基于龍芯3A平臺的嵌入式控制器設(shè)計與構(gòu)建.pdf

1、龍芯是中國科學(xué)院計算所自主研發(fā)的高性能通用中央處理器（Central Processing Unit, CPU）CPU，采用精簡指令集（Reduced Instruction Set Computer,RISC）的無內(nèi)部互鎖流水級的微處理器架構(gòu)（Microprocessor without interlocked piped stages,MIPS）,作為中國第一個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的四核CPU，龍芯3號處理器采用的是65nm（納米）

2、工藝，主頻1GHz，晶體管數(shù)目4.25億個，單顆龍芯3A的最大功耗為15W，理論峰值為16Gflops，每顆CPU單瓦特能效比1.06Gflops/W是目前X86 CPU的2倍以上，達到了世界先進水平。龍芯3A集成了四個64位超標(biāo)量處理器核、4MB的二級Cache、兩個DDR2/3內(nèi)存控制器、兩個高性能HyperTransport控制器、一個PCI/PCIX控制器以及LPC、SPI、UART、GPIO等低速I/O控制器。龍芯3A的指令系

3、統(tǒng)與MIPS64兼容并通過指令擴展支持X86二進制翻譯。隨著龍芯在各種領(lǐng)域各種機型中的快速發(fā)展及普及，特別是移動辦公領(lǐng)域，便攜式電腦機型的研發(fā)，使得嵌入式控制器（Embed Controller，EC）的設(shè)計成為必須。眾所周知，EC作為便攜式電腦中獨具特色的部分，普遍應(yīng)用在具備智能型節(jié)電功能的便攜式電腦設(shè)計中，它擔(dān)負(fù)著便攜式電腦上電復(fù)位/掉電關(guān)機、內(nèi)置鍵盤掃描、觸摸板（Touchpad,TP）數(shù)據(jù)處理、便攜式電腦電池智能充放電管理、實時

4、獲取CPU溫度從而控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、控制便攜式電腦的部分LED燈等任務(wù)。EC在便攜式電腦的便攜、智能化、個性化設(shè)計中起到了重要的作用。
　　本文所做的工作是基于龍芯3A便攜式電腦平臺,進行相關(guān)的嵌入式控制器設(shè)計和構(gòu)建,按照軟硬件設(shè)計的方法來進行開發(fā)了基于國產(chǎn)CPU平臺的EC模塊，主要包括以下幾個模塊的開發(fā)工作：
　　（1）電源管理模塊
　　負(fù)責(zé)開關(guān)機控制，按照硬件設(shè)計要求正確地執(zhí)行型1.2V，1.8V，0.9V，3.3V，

5、5V等電源的上電時序，有效地對CPU和PCI設(shè)備等進行復(fù)位。
　　（2）電池管理模塊
　　負(fù)責(zé)對電池的充放電管理和報告電池電量、溫度、電壓等信息。
　?。?）溫度控制和熱處理模塊
　　實現(xiàn)主板環(huán)境溫度獲取、散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的計算，以及根據(jù)環(huán)境溫度進行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制，提交上層接口，供OS根據(jù)系統(tǒng)溫度進行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制管理。
　?。?）SMBus接口及固件軟件更新模塊
　　負(fù)責(zé)SMBus設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，例如讀

6、取電池信息以及負(fù)責(zé)在HOST層應(yīng)用程序在Firmware層進行Flash Update。
　　（5）內(nèi)置鍵盤模塊
　　負(fù)責(zé)內(nèi)置鍵盤及PS2鼠標(biāo)（觸摸板）的處理。
　　（6）SCI模塊
　　負(fù)責(zé)發(fā)送一些系統(tǒng)時間觸發(fā)的SCI中斷到HOST，通知HOST完成相應(yīng)的功能。
　　通過以上的幾個模塊設(shè)計與構(gòu)建，目前EC已經(jīng)有效應(yīng)用于基于龍芯3A的便攜式電腦的研發(fā)、設(shè)計以及生產(chǎn)上面，產(chǎn)品逐漸進入黨政軍的信息化辦公業(yè)務(wù)，對