DSP+FPGA評估板 TI TMS320C6657 1.25GHz-DSP原理圖

TI公司的TMS320C6655/57是不定點(diǎn)/浮點(diǎn)數(shù)字信號處理器（DSP），基于KeyStone多核架構(gòu)，內(nèi)核速度高達(dá)1.25GHz，集成了各種包括C66x內(nèi)核，存儲器子系統(tǒng)，外設(shè)和加速器在內(nèi)的各種可編程子系統(tǒng)，非常適用于高性能可編程應(yīng)用，如任務(wù)關(guān)鍵型，測試與自動化，醫(yī)療影像以及基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備等領(lǐng)域。

本文介紹了TMS320C6655/57主要特性，框圖以及C6657+XC7Z035評估板XQ6657Z35-EVM主要特性，方框圖，DSP部分電路圖。

TI TMS320C6655/57 DSP 是一款性能最高的定點(diǎn)/浮點(diǎn) DSP，基于 TI 的 KeyStone 多核架構(gòu)。該器件采用全新的創(chuàng)新 C66x DSP 內(nèi)核，能夠以高達(dá) 1.25 GHz 的核心速度運(yùn)行。對于任務(wù)關(guān)鍵型、醫(yī)學(xué)成像、測試和自動化以及其他需要高性能的應(yīng)用等廣泛應(yīng)用的開發(fā)人員，TI 的 TMS320C6655/57 DSP 提供高達(dá) 2.5 GHz 的累積 DSP，并支持高能效且易于使用的平臺。此外，它與所有現(xiàn)有的C6000系列定點(diǎn)和浮點(diǎn)DSP完全向后兼容.

TI的KeyStone架構(gòu)提供了一個可編程平臺，集成了各種子系統(tǒng)（C66x內(nèi)核，存儲器子系統(tǒng)，外設(shè)和加速器），并使用多種創(chuàng)新組件和技術(shù)來最大化設(shè)備內(nèi)和設(shè)備間通信，從而使各種DSP資源能夠高效無縫地運(yùn)行。此架構(gòu)的核心是關(guān)鍵組件，例如多核導(dǎo)航器，它允許在各種設(shè)備組件之間進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)管理。TeraNet 是一種無阻塞交換機(jī)結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)快速且無爭用的內(nèi)部數(shù)據(jù)移動。多核共享內(nèi)存控制器允許直接訪問共享內(nèi)存和外部內(nèi)存，而無需從交換機(jī)結(jié)構(gòu)容量中汲取資金。

對于定點(diǎn)使用，C66x 內(nèi)核具有 4× C64x+ 內(nèi)核的乘法累加 （MAC） 能力。此外，C66x 內(nèi)核集成了浮點(diǎn)功能，每個內(nèi)核的原始計(jì)算性能是業(yè)界領(lǐng)先的 40 GMACS/內(nèi)核和 20 GFLOPS/內(nèi)核（@1.25 GHz 工作頻率）。它每個周期可以執(zhí)行 8 個單精度浮點(diǎn) MAC 操作，可以執(zhí)行雙精度和混合精度操作，并且符合 IEEE754 標(biāo)準(zhǔn)。C66x 內(nèi)核包含 90 條新指令（與 C64x+ 內(nèi)核相比），旨在實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)和面向矢量數(shù)學(xué)的處理。這些增強(qiáng)功能對信號處理、數(shù)學(xué)和圖像采集功能中使用的常用DSP內(nèi)核的性能有了相當(dāng)大的改進(jìn)。C66x 內(nèi)核向后兼容 TI 上一代 C6000 定點(diǎn)和浮點(diǎn) DSP 內(nèi)核的代碼，確保軟件可移植性并縮短遷移到更快硬件的應(yīng)用的軟件開發(fā)周期。

TI C6655/57 DSP 集成了大量片上存儲器。除了 32KB 的 L1 程序和數(shù)據(jù)緩存外，每個內(nèi)核還有 1024KB 的專用內(nèi)存，可以配置為映射的 RAM 或緩存。該器件還集成了 1024KB 的多核共享內(nèi)存，可用作共享 L2 SRAM 和/或共享 L3 SRAM。所有 L2 存儲器都集成了錯誤檢測和糾錯功能。為了快速訪問外部存儲器，該器件包括一個運(yùn)行頻率為 1333 MHz 的 32 位 DDR-3 外部存儲器接口 （EMIF），并支持 ECC DRAM。

該系列支持許多高速標(biāo)準(zhǔn)接口，包括 RapidIO ver 2、PCI Express Gen2 和千兆以太網(wǎng)。它還包括 I2C、UART、多通道緩沖串行端口 （McBSP）、通用并行端口和 16 位異步 EMIF，以及使用通用 CMOS IO。對于設(shè)備之間或與FPGA的高吞吐量、低延遲通信，包括一個稱為HyperLink的40 Gbaud全雙工接口。

TI DSP C6655/57 器件具有一套完整的開發(fā)工具，其中包括：增強(qiáng)型 C 編譯器、用于簡化編程和調(diào)度的程序集優(yōu)化器，以及用于查看源代碼執(zhí)行情況的 WindowsR 調(diào)試器接口。

TI TMS320C6655/57主要特性：

1、一個 (C6655) 或兩個 (C6657) TMS320C66x ? DSP 內(nèi) 核子系統(tǒng) (CorePacs)，每個系統(tǒng)都擁有

1.1、850 MHz（僅 C6657），1.0 GHz 或 1.25 GHz C66x 定點(diǎn)/ 浮點(diǎn) CPU 內(nèi)核

1.25 GHz 時，定點(diǎn)運(yùn)算速度為 40 GMAC / 內(nèi)核

針對浮點(diǎn) @ 1.25GHz 的 20 GFLOP / 內(nèi)核

1.2、存儲器

每內(nèi)核 32K 字節(jié)一級程序 (L1P) 內(nèi)存

每核 32K 字節(jié)一級數(shù)據(jù) (L1D) 內(nèi)存

每核 1024K 字節(jié)本地 L2

2、多核共享存儲器控制器 (MSMC)

2.1、1024KB MSM SRAM 內(nèi)存 （由 C6657 的兩個 DSP C66x CorePacs 共享）

2.2、MSM SRAM 與DDR3_EMIF 的內(nèi)存保護(hù)單元

3、多核導(dǎo)航器

3.1、帶有隊(duì)列管理器的 8192 個多用途硬件隊(duì)列

3.2、基于包的 DMA 支持零開銷傳輸

4、硬件加速器

4.1、兩個 Viterbi 協(xié)處理器

4.2、一個 Turbo 協(xié)處理器譯碼器

5、外設(shè)

5.11、4 個 SRIO2.1 線道

每通道支持 1.24/2.5/3.125/5G 波特率運(yùn)行

支持直接 I/O，消息傳遞

支持四個 1x，兩個 2x，一個 4x，和兩個 1x + 一個 2x 鏈路配置

5.12、PCIe Gen2

單端口支持 1 或 2 個通道

每通道支持的速率高達(dá) 5 GBaud

5.13、HyperLink

連接到其它支持資源可擴(kuò)展性的 KeyStone 架構(gòu)連接

支持高達(dá) 40 Gbaud

5.14、千兆以太網(wǎng) (GbE) 子系統(tǒng)

一個 SGMII 端口

支持 10/100/1000 Mbps 工作速率

5.15、32 位 DDR3 接口

DDR3-1333

8GB 可尋址空間

5.16、16 位 EMIF

5.17、通用并行端口

兩個通道，每個 8 位或 16 位

支持 SDR 和 DDR 傳輸

5.18、兩個 UART 接口

5.19、兩個多通道緩沖串行端口 (McBSP)

5.20、I2C 接口

5.21、32 個 GPIO 引腳

5.22、SPI 接口

5.23、信號量 (Semaphore) 模塊

5.24、8 個 64 位定時器

5.25、兩個片上 PLL

5.26、SoC 安全支持

商用溫度：0°C 至 85°C

擴(kuò)展溫度范圍:-40°C 至 100°C

擴(kuò)展低溫：-55°C 至 100°C

TMS320C6655/57框圖

基于TMS320C6657+XC7Z035評估板XQ6657Z35-EVM

TI DSP TMS320C6657+XC7Z035評估板由廣州星嵌電子科技有限公司自主研發(fā)，是基于TI 多核DSP TMS320C6657 和Xilinx Zynq SoC處理器XC7Z035設(shè)計(jì)的，由核心板與底板組成。

核心板內(nèi)部通過SPI、EMIF16、uPP、SRIO 通信接口將DSP 與Zynq 結(jié)合在一起。底板接口資源豐富，引出2路 CameraLink 雙向可輸入輸出、1路 SFP+光口、2路千兆網(wǎng)口、雙通道 PCIe、USB2.0、Micro SD、LPC FMC、M.2、音頻輸入輸出等接口，方便用戶快速進(jìn)行產(chǎn)品方案評估與技術(shù)預(yù)研。

XQ6657Z35-EVM是一個高性能、經(jīng)濟(jì)高效的獨(dú)立開發(fā)平臺，使用戶能夠評估和開發(fā)德州儀器的應(yīng)用程序。評估模塊 （EVM） 還可用作 TMS320C6657 DSP 的硬件參考設(shè)計(jì)平臺。

提供原理圖、代碼示例和應(yīng)用筆記，以簡化硬件開發(fā)過程并縮短上市時間。http://web.xines.cn/pingguban/28.html

評估板XQ6657Z35-EVM主要特性：

1、DSP處理器型號：TI TMS320C6657CZHA25，雙核C66x，主頻1.25GHz

2、FPGA處理器：Xilinx Zynq7000 SoC XC7Z035-2FFG676I（2x ARM Cortex-A9，主頻 800MHz（-2），2.5DMIPS/MHz ，1x Kintex-7 架構(gòu)可編程邏輯資源）

3、CPLD：MAX10型號10M02SCM153

4、DSP SPI Flash：32MByte

5、FPGA SPI Flash：64MByte

6、EEPROM：1Mbit

7、DSP DDR3：1GBytes

8、ZYNQ DDR3：1GBytes（PS端）

9、溫度傳感器：TMP102AIDRLT

10、CameraLink ：支持2路Base輸入或者2路Base輸出或者1路Full 輸入或輸出

11、SFP+：1路支持萬兆光模塊

12、千兆網(wǎng)口：DSP 1路、ZYNQ PS 1路

13、PCIe：1x PCIe 雙通道 （DSP端）

14、SD：1x Micro SD

15、USB：1x USB 2.0

16、DSP IO：38個

17、M.2：1x 可接SATA、4G、5G模塊

18、HDMI：1x HDMI OUT （PL端）

19、音頻：1x LINE IN、1x MIC IN、1x LINE OUT

20、LPC FMC：1路

21、電源接口：1x TYPE-C接口 12V@4A或標(biāo)準(zhǔn)PCIe供電

TMS320C6657 器件基于德州儀器 （TI） 開發(fā)的第三代高性能、先進(jìn)的 VelociTI? 超長指令字 （VLIW） 架構(gòu)，專為高密度有線/無線媒體網(wǎng)關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施而設(shè)計(jì)。該設(shè)備是 IP 邊界網(wǎng)關(guān)、視頻轉(zhuǎn)碼和翻譯、視頻服務(wù)器以及智能語音和視頻識別應(yīng)用的絕佳選擇。C66x 器件向后兼容屬于 C6000? DSP 平臺的先前器件的代碼。

TMS320C6657+XQ7035核心板框圖

TMS320C6657+XQ703評估板正面圖

XQ6657Z35-EVM底板-DSP原理圖

XQ6657Z35-EVM底板原理圖1-電源時鐘

XQ6657Z35-EVM底板原理圖2-Power Supply

XQ6657Z35-EVM底板原理圖3-Power Converter

XQ6657Z35-EVM底板原理圖4-音頻

XQ6657Z35-EVM底板原理圖5-網(wǎng)絡(luò)

XQ6657Z35-EVM底板原理圖6-啟動配置

XQ6657Z35-EVM底板原理圖7-JTAG

XQ6657Z35-EVM底板原理圖8-PCIe x2

審核編輯 黃昊宇