ZHCSFA5 July   2016 SM320C6457-HIREL

PRODUCTION DATA.  

  1. 1器件概述
    1. 1.1 特性
    2. 1.2 应用
    3. 1.3 说明
    4. 1.4 说明 （续）
    5. 1.5 功能方框图
  2. 2修订历史记录
  3. 3Terminal Configuration and Functions
    1. 3.1 Pin Diagram
    2. 3.2 Pin Attributes
      1. 3.2.1 Pin Map
    3. 3.3 Signal Descriptions
  4. 4Specifications
    1. 4.1 Absolute Maximum Ratings
    2. 4.2 ESD Ratings
    3. 4.3 Recommended Operating Conditions
    4. 4.4 Electrical Characteristics
    5. 4.5 Thermal Resistance Characteristics
    6. 4.6 Timing and Switching Characteristics
      1. 4.6.1 Timing Parameters and Information
        1. 4.6.1.1 1.8-V Signal Transition Levels
        2. 4.6.1.2 3.3-V Signal Transition Levels
        3. 4.6.1.3 3.3-V Signal Transition Rates
        4. 4.6.1.4 Timing Parameters and Board Routing Analysis
      2. 4.6.2 Power Supply Sequencing
        1. 4.6.2.1 Power-Supply Decoupling
        2. 4.6.2.2 Power-Down Operation
        3. 4.6.2.3 Power Supply to Peripheral I/O Mapping
      3. 4.6.3 Reset Timing
      4. 4.6.4 Clock and Control Signal Transition Behavior
    7. 4.7 Peripherals
      1. 4.7.1  Enhanced Direct Memory Access (EDMA3) Controller
        1. 4.7.1.1 EDMA3 Device-Specific Information
        2. 4.7.1.2 EDMA3 Channel Synchronization Events
        3. 4.7.1.3 EDMA3 Peripheral Register Description(s)
      2. 4.7.2  Interrupts
        1. 4.7.2.1 Interrupt Sources and Interrupt Controller
        2. 4.7.2.2 External Interrupts Electrical Data/Timing
      3. 4.7.3  Reset Controller
        1. 4.7.3.1 Power-on Reset (POR Pin)
        2. 4.7.3.2 Warm Reset (RESET Pin)
        3. 4.7.3.3 System Reset
        4. 4.7.3.4 CPU Reset
        5. 4.7.3.5 Reset Priority
        6. 4.7.3.6 Reset Controller Register
          1. 4.7.3.6.1 Reset Type Status Register
          2. 4.7.3.6.2 Software Reset Control Register
          3. 4.7.3.6.3 Reset Configuration Register
      4. 4.7.4  PLL1 and PLL1 Controller
        1. 4.7.4.1 PLL1 Controller Device-Specific Information
          1. 4.7.4.1.1 Internal Clocks and Maximum Operating Frequencies
          2. 4.7.4.1.2 PLL1 Controller Operating Modes
          3. 4.7.4.1.3 PLL1 Stabilization, Lock, and Reset Times
        2. 4.7.4.2 PLL1 Controller Memory Map
        3. 4.7.4.3 PLL1 Controller Registers
          1. 4.7.4.3.1  PLL1 Control Register
          2. 4.7.4.3.2  PLL Multiplier Control Register
          3. 4.7.4.3.3  PLL Post-Divider Control Register
          4. 4.7.4.3.4  PLL Controller Divider 3 Register
          5. 4.7.4.3.5  PLL Controller Divider 6 Register
          6. 4.7.4.3.6  PLL Controller Divider 7 Register
          7. 4.7.4.3.7  PLL Controller Divider 8 Register
          8. 4.7.4.3.8  PLL Controller Command Register
          9. 4.7.4.3.9  PLL Controller Status Register
          10. 4.7.4.3.10 PLL Controller Clock Align Control Register
          11. 4.7.4.3.11 PLLDIV Ratio Change Status Register
          12. 4.7.4.3.12 SYSCLK Status Register
        4. 4.7.4.4 PLL1 Controller Input and Output Electrical Data/Timing
      5. 4.7.5  PLL2
        1. 4.7.5.1 PLL2 Device-Specific Information
          1. 4.7.5.1.1 Internal Clocks and Maximum Operating Frequencies
          2. 4.7.5.1.2 PLL2 Operating Modes
        2. 4.7.5.2 PLL2 Input Clock Electrical Data/Timing
      6. 4.7.6  DDR2 Memory Controller
        1. 4.7.6.1 DDR2 Memory Controller Device-Specific Information
        2. 4.7.6.2 DDR2 Memory Controller Peripheral Register Description(s)
        3. 4.7.6.3 DDR2 Memory Controller Electrical Data/Timing
      7. 4.7.7  External Memory Interface A (EMIFA)
        1. 4.7.7.1 EMIFA Device-Specific Information
        2. 4.7.7.2 EMIFA Peripheral Register Description(s)
        3. 4.7.7.3 EMIFA Electrical Data/Timing
          1. 4.7.7.3.1 AECLKIN and AECLKOUT Timing
          2. 4.7.7.3.2 Asynchronous Memory Timing
          3. 4.7.7.3.3 Programmable Synchronous Interface Timing
      8. 4.7.8  I2C Peripheral
        1. 4.7.8.1 I2C Device-Specific Information
        2. 4.7.8.2 I2C Peripheral Register Description(s)
        3. 4.7.8.3 I2C Electrical Data/Timing
          1. 4.7.8.3.1 Inter-Integrated Circuits (I2C) Timing
      9. 4.7.9  Host-Port Interface (HPI) Peripheral
        1. 4.7.9.1 HPI Device-Specific Information
        2. 4.7.9.2 HPI Peripheral Register Description(s)
        3. 4.7.9.3 HPI Electrical Data/Timing
      10. 4.7.10 Multichannel Buffered Serial Port (McBSP)
        1. 4.7.10.1 McBSP Device-Specific Information
          1. 4.7.10.1.1 McBSP Peripheral Register Description(s)
        2. 4.7.10.2 McBSP Electrical Data/Timing
      11. 4.7.11 Ethernet MAC (EMAC)
        1. 4.7.11.1 EMAC Device-Specific Information
        2. 4.7.11.2 EMAC Peripheral Register Description(s)
        3. 4.7.11.3 EMAC Electrical Data/Timing (SGMII)
      12. 4.7.12 Management Data Input/Output (MDIO)
        1. 4.7.12.1 MDIO Peripheral Register Description(s)
        2. 4.7.12.2 MDIO Electrical Data/Timing
      13. 4.7.13 Timers
        1. 4.7.13.1 Timers Device-Specific Information
          1. 4.7.13.1.1 Timer Watchdog Select
        2. 4.7.13.2 Timers Peripheral Register Description(s)
        3. 4.7.13.3 Timers Electrical Data/Timing
      14. 4.7.14 Enhanced Viterbi-Decoder Coprocessor (VCP2)
        1. 4.7.14.1 VCP2 Device-Specific Information
        2. 4.7.14.2 VCP2 Peripheral Register Description
      15. 4.7.15 Enhanced Turbo Decoder Coprocessor (TCP2)
        1. 4.7.15.1 TCP2 Device-Specific Information
      16. 4.7.16 UTOPIA
        1. 4.7.16.1 UTOPIA Device-Specific Information
        2. 4.7.16.2 UTOPIA Peripheral Register Description(s)
        3. 4.7.16.3 UTOPIA Electrical Data/Timing
      17. 4.7.17 Serial RapidIO (SRIO) Port
        1. 4.7.17.1 Serial RapidIO Device-Specific Information
        2. 4.7.17.2 Serial RapidIO Peripheral Register Description(s)
        3. 4.7.17.3 Serial RapidIO Electrical Data/Timing
      18. 4.7.18 General-Purpose Input/Output (GPIO)
        1. 4.7.18.1 GPIO Device-Specific Information
        2. 4.7.18.2 GPIO Peripheral Register Description(s)
        3. 4.7.18.3 GPIO Electrical Data/Timing
      19. 4.7.19 Emulation Features and Capability
        1. 4.7.19.1 Advanced Event Triggering (AET)
        2. 4.7.19.2 Trace
          1. 4.7.19.2.1 Trace Electrical Data/Timing
        3. 4.7.19.3 IEEE 1149.1 JTAG
          1. 4.7.19.3.1 IEEE 1149.1 JTAG Compatibility Statement
          2. 4.7.19.3.2 JTAG Electrical Data/Timing
          3. 4.7.19.3.3 HS-RTDX Electrical Data/Timing
  5. 5Detailed Description
    1. 5.1 Device Overview
    2. 5.2 CPU (DSP Core) Description
    3. 5.3 C64x+ Megamodule
      1. 5.3.1 Memory Architecture
        1. 5.3.1.1 L1P Memory
        2. 5.3.1.2 L1D Memory
        3. 5.3.1.3 L2 Memory
        4. 5.3.1.4 L3 Memory
      2. 5.3.2 Memory Protection
      3. 5.3.3 Bandwidth Management
      4. 5.3.4 Power-Down Control
      5. 5.3.5 Megamodule Resets
      6. 5.3.6 Megamodule Revision
      7. 5.3.7 C64x+ Megamodule Register Descriptions
    4. 5.4 Memory Map Summary
    5. 5.5 Device Configuration
      1. 5.5.1 Device Configuration at Device Reset
      2. 5.5.2 Peripheral Selection After Device Reset
      3. 5.5.3 Device State Control Registers
      4. 5.5.4 Device Status Register Description
      5. 5.5.5 JTAG ID (JTAGID) Register Description
      6. 5.5.6 Pullup/Pulldown Resistors
    6. 5.6 System Interconnect
      1. 5.6.1 Internal Buses, Bridges, and Switch Fabrics
      2. 5.6.2 Data Switch Fabric Connections
      3. 5.6.3 Configuration Switch Fabric
      4. 5.6.4 Bus Priorities
    7. 5.7 Boot Modes
      1. 5.7.1 Second-Level Bootloaders
      2. 5.7.2 Boot Sequence
    8. 5.8 Rake Search Accelerator (RSA)
  6. 6器件和文档支持
    1. 6.1 器件命名规则
    2. 6.2 工具与软件
    3. 6.3 文档支持
      1. 6.3.1 接收文档更新通知
    4. 6.4 社区资源
    5. 6.5 商标
    6. 6.6 静电放电警告
    7. 6.7 Glossary
  7. 7机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
  • GMH|688
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

1 器件概述

1.1 特性

  • 高性能定点数字信号处理器 (DSP) - SM320C6457-HIREL
    • 1.18ns、1ns 和 0.83ns 指令周期时间
    • 850MHz 和 1GHz 时钟速率
    • 8 个 32 位指令/周期
    • 8000MIPS/MMACS 和 9600MIPS/MMACS（16 位）
    • 扩展级外壳温度
      • -55ºC 至 100ºC (1GHz)
  • TMS320C64x+™DSP 内核
    • 专用 SPLOOP 指令
    • 紧凑型指令（16 位）
    • 指令集增强
    • 异常处理
  • TMS320C64x+ 超级模块 L1/L2 存储器架构：
    • 256KB (32Kb) L1P 程序缓存 [直接映射]
    • 256KB (32Kb) L1D 数据缓存 [2 路组相连]
    • 16MB (2048Kb) L2 统一映射 Ram/缓存 [灵活分配]
      • 最高可配置为 1MB 的 L2 缓存
    • 512KB (64Kb) L3 ROM
    • 时间戳计数器
  • 增强型 VCP2
    • 支持 694 个以上 7.95Kbps AMR 的语音通道
    • 可编程代码参数
  • 2 个增强型 Turbo 解码器协处理器（TCP2_A 和 TCP2_B）
    • 每个 TCP2 支持多达 8 个 2Mbps 3GPP (6 次迭代）
    • 可编程的 Turbo 代码和解码参数
  • 尾数法：小尾数法，大尾数法
  • 64 位外部存储器接口 (EMIFA)
    • 可与异步存储器（SRAM、闪存和 EEPROM）以及同步存储器（SBSRAM、ZBT SRAM）无缝连接
    • 支持连接标准同步器件和定制逻辑（现场可编程门阵列 (FPGA)、复杂可编程逻辑器件 (CPLD)、专用集成电路 (ASIC) 等等）
    • 32MB 总可寻址外部存储空间
  • 32 位 DDR2 存储器控制器 (DDR2-667 SDRAM)
  • 4 个 1× 串行 RapidIO® 链路（或 1 个 4×），兼容 v1.3
    • 1.25Gbps、2.5Gbps、3.125Gbps 三种链路速率
    • 消息传递，DirectIO 支持，错误管理扩展，拥塞控制
    • 符合 IEEE 1149.6 标准的 I/O
  • EDMA3 控制器（64 个独立通道）
  • 32 位/16 位主机端口接口 (HPI)
  • 2 个 1.8V McBSP
  • 10/100/1000 Mb/s 以太网 MAC (EMAC)
    • 符合 IEEE 802.3 标准
    • 支持 SGMII，兼容 v1.8
    • 8 个独立的发送 (TX) 通道和 8 个独立的接收 (RX) 通道
  • 2 个 64 位通用定时器
    • 可配置为 4 个 32 位定时器
    • 可配置为看门狗定时器模式
  • UTOPIA
    • UTOPIA 第 2 级从 ATM 控制器
    • 8 位发送和接收操作，每个方向高达 50MHz
    • 用户定义的单元格式，高达 64 字节
  • 1 个 1.8V 内部集成电路 (I2C) 总线
  • 16 个通用 I/O (GPIO) 引脚
  • 系统锁相环 (PLL) 和 PLL 控制器
  • DDR PLL，专用于 DDR2 存储器控制器
  • 支持高级事件触发 (AET)
  • 支持跟踪功能的器件
  • 支持 IP 安全保护功能
  • IEEE-1149.1 和 IEEE-1149.6 (JTAG™) 边界扫描兼容
  • 688 引脚球栅阵列 (BGA) 封装（GMH 后缀），0.8mm 焊球间距
  • 0.065µm/7 层铜金属工艺 (CMOS)
  • 3.3V、1.8V、1.1V (I/O)；1.1V 和 1.2V（内部）

1.2 应用

  • 远端射频单元
  • 软件定义的无线电
  • 语音处理
  • 生物识别

1.3 说明

TMS320C64x+™ DSP（包括 SM320C6457-HIREL 器件）是 TMS320C6000™DSP 平台上的高性能定点 DSP 系列产品。SM320C6457-HIREL 器件基于德州仪器 (TI) 开发的第 3 代高性能、高级 VelociTI™超长指令字 (VLIW) 架构，这使得该系列 DSP 非常适合 包括 视频和电信基础设施、成像/医疗以及无线基础设施 (WI) 在内的各类应用。C64x+ 器件向上代码兼容属于 C6000™ DSP 平台的早期器件。

基于 65nm 的工艺技术以及凭借高达 96 亿条指令每秒 (MIPS) [或 9600 16 位 MMAC 每周期] 的性能（1.2GHz 时钟速率时），SM320C6457-HIREL 器件提供了一套应对高性能 DSP 编程挑战的经济高效型解决方案。SM320C6457-HIREL DSP 可以灵活地利用高速控制器以及阵列处理器的数值计算能力。

C64x+ DSP 内核采用 8 个功能单元、2 个寄存器文件以及 2 个数据路径。与早期 C6000 器件一样，其中 2 个功能单元为乘法器或 .M 单元。C64x 内核每个时钟周期执行 4 次 16 位 × 16 位乘法累加，相比之下，C64x+ .M 单元的乘法吞吐量可增加一倍。因此，C64x+ 内核每个周期可以执行 8 次 16 位 × 16 位 MAC。采用 1.2GHz 时钟速率时，这意味着每秒可以执行 9600次 16 位 MMAC。此外，C64x+ 内核上的每个乘法器每个时钟周期可以计算 1 次 32 位 × 32 位 MAC 或 4 次 8 位 × 8 位 MAC。

SM320C6457-HIREL 器件含有串行 RapidIO®。该高带宽外设可为板上包含多个 DSP 的 应用 （例如，视频和电信基础设施以及医疗/成像）显著提升系统性能并降低系统成本。

SM320C6457-HIREL DSP 集成有大量的片上存储器，构成一个第 2 级存储器系统。SM320C6457-HIREL 器件上的 1 级 (L1) 程序存储器和数据存储器的大小均为 32KB。该存储器可以配置为映射 RAM、缓存或二者的某种组合。当配置为缓存时，L1 程序存储器 (L1P) 是一个直接映射缓存，而 L1 数据存储器 (L1D) 是一个 2 路组相连缓存。2 级 (L2) 存储器由程序空间和数据空间共享，大小为 2048KB。L2 存储器也可以配置为映射 RAM、缓存或二者的某种组合。L2 可配置为高达 1MB 的缓存。此外，C64x+ 超级模块还具有 32 位外设配置 (CFG) 端口、内部 DMA (IDMA) 控制器、具有复位/启动控制的系统组件、中断/异常控制、掉电控制以及用于时间戳的自由运行 32 位定时器。

外设集包括：1 个内部集成电路总线模块 (I2C)；2 个多通道缓冲串行端口 (McBSP)；1 个用于异步传输模式 (ATM) 从 [UTOPIA 从器件] 端口的 8 位通用测试和运行 PHY 接口；2 个 64 位通用定时器（也可配置为 4 个 32 位定时器）；1 个用户可配置的 16 位或 32 位主机端口接口 (HPI16/HPI32)；1 个支持可编程中断/事件生成模式的 16 引脚通用输入/输出端口 (GPIO)；1 个 10/100/1000 以太网介质访问控制器 (EMAC)（可在 SM320C6457-HIREL DSP 内核处理器和网络之间提供一个高效接口）；1 个管理数据输入/输出 (MDIO) 模块（也属于 EMAC，可以连续轮询全部 32 个 MDIO 地址以枚举系统内的所有 PHY 器件）；1 个可连接同步和异步外设的无缝外部存储器接口（64 位 EMIFA）；以及 1 个 32 位 DDR2 SDRAM 接口。

1.4 说明 （续）

SM320C6457-HIREL 器件具有 3 个高性能嵌入式协处理器 [1 个增强型维特比解码器协处理器 (VCP2) 和 2 个增强型 Turbo 解码器协处理器（TCP2_A 和 TCP2_B）]，可以显著加速片上的通道解码操作。VCP2 的运行速度为 CPU 时钟的三分之一，可以解码超过 694 个 7.95Kbps 自适应多速率 (AMR) [K = 9，R = 1/3] 语音通道。VCP2 支持约束长度 K = 5、6、7、8 和 9，比率 R = 3/4、1/2、1/3、1/4 和 1/5 以及灵活的多项式，同时能够生成硬决策或软决策。每个运行速度为 CPU 时钟三分之一的 TCP2 可以解码多达 50 个 384Kbps 或 8 个 2Mbps Turbo 编码通道（假设 6 次迭代）。TCP2 实现 max*log-map 算法，旨在支持第三代合作项目（3GPP 和 3GPP2）所需的全部多项式和比率，且支持完全可编程的帧长和 Turbo 交错。解码参数，例如迭代次数以及停止标准，也都可编程。VCP2/TCP2 与 CPU 之间通过 EDMA3 控制器进行通信。

SM320C6457-HIREL 器件配有一套完整的开发工具，其中包括：新款 C 编译器、用于简化编程和调度过程的汇编优化器以及用于查看源代码执行的 Windows®调试器接口。

器件信息(1)

产品型号 封装 封装尺寸
SM320C6457-HIREL FCBGA (688) 23.00mm x 23.00mm
(1) 更多信息请参见 Section 7，机械封装和可订购产品信息。

1.5 功能方框图

Figure 1-1 给出了 SM320C6457-HIREL 器件的功能框图。

SM320C6457-HIREL Functional_Block_Diagram_6457.gif Figure 1-1 功能框图
(A) 每个 TIMER 外设（TIMER1 和 TIMER0）均可配置为 1 个 64 位通用定时器、2 个 32 位通用定时器或者 1 个看门狗定时器。