本定制电路板硬件设计注意事项 文档概述了电路板设计人员在使用 AM6442、AM6441、AM6422、AM6421、AM6412、AM6411、AM2434、AM2432 和 AM2431 处理器来设计定制电路板时应遵循的设计注意事项。本文档旨在用作电路板设计人员在定制电路板设计不同阶段的指南。
对于 AM64x ALV FCBGA(441 引脚)和 AM243x ALV FCBGA [带盖](441 引脚)封装或 AM243x ALX FC/CSP [SiP](293 引脚)封装,可以参阅“硬件设计注意事项”文档。如需了解差异,请参阅 AM243x 数据表中的器件比较 表;同时,参考通常支持的外设的硬件设计注意事项。
此外,本文还提供了处理器产品页面、相关配套资料、E2E 常见问题解答和其他常见参考文档的链接,可帮助电路板设计人员优化定制电路板设计工作和进度。
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“使用 AM6442、AM6441、AM6422、AM6421、AM6412、AM6411、AM2434、AM2432 和 AM2431 处理器的定制电路板硬件设计注意事项”用户指南(文档)为电路板设计人员使用其中任何一种处理器进行设计提供了一个起点。本文档概述了在不同电路板设计阶段推荐的设计流程,并重点介绍了必须满足的重要设计要求。本文档不包含完成定制电路板设计所需的全部信息。许多情况下,本文档参考了器件特定配套资料和其他各文档作为特定信息来源。
本文档条理有序,指南中先介绍了在定制电路板设计初始规划阶段必须做出的决策,然后介绍了处理器和连接的关键器件的选型及电气和散热要求。为了实现成功的电路板设计,请在每一部分讨论的建议得到解决后再进行下一部分。
该处理器系列能够满足安全要求。
本文档的重点是非安全应用。
该处理器系列包含多种外设和处理功能,但并非所有这些外设和功能都用于每个设计中。因此,使用同一处理器的不同设计的要求可能存在很大差异,具体取决于目标应用。电路板设计人员在选择处理器和确定板级实现细节之前必须了解相关要求。此外,定制电路板设计可能需要额外的电路才能在目标环境中正常运行。请参阅 TI.com 上的最新配套资料,包括器件特定数据表、器件勘误表、技术参考手册 (TRM) 以及 EVM 或 SK 用户指南,了解如何选择处理器并确定以下内容:
处理器选型是定制电路板设计过程中最重要的一步。有关处理器架构以及选择处理器型号、特性和速度等级的快速概览,请参阅器件特定数据表中的功能方框图 和器件比较 部分。
如需了解 R5F 紧耦合存储器 (TCM) 大小信息,请参阅器件特定数据表。无论可用的内核数量是多少,TCM 仍保留在子系统中并可供处理器使用。
对于 AM642x,每个子系统(集群)有一个内核可用,从而产生 256K。
AM64x 处理器不支持锁步。请参阅器件特定 TRM。
TI.com 上的处理器产品页面提供了许多与所选处理器相关的文档。请在开始定制电路板设计之前通读这些文档。
以下链接中汇总了在开始进行定制电路板设计时可以参考的配套资料。
[常见问题解答] AM6442、AM6441、AM6422、AM6421、AM6412、AM6411 定制电路板硬件设计 – 快速入门配套资料。
在定制电路板设计过程中,客户倾向于重复使用 EVM 或 SK 设计文件,并在此基础上进行设计调整。此外,客户也会重复使用一些常见实现方式,包括处理器、存储器以及通信接口等。鉴于 EVM 和 SK 被寄予实现更多附加功能的厚望,客户会对 EVM 和 SK 实现进行优化调整,以满足电路板设计要求。在对 EVM 或 SK 原理图进行优化时,会在定制设计中引入误差,这类误差可能导致功能、性能或可靠性方面的问题。优化过程中,如客户对 EVM 或 SK 实施存在疑惑,可能会导致设计错误。许多这类优化和设计错误在各种设计中很常见。根据以往的经验教训和数据表中的引脚连接建议,我们在 EVM 或 SK 原理图的各部分附近添加了全面的设计要点 (D-Note:)、审核提示 (R-Note:) 和 CAD 注解 (Cad Note:),以便客户可以查看并遵循这些说明,最大限度减少设计中的错误。此外,设计文件下载包中还包含了一系列附加文件,以便更好地辅助客户的评估工作。
以下产品概述文档中列出了单个大 zip 文件中的可用文档列表。
另请参阅以下常见问题解答,其中包含 PDF 原理图以及与入门套件相关的其他信息:
[常见问题解答] AM6442/AM6441/AM6422/AM6421/AM6412/AM6411 定制电路板硬件设计 - 关于重复使用 TMDS64EVM 原理图的设计和审阅说明
[常见问题解答] AM6442/AM6441/AM6422/AM6421/AM6412/AM6411 定制电路板硬件设计 - 关于重复使用 SK-AM64B 原理图的设计和审阅说明
根据与客户的互动情况,德州仪器 (TI) 会不断增加供客户使用的常见问题解答。
常见问题解答包括通用指南、基于客户交互的学习以及一些与处理器外设相关的常见问题。
Sitara™ 处理器系列所有可用常见问题解答的完整链接列表如下:
[常见问题解答] 定制电路板硬件设计 - 所有 Sitara 处理器(AM62x、AM64x、AM243x、AM335x)系列的主要(完整)常见问题解答列表
在以下链接中也按处理器系列列出了常见问题解答列表:
[常见问题解答] AM6442、AM6441、AM6422、AM6421、AM6412、AM6411 定制电路板硬件设计 - 与处理器配套资料、功能、外设、接口和 EVM/入门套件相关的常见问题解答
常见问题解答会经常更新。请定期查看感兴趣的常见问题解答以获取最新信息。
应定期更新设计文档,以获取定制电路板设计不同阶段的所有要求、设计更新和观察结果。
详细的方框图涵盖了所有功能块和所需的接口,是设计成功定制电路板的关键。
准备详细的方框图是定制电路板设计期间的一个重要阶段。该方框图必须包括所有主要功能块、处理器运行的相关器件(例如:PMIC)和附加器件。该方框图必须展示用于实现处理器和附加器件互连的接口和 IO。
在准备详细方框图时,请使用以下资源作为支持文档:
建议在方框图中指示配置的引导模式。这包括主引导和备用引导。
处理器系列包含多个支持引导模式的外设接口。有关可用的引导模式配置和支持的外设,请参阅器件特定 TRM。处理器系列支持主引导模式选项和可选备份引导模式选项。如果主引导源无法引导,则 ROM 将进入备份模式。
连接到处理器引导模式输入引脚的引导模式电阻器提供了有关引导期间 ROM 代码将使用的引导模式的信息。上电复位 (PORz_OUT
) 时会对引导模式输入进行采样。在释放(取消置位)冷复位 (MCU_PORz
) 之前,引导模式配置输入必须保持稳定。
引导模式配置提供以下信息:
引导模式配置的主要注意事项:
PORz_OUT
引脚指示),上述引脚就必须恢复正确的引导配置电平,使该处理器能够正确引导。有关支持的引导模式的详细信息,请参阅器件特定 TRM 的初始化 一章。
电路板设计人员负责根据所需的启动配置提供设置所需引导模式配置(使用上拉或下拉,以及可选的跳线或开关和外部 ESD)的配置。应为所有具有配置功能的引导模式引脚提供上拉和下拉电阻配置。
将引导模式引脚短接在一起,使所有引导模式引脚处于未连接状态,或者不允许或不建议将引导模式输入直接短接至电源或接地。
有关支持的引导模式和可用引导模式功能的更新,请参阅器件特定勘误表。
下面的常见问题解答介绍了未使用引导模式缓冲器时的一种引导模式实现方法。
[常见问题解答] AM625 / AM623 / AM644x / AM243x / AM62A / AM62P - 无缓冲器的引导模式实现。
该处理器系列支持多个外设接口。为了优化尺寸、引脚数和封装,同时保持尽可能多的功能,许多处理器焊盘(引脚)具有最多可复用八个信号功能的配置。因此,并非所有外设接口实例都可用或可以同时使用。
TI 提供 SysConfig-PinMux 工具,允许电路板设计人员使用 PinMux 为 AM64x 或 AM243x 系列处理器配置所需的功能。
建议保存使用 SysConfig-PinMux 工具生成的 PinMux 配置以及其他设计文档。
完成处理器选型和方框图更新后,定制电路板设计的下一个阶段是确定所选处理器的电源架构。
下面列出了可考虑使用的电源架构:
电源架构可以基于 TPS65219 或 TPS65220 器件等多通道 IC (PMIC)。
有关完整应用手册和运行详细信息,请参阅以下文档:
电源架构可以基于直流/直流转换器和 LDO,请参考 TMDS64EVM(AM64x Sitara 处理器评估模块)EVM 原理图。
使用定制分立式电源架构时,请注意所有电源斜升后振荡器启动的延迟 MCU_PORz L->H
延迟要求。
有关处理器电源轨和允许的电源电压范围的完整列表,另请参阅器件特定数据表中规格 一章的建议运行条件 部分。以下部分提供了某些特定电源轨的更多详细信息。
对于 AM64x 系列处理器,内核电源 VDD_CORE 的额定工作电压为 0.75V 或 0.85V(建议运行条件 (ROC) 表中定义了额定工作电压范围)。
对于 AM243x 系列处理器,内核电源 VDD_CORE 的额定工作电压仅为 0.85V(ROC 表中定义了额定工作电压范围)。
VDDR_CORE 的额定工作电压仅为 0.85V(ROC 表中定义了额定工作电压范围)。
当 VDD_CORE 配置为以 0.75V 电压运行时,建议在所有 0.85V 电源之前斜升为 0.75V。当 VDD_CORE 配置为以 0.85V 电压运行时,建议使 VDD_CORE 和 VDDR_CORE 一起斜升(使用同一电源供电)。
外设内核电源 VDDA_0P85_SERDES0、VDDA_0P85_SERDES0_C 和 VDDA_0P85_USB0 的额定工作电压仅为 0.85V。
使用 MMC0 外设时,外设内核电源 VDD_MMC0 和 VDD_DLL_MMC0 的额定工作电压仅为 0.85V。不使用 MMC0 外设时,建议将 VDD_MMC0 和 VDD_DLL_MMC0 连接到与 VDD_CORE 相同的电源。
更多信息,请参阅器件特定数据表中规格 一章的建议运行条件 部分。
AM64x 支持 0.75V 或 0.85V 内核电压。运行性能点 (OPP) 未连接到内核电压。无论使用 0.75V 还是 0.85V 内核电压,性能没有变化。0.75V 电源提供了用于优化功耗的选项,而 0.85V 电源可优化电源轨的数量,但不会改变性能。
不允许将内核电源电压设置为 0.8V。
该处理器系列支持 USB0、MMC0、PLL、ADC0 和 SERDES0 的专用外设电源。建议的工作电压为 1.8V。USB 需要额外的 3.3V 模拟电源。
根据所选存储器,DDR PHY IO (VDDS_DDR) 和 DDR 时钟 IO (VDDS_DDR_C) 电源轨的额定电压为 1.1V (LPDDR4) 或 1.2V (DDR4)。
更多信息,请参阅器件特定数据表中规格 一章的建议运行条件 部分。