設計了一款基于國產處理器龍芯2F 的嵌入式應用系統，該系統主要面向車載和便攜設備。針對車載和便攜設備的特點，在芯片選擇上主要突出低功耗和穩定性；對直流電源部分進行了優化，提高了整個系統的效率；在系統的調試過程中，采用替代手段消除SM502芯片I2C 邏輯上的bug，使系統支持市場上所有類型的內存條；為使系統的信號完整性達到高頻電路的要求，提出了相應的設計方法和流程。

　　0． 引言

　　近年來，車載和便攜式多媒體播放設備倍受人們追捧，競相推出多種設計方案。基于龍芯2F[1，2] （LOONGSON-2F ）處理器的車載和便攜設備設計方案主要面向車載娛樂、超移動設備（UMD）、移動Internet 設備（MID）等高性能、低功耗嵌入式領域從事開發和生產的公司企業。該方案采用龍芯2F（LOONGSON-2F ）處理器為控制核心，根據車載和便攜設備工作環境和特點，采用SM502 [3]多功能顯示控制芯片，它能夠支持多種媒體格式，可實現上網、看電視、錄制和播放音樂等功能；板載FLASH 和DDR2 內存，可獨立引導系統內核工作，利用串口作為系統終端。也可通過板載的通用PCI 和LOCAL BUS 總路線接口進行系統擴展，方便用戶進行二次開發，加之CPU 使用國產芯片，具有功耗低、價格低廉的特性，該設計方案具有較高的應用和參考價值。

　　1． 龍芯2F 處理器的功能與特點

　　本系統采用的龍芯2F（LOONGSON-2F ）處理器，是中國科學院計算技術研究所最新發布的一款64 位MIPSⅢ指令集的通用RISC 微處理器。該處理器在國內首個采用了90nmCMOS 設計工藝，面積為35nm2，典型工作頻率800MHz 下實測功耗為4"5W ，最高工作頻率可達1G；最高浮點運算速度為每秒40/80 億次雙/單精度浮點運算，片內集成了PCI/PCIX 等IO 控制器，并集成片上二級CACHE、DDR2 內存控制器，非常適合高端嵌入式領域。

　　2． 系統硬件結構設計

　　系統的結構框架如圖1 所示。

　　龍芯2F（LOONGSON-2F ）處理器為整個系統的控制中心，并承擔所有數據的處理任務。系統通過ICS950220 時鐘合成器產生主板上各芯片所需的時鐘，同時該芯片帶有看門狗功能。系統內存是通過處理器內部集成的DDR2 控制器擴展，考慮到PCB 印制板的面積和訪存更高的帶寬需求，采用4 片16bit 位寬的內存顆粒方案，內存容量取決于采用顆粒的容量，最大可支持1GB 內存，其工作頻率為300MHz 。通過處理器提供的LOCAL BUS 擴展512KB Flash電感生產 ROM 用于系統BIOS 存儲。

　　2．1 系統電源

　　無論是車載還是便攜設備均需需采用直流電源供電，因此，節能和和高效是電源設計的主題。圖1 的電源模塊可見，本系統主板采用了+5V 的直流適配器作為供電電源，供給CPU 使用的1.2V 和供給接口電路使用的3.3V 直流電源由于通過的電流比較大，均采用效率較高的開關電源。按照常規設計，供給DDR2 和SM502 使用的1.8V 電源由3.3V 電源引入，分別由兩個線性電源（LDO）產生，本系統均改成效率較高的開關電源實現，提高了整個系統的效率，實測整個系統的功耗控制在10W 以內。

　　2.2 系統接口

　　1、系統通過多功能顯示控制芯片SM502 驅動各種接口，SM502 可通過PCI BUS 直接與處理器相連，支持2D 顯示加速，可提供：AC97 標準音頻接口（通過ALC203 芯片控制）、一個UBS1.1 接口、一個標準RS232 串口和一個調試串口（均由SP3232 芯片控制）、VGA 和LCD 顯示接口、ZV 視頻接口（由SSA7118 芯片控制）。

　　2、系統通過PCI BUS 采用RTL8139D 作為以太網控制芯片，提供10/100M 以太網接口。

　　3、電感器生產廠家系統通過PCI BUS 采用uPD72一體成型電感器0102 作為USB 控制器芯片，提供三個USB2.0 接口。其中一路USB接口通過AU6331 讀卡機控制器芯片，提供一個SD/MMC 接口。

　　3． 系統軟件

　　本系統運行在LINUX DEBIAN4.0 操作系統下，其內核為LINUX 2.6.21。將Bootloarder–PMON2000 燒制在板載的BIOS ROM 中，加電后自動完成處理器、緩存、內存控制器、網絡控制器等初始化工作。同時PMON2000 擁有少量行命令集，用于啟動后對內存的讀寫校驗、板載Flash 的擦寫、IP設置、串 大功率電感廠家 |大電流電感工廠