measure 3V, VDD_INT and VDD_EXT

   INA230 to measure VDD_DMC0

   LEDs

   Six LEDs: one power (green), one board reset (red), one SYS_FAULT (red), and three general-purpose (amber)

   Push buttons

   Three push buttons: one reset and two IRQ/Flag

   Expansion Interface III connectors (EI3)

   SMC0

   PPI

   SPORT

   SPI

   UART

   TWI

   TMR

   GPIOs

   PWR_IN

   GND/3.3V output

   External power supply

   CE compliant

   5V @ 3.6 Amps

   Other features

   SD/MMC memory connector

   Boot mode switch

   0.05-ohm resistors for processor current measurement


图3. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite外形图

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图4. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite框图

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图5. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite电路图(1)

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图6. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite电路图(2)

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图7. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite电路图(3)

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图8. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite电路图(4)

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图9. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite电路图(5)

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图10. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite电路图(6)

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图11. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite电路图(7)

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图12. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite电路图(8)

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图13. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite电路图(9)

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图14. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite电路图(10)

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图15. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite电路图(11)

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图16. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite电路图(12)
评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite材料清单:

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解


图17. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite PCB元件布局图:顶层

基于ADSP-BF70x Blackfin处理器系列开发方案详解

  图18. 评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite PCB元件布局图:底层

  更详细的评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite PCB布局设计图见:

  评估板ADSP-BF707 EZ-KIT Lite PCB布局设计图.pdf

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现代计算机的基石——英特尔8086处理器

第八代英特尔®酷睿™ i7-8086K限量版处理器是为纪念x86架构问世40周年而发布的。

的头像 知IN 发表于 06-07 16:56 986次 阅读
现代计算机的基石——英特尔8086处理器

全球PCB市场分析:数据看台湾PCB,积极布局SLP

近几十年以来,韩国的PCB 行业发展呈现出三大特点:规模高速发展、产业垂直整合凸显、逐渐转向高附加值....

的头像 PCB资讯 发表于 06-07 15:46 4304次 阅读
全球PCB市场分析:数据看台湾PCB,积极布局SLP

WL1837MOD的CPU处理器需要满足什么功能?WL1837MOD的CPU处理器如何解决?

发表于 06-07 06:39 42次 阅读
WL1837MOD的CPU处理器需要满足什么功能?WL1837MOD的CPU处理器如何解决?

ARM阵营进攻桌面市场,要击败Intel?

在桌面市场接近饱和的这几年,Intel因缺乏竞争和技术瓶颈的原因难以有突破性进展,ARM能否抓住机会....

发表于 06-06 11:46 200次 阅读
ARM阵营进攻桌面市场,要击败Intel?

关于rtai对A8处理的支持,请问现在的RTAI对A8架构的处理器有专门的补丁吗?怎么移植?

发表于 06-04 00:04 45次 阅读
关于rtai对A8处理的支持,请问现在的RTAI对A8架构的处理器有专门的补丁吗?怎么移植?

请问DM368调试需要什么仿真器?其内嵌的处理器是ARM 9,是否能够使用ARM的仿真器呢?

发表于 05-28 08:38 90次 阅读
请问DM368调试需要什么仿真器?其内嵌的处理器是ARM 9,是否能够使用ARM的仿真器呢?

NXP i.MX6UL嵌入式开发板WIFI(型号:RTL8723BU) 驱动简易移植及测试

发表于 05-25 14:49 428次 阅读
NXP i.MX6UL嵌入式开发板WIFI(型号:RTL8723BU) 驱动简易移植及测试

结构体变量: gVcapVencVdecVdis_ipcBitsCtrl.fobj.wrapOccuredHdr ,请问这个结构体变量的含义是什么?

发表于 05-25 06:50 89次 阅读
结构体变量: gVcapVencVdecVdis_ipcBitsCtrl.fobj.wrapOccuredHdr ,请问这个结构体变量的含义是什么?

CPU协处理器控制寄存器配置的软件回读怎么读啊?PCR的“基本功能性的软件测试”是怎么实现的?

发表于 05-25 04:28 88次 阅读
CPU协处理器控制寄存器配置的软件回读怎么读啊?PCR的“基本功能性的软件测试”是怎么实现的?