参考设计checklist
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参考设计checklist
发表于2025-07-10 11:25:28
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参考设计 硬件开发checklist

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概述

1. 硬件设计说明

1.1 电源

1.2 时钟

1.3 复位

1.4 Trap Pin

1.5 SerDes接口设计

1.5.1 SerDes接口

1.5.2 USB接口

1.5.3 PCIE接口

1.5.4 SATA接口

1.6 RGMII接口设计

1.7 UART0接口设计

1.8 SD卡接口设计

1.9 EMMC接口设计

1.10不使用管脚处理方式

1.11 HDMI接口

2. 器件选型约束

3. 软件烧录

4. PCB设计

概述

本文档主要介绍了基于参考设计硬件开发的注意事项,用于指导硬件工程师单板开发。

1. 硬件设计说明

1.1 电源

1、确认VRD+Drmos器件选型,这两类器件存在固定搭配,不同厂家不可混用。

2、确认各个DC-DC器件选型,确认选型器件的精度(纹波噪声)及通流能力指标是否满足负载设计规格要求。

3、输入缓启:单板电源输入建议使用缓起电路,未使用缓起电路的电源需要串联保险管用于单板保护,且保险管额定电流满足75%降额,缓起电路功率MOS漏极电流需满足70%降额,两个或两个以上MOS管并联应用时,每个栅极需串一个10Ω电阻,防止多个mos管间的寄生振荡,禁止使用不同型号的MOS管并联使用。

4功率检测:是否设计了12V输入的功率检测芯片,能够实时检测当前整板的功耗(若未设计功率检测芯片会出现告警)。功率采样电阻推荐使用10mΩ,阻值精度±1%,采样器件的IIC地址使用0X80

5、3V3、5V等单板关键电源建议预留电源指示灯。

6、不同厂家的DRMOS供电方案可能不同,为适配不同厂家,建议BUCK电路预留5V/3V3两种电压输出的配置方案,后续可通过BOM修改输出电压值。

7上电时序约束

a.在POR解复位之前,必须提供稳定时钟;

b.SERDES要求任何一路供电的10% -> 90%时间 >30us; SERDES要求0.8V先上,1.2V后上;

c.PowerSwith要求3.3V先上,1.8V后上,0.8V上电顺序任意,下电时序要求:3.3V下电到0时,1.8V要低于0.8V;

d.DDR建议LPDDR4x上电顺序0. 85V->1. 1V->0. 6V/1.2V;

e.MIPI RX/TX要求AVDD_0V8先上电,VDD_1V8后上电; f.VDAC/AUDIO/LSADC:0.8V先上,1.8V后上;

g.USB2.0 0.8V先上,然后3V3上电,1.2V顺序任意;

h.Efuse要求0.8V先上电,1.8V先下电;

i.DDR_0V85需要在DVDD_0V8_SOC前上电;

8、各器件单体各路电源时序约束:

a.LPDDR4x颗粒上电约束,1.8V>1.1V>0.6V (20mS)

b.LPDDR4x颗粒下电约束,0.6>1.1V>1.8V

c.VRD上电时序,VCC>DRMOS_5V&&12V>EN(至少保证EN最后上)

d.VRD下电时序,EN>12&&DRMOS_5V>VCC(至少保证EN首先下)

1.2 时钟

芯片外部有三路重要时钟输入:

1.png

管脚

信号名

用途/描述

频率

W38

SYS_CLKIN

系统主时钟

48MHZ

AY25

PHY_REF_CLKIN

MIPI PHY参考时钟

48MHZ

G15

SDS_REFCLK_INM

SERDES差分参考时钟

使用SERDES接口以及USB2.0就必须要接100M的参考时钟

100MHZ

G16

SDS_REFCLK_INP

时钟关键指标要求:

48M系统时钟关键规格

指标要求

频率

48MHz

duty

45%~55% 

上升沿/下降沿

8ns 10%~90% 

精度

-50ppm~50ppm

RMS Jitter(100Hz~10MHz)

2ps

SerDes 100M时钟关键规格

指标要求

占空比

50%(±5%)

Trise/Tfall(20%~80%)

<800ps

直流偏置电压

650mV~750mV

100MHz差分参考时钟频偏

±1MHz(100MHz)

时钟Buffer时钟源100MHz晶振精度

<50ppm

1、建议在打板后在末端测试时钟信号质量

2、SerDes 100M时钟方案建议参考提供的原理图参考设计,采用钟振+Clock Driver的方案。建议不要开展频(SATA时钟不支持展频),大部分时钟芯片都有控制引脚来决定输出时钟的电平类型和是否开展频,设计时需注意

3、Clock buffer出的100M时钟不能再分为两路使用

1.3 复位

上电复位时序图:

2.png

EP模式

管脚序号

信号名称

用途/描述

W36

POR_N

芯片上电复位上电解复位设计参考提供的硬件参考方案。

W37

RSTIN_N

系统复位,参考设计默认上拉处理,即上电解复位。

W34

PERST0_N

PCIE复位,EP模式下是输入管脚,用于接受外部Host发出的复位信号

RC模式

管脚序号

信号名称

用途/描述

W36

POR_N

系统上电复位上电解复位设计参考提供的硬件参考方案。

W37

RSTIN_N

系统复位,参考设计默认上拉处理,即上电解复位。

W34

PERST0_N

RC模式下是输管脚,用于复位外设。的PCIE外设复位的管脚

W33

PERST1_N

Y34

PERST2_N

AA33

PERST3_N

1.4 Trap Pin

管脚序号

信号名称

信号方向

信号电平

用途/描述

AN34

LSADC_CH7

Input

1.8V

boardid前两位,用于区分底板类型。RC取值在10-49之间,EP取值为00。数值通过上下拉电阻配置,可参考

https://support.huawei.com/enterprise

/zh/doc/EDOC1100304822/8b0866af?idPath

=23710424|251366513|22892968|252309141

|254411267

AM34

LSADC_CH6

Input

1.8V

AL36

LSADC_CH2

Input

1.8V

配置boardid后三位,20T为275,8T为251。数值通过上下拉电阻配置,可参考

https://support.huawei.com/enterprise

/zh/doc/EDOC1100304822/8b0866af?idPath

=23710424|251366513|22892968|252309141

|254411267

AL37

LSADC_CH1

Input

1.8V

AL38

LSADC_CH0

Input

1.8V

AD40

SPI2_SCLK

Input

1.8V

上电Trap管脚,和SPI管脚复用,需要做下拉,不影响SPI管脚使用。 外设使用时,该Trap管脚不能做上拉

AD36

SPI2_SDO

Input

1.8V

AB33

PCIE_RC_EP_MD

Input

1.8V

RC/EP模式选择

0:RC模式

1:EP模式

AA36

BOOT_SEL2

Input

1.8V

启动镜像介质选择:

RC:

 3.png

EP:

4.png

AA35

BOOT_SEL1

Input

1.8V

Y38

BOOT_SEL0

Input

1.8V

AK33

UPDATE_MODE

Input

1.8V

RC模式下制卡的使能控制管脚,用于USB给EMMC加载镜像低有效

AJ33

GPIO08_02

Input

1.8V

SYS_POWEROFF_IN安全上下电输入管脚高电平开机低电平关机

AK34

GPIO8_03

Output

1.8V

SYS_POWEROFF_OUT,安全上下电状态指示输出管脚高电平开机低电平关机

AH35

GPIO8_00

Input

1.8V

通过检测SYS_SLEEP_IN状态进行休眠或唤醒高电平休眠低电平唤醒

AJ34

GPIO8_01

Output

1.8V

SYS_SLEEP_OUT休眠唤醒状态输出管脚

AK39

UHT_ALARM

Output

1.8V

过温告警信号,触发输出过温告警信号,同时控制芯片下电保护。设计时可以参考《参考设计 底板电路参考设计》的过温下电模块。

G33

SATA_LED3

Input

1.8V

下拉识别为SATA接口,上拉识别为NVME接口。

1.5 SerDes接口设计

1.5.1 SerDes接口

1、8lane SerDes可以复用成PCIe、SATA、SGMII、USB,RC/EP模式复用关系按照以下的方案选择

RC 模式macro 0复用方案

典型使用场景

Marco 0

SERDES 0

SERDES 1

SERDES 2

SERDES 3

场景1

SATA

SATA

SATA

SATA

场景2

PCIe x1 (RC)

SATA

SATA

PCIe x1

场景3

PCIe x1 (RC)

-

-

-

场景4

PCIe x4 (RC)

场景5

SATA

-

-

-

场景6

SATA

-

SATA

SATA

场景7

PCIe x2 (RC)

SATA

SATA

场景8

-

-

SATA

场景9

PCIe x2

SATA

PCIe x1

场景10

SATA

-

SATA

PCIe x1

场景11

SATA

SATA

SATA

PCIe x1

RC 模式macro 1复用方案

典型使用场景

Marco 1

SERDES 4

SERDES 5

SERDES 6

SERDES 7

场景1

PCIe x2

USB3.0

USB3.0

场景2

GE

GE

USB3.0

USB3.0

场景3

PCIe x1

-

USB3.0

USB3.0

场景4

USB3.0

USB3.0

USB3.0

USB3.0

场景6

GE

-

USB3.0

USB3.0

场景7

USB3.0

USB3.0

PCIe x1

USB3.0

场景8

PCIe x1

USB3.0

PCIe x1

USB3.0

场景9

PCIe x1

USB3.0

USB3.0

USB3.0

EP模式下的Macro 0复用关系

Macro 0

Serdes0

Serdes1

Serdes2

Serdes3

PCIE(X4/X2/X1)

2、Macro 0与Macro 1是各自独立的控制器,互不干涉。RC模式可根据上面表格上的复用方案将Macr0Macro1的场景随机搭配。EP模式只能使用Macro 0的Serdes0-3,复用为PCIE

1.5.2 USB接口

1、SerDes复用成USB3.0时跟USB2.0有固定的组合关系。

接口

USB0

USB1

USB2

USB3

主从关系

仅Host

Host/Device

Host/Device

Host/Device

信号总线

Serdes 4

Serdes 5

USB 2.0_1

Serdes 6

USB 2.0_2

Serdes 7

USB 2.0_3

USB 3.0

USB 2.0

-

-

-

-

2、USB1、USB2、USB3支持同时HOST/Device模式。HOST/Device模式不支持自动切换,是通过USB_VBUS判断是否为Device模式。USB0仅支持HOST模式。

3、USB对应的USB_POWER_EN管脚不能用作USB的使能不使用时悬空处理

4、USB0接口仅支持USB3.0,在系统由休眠状态唤醒后,需对外设进行上下电或复位操作。

5、USB_VBUS管脚只支持自供电模式不支持总线供电HOST时需单独使用电源对外设供电

6、USB3.0接口出TYPE-A等接口时一般对插的USB设备中会在TX端串接耦合电容,因此此时只需要在TX信号侧串接100nF的AC耦合电容。RX端不需要串接耦合电容。

7、USB3.0接USB HUB时TX、RX均需要AC耦合电容,TX的耦合电容靠近芯片端,RX的耦合电容靠近USB HUB。

8、USB1-3接USB3.0 HUB时需将USB2.0和3.0信号同时接到HUB上;USB2.0_1-USB2.0_3接USB2.0 HUB时,不可将HUB出来的USB2.0信号再和USB3.0信号搭配。

1.5.3 PCIE接口

有4个PCIe控制器,最高支持PCIe Gen3,还可通过PCIE_EP_RC_FLAG管脚进行RC和EP模式切换。

 RC模式

Macro0中若存在PCIE和其他协议共存,则PCIE只能支持到PCIE GEN2,设计时请注意。

 EP模式

只能使用sedres0-sedres3的PCIE

1.5.4 SATA接口

1、最多可提供4个SATA接口,同时有4个SATA Activity状态指示灯控制接口(G33、G34、G36、G37),使用是请注意搭配关系。

2、SATA和NVME的兼容设计

设计时将M2_TYPE(对应芯片管脚为G33)管脚做上拉,在上拉时识别为PCIESATA时盘内下拉会将M2_TYPE管脚下拉到地

3、在设计M.2硬盘接口时注意SATA的PIN 41/43分别是P端和N端;而NVME相对SATA的P和N相反。

4、在设计M.2硬盘接口时SATA信号的TX/RX硬盘端无10nF电容时在底板上靠近M.2连接器端需要加10nF电容

1.6 RGMII接口设计

1、输出的RGMII_TX/RX,MDIO信号电平都是1.8V,注意配置PHY芯片端口电压时要配置为1.8V。若芯片的MDIO接口不支持1.8V,则需要使用电平转换。

2、输出的/RGMII_RST信号电平为1.8V,但大部分PHY芯片的RST管脚支持的电平为3.3V,请根据实际情况确定是否需要使用电平转换芯片。

3、PHY芯片的25M时钟,建议使用外挂25M晶振的方案提供。

4、RGMII_RX信号建议在PHY芯片侧串接33Ω串阻,并使用5pF电容接地。TX端建议在芯片测串接33Ω串阻。串接33欧姆电阻的原因主要是因为EMC测试客户可根据自己的需求做添加

5、当一个MDIO接口接多个PHY器件时,每个PHY器件的PHY ID要配置的不同,且不可配置为000。

1.7 UART0接口设计

1、UART0串口为调试串口,是单板调试和故障定位的主要接口,进行硬件设计时务必将UART0引出

2、直出的UART都是1.8V需要根据实际外设情况确认是否增加电平转换

3、可提供7路UART接口其中UART2和UART3控制器支持流控功能

1.8 SD卡接口设计

1、在设计SD卡电路时请务必参考《参考设计 电路参考设计》的SD卡模块

2、CMD、DATA0/1/2/3请使用47K电阻上拉至SDIO_VOUT。在靠近SD侧建议都增加33Ω串阻,用于调节信号质量。

3、SDIO_CLK信号需要靠近SD卡侧,增加240Ω上拉至SDIO_OUT,增加100Ω下拉电阻至GND。在靠近SD侧建议增加0Ω串阻。

4、SDIO_DETECT信号使用10K电阻上拉至SDIO_VOUT。

5、SD卡的3.3V电源,需使用SDIO_POWER_EN来控制上下电。

1.9 EMMC接口设计

1、EMMC的1.8V和3.3V电源,需使用EMMC_POWER_EN来控制上下电。

2、EMMC_DATA信号建议在eMMC颗粒侧串接33Ω电阻,用于调节信号质量。

3、EMMC_CLK须外接10kΩ电阻下拉至GND。(具体阻值请参考EMMC厂家提供的芯片手册)。

4、EMMC_DS是HS400模式读方向时钟,建议在eMMC颗粒侧串接0Ω电阻。有些厂家会要求使用20K电阻接地,建议预留。

5、EMMC模块的电路设计请务必按照《Atlas 200I A2加速模块底板电路参考设计V1.0》

https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100307561?idPath=23710424|251366513|22892968|252309141|254411267

1.10不使用管脚处理方式

不使用管脚需要做特殊处理的,已在下表中列出:

信号

管脚

特殊处理

TDI

AB36

上拉

TCK

AB37

下拉

TMS

AB39

上拉

TRSTD

AB38

下拉

PMBUS_SCL0

AP38

下拉

PMBUS_SDA0

AP39

下拉

PMBUS_SCL1

AP40

下拉

PMBUS_SDA1

AP34

下拉

PMBUS_ALERT0_N

AD33

上拉

PMBUS_ALERT1_N

AD34

上拉

MIPI_RX0_CK0P

AY37

MIPI_RX0_CK0N

AW37

下拉

MIPI_RX0_CK1P

AT35

下拉

MIPI_RX0_CK1N

AR35

下拉

MIPI_RX1_CK0P

AW34

下拉

MIPI_RX1_CK0N

AV34

下拉

MIPI_RX1_CK1P

AT33

下拉

MIPI_RX1_CK1N

AR33

下拉

PHY_REF_CLKIN

AY25

下拉

HDMI0_HOTPLUG

AP28

下拉

HDMI0_CEC

AR28

下拉

HDMI0_SDA

AT28

下拉

HDMI0_SCL

AU28

下拉

HDMI1_HOTPLUG

AV28

下拉

HDMI1_CEC

AW28

下拉

HDMI1_SDA

AR27

下拉

HDMI1_SCL

AP27

下拉

AC_MICBIAS0

AR23

下拉

AC_MICBIAS1

AV22

下拉

AC_INOR

AV23

下拉

AC_INOL

AU23

下拉

AC_IN1R

AW23

下拉

AC_IN1L

AY23

下拉

1.11 HDMI接口

HDMI_TX信号建议串接2.2欧姆串阻。

2. 器件选型约束

1Falsh 选型必须用已适配的型号

2EMMC最好使用推荐型号也可自己适配但是容量要控制在32G以上

3VRD电源已适配MXS和JFMY

4PHY芯片选型必须用已适配的型号

3. 软件烧录

1、BIOS固件

固件烧录至flash单独提供

2、VRD电源固件

根据自己单板需求由厂商提供在贴片之前烧录

4. PCB设计

参考资料 《参考设计 模组硬件设计指南》

本帖最后由 匿名用户2025/07/10 11:55:59 编辑

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