ZHCAD70E June   2021  – October 2025 AM2431 , AM2432 , AM2434 , AM6411 , AM6412 , AM6421 , AM6422 , AM6441 , AM6442

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1 引言
    1. 1.1 用户指南使用指南
      1. 1.1.1 定制电路板原理图设计指南 — 用户指南中使用的参考文献
      2. 1.1.2 特定处理器系列用户指南
      3. 1.1.3 原理图设计指南
      4. 1.1.4 原理图审阅检查清单
        1. 1.1.4.1 用于所有原理图设计指南和原理图审阅章节的通用检查清单
          1. 1.1.4.1.1 定制电路板原理图设计实现检查清单小节说明
      5. 1.1.5 原理图自我审查期间用户指南使用的常见问题解答参考
    2. 1.2 处理器的处理器系列列表
      1. 1.2.1 AM64x [ALV] 处理器系列
      2. 1.2.2 AM243x [ALV] 处理器系列
    3. 1.3 原理图设计指南和原理图审查检查清单更新
  5. 2 相关配套资料
    1. 2.1 定制电路板原理图设计期间常用参考配套资料的链接
    2. 2.2 定制电路板设计硬件设计注意事项用户指南
  6. 3 处理器特定信息
    1. 3.1 选择处理器 OPN（可订购器件型号）
    2. 3.2 处理器特定数据表用例和用户指南编辑所引用的版本
    3. 3.3 外设实例命名约定 — 数据表和 TRM
    4. 3.4 不使用（未使用）时的处理器外设和 IO 连接
    5. 3.5 AM64x 和 AM243x 处理器系列的订购和质量信息
    6. 3.6 选择所需处理器 GPN（通用器件型号）和 OPN（订购器件型号）的检查清单
  7. 4 处理器电源架构
    1. 4.1 生成处理器特定和外设（所连接器件）电源导轨
      1. 4.1.1 基于电源管理 IC (PMIC) 电源架构
        1. 4.1.1.1 TPS65219 或 TPS65220 基于 PMIC 的电源架构检查清单
        2. 4.1.1.2 其他参考内容
      2. 4.1.2 基于分立式电源器件（DC/DC、LDO）的电源架构
        1. 4.1.2.1 分立式直流/直流
        2. 4.1.2.2 分立式 LDO
        3. 4.1.2.3 基于分立式电源器件（DC/DC、LDO）的电源架构检查清单
    2. 4.2 处理器电源导轨电源控制、时序和电源过载保护
      1. 4.2.1 负载开关（处理器电源导轨电源开关）
        1. 4.2.1.1 负载开关（处理器电源导轨电源开关）检查清单
      2. 4.2.2 电子保险丝 IC（电源开关和保护）
  8. 5 一般建议
    1. 5.1 处理器性能评估模块 (EVM) 或入门套件 (SK)
      1. 5.1.1 评估模块（入门套件）检查清单
    2. 5.2 处理器特定 EVM 或 SK 与数据表
      1. 5.2.1 有关元件选择的注意事项
        1. 5.2.1.1 串联电阻
        2. 5.2.1.2 并联拉电阻
        3. 5.2.1.3 驱动强度配置
        4. 5.2.1.4 处理器特定数据表建议
        5. 5.2.1.5 处理器 IO 保护 — 配置外部 ESD 保护器件
        6. 5.2.1.6 外设时钟输出串联电阻器
        7. 5.2.1.7 外设时钟输出下拉电阻器
        8. 5.2.1.8 元件选型检查清单
      2. 5.2.2 有关 EVM 或 SK 设计（原理图、电路板）和重复使用的其他信息
        1. 5.2.2.1 更新的 EVM 或 SK 原理图（添加了设计、审核和 CAD 注解）
        2. 5.2.2.2 EVM 或 SK 设计文件重用于定制电路板设计
          1. 5.2.2.2.1 EVM 或 SK 设计文件重复用于定制电路板设计 — 检查清单
      3. 5.2.3 EVM 或 SK 原理图页面排序（基于功能，重复使用）和 EVM 或 SK 电路板布局布线
    3. 5.3 处理器特定 SDK
    4. 5.4 开始定制电路板设计之前的一般设计建议（需了解）
      1. 5.4.1  处理器文档
      2. 5.4.2  处理器引脚属性（引脚排列）验证
      3. 5.4.3  器件比较、IOSET 和电压冲突
      4. 5.4.4  RSVD 预留引脚（信号）
      5. 5.4.5  PADCONFIG 寄存器注意事项
      6. 5.4.6  针对失效防护操作的处理器 IO（信号）隔离
      7. 5.4.7  引脚连接要求和处理器特定 EVM 或 SK 的参考
      8. 5.4.8  定制电路板高速接口设计指南
      9. 5.4.9  针对 LVCMOS (GPIO) 输出源电流或灌电流的建议
      10. 5.4.10 将慢速斜升信号（输入）或电容器负载（输出）连接到处理器 IO
      11. 5.4.11 定制电路板设计期间与处理器和处理器外设设计相关的疑问
      12. 5.4.12 开始定制电路板设计之前的一般设计建议（需了解）检查清单
      13. 5.4.13 连接器件建议
  9. 6 针对电源、时钟、复位、引导和调试的处理器特定建议
    1. 6.1 通用（处理器启动）连接
      1. 6.1.1 电源
        1. 6.1.1.1 内核和外设电源
          1. 6.1.1.1.1 电源斜升（压摆率）要求和动态电压调节
          2. 6.1.1.1.2 其他信息
          3. 6.1.1.1.3 处理器内核和外设内核电源检查清单
          4. 6.1.1.1.4 外设模拟电源检查清单
        2. 6.1.1.2 IO 组的 IO 电源
          1. 6.1.1.2.1 IO 组的 IO 电源检查清单
        3. 6.1.1.3 VPP 电源（电子保险丝 ROM 编程）
          1. 6.1.1.3.1 VPP 电源检查清单
        4. 6.1.1.4 其他信息
      2. 6.1.2 电源轨的电容器
        1. 6.1.2.1 其他信息
        2. 6.1.2.2 电源轨电容器检查清单
      3. 6.1.3 处理器时钟（输入/输出）
        1. 6.1.3.1 时钟输入
          1. 6.1.3.1.1 MCU_OSC0（高频率）时钟（内部振荡器）或 LVCMOS 数字时钟（外部振荡器）
          2. 6.1.3.1.2 EXT_REFCLK1（MAIN 域的外部时钟输入）
          3. 6.1.3.1.3 时钟输入检查清单 - MCU_OSC0
        2. 6.1.3.2 时钟输出
          1. 6.1.3.2.1 时钟输出检查清单
      4. 6.1.4 处理器复位
        1. 6.1.4.1 外部复位输入
        2. 6.1.4.2 复位状态输出
        3. 6.1.4.3 其他信息
        4. 6.1.4.4 处理器复位输入检查清单
        5. 6.1.4.5 处理器复位状态输出检查清单
      5. 6.1.5 引导模式的配置（针对处理器）
        1. 6.1.5.1 处理器引导模式输入隔离缓冲器用例和优化
        2. 6.1.5.2 启动模式配置
          1. 6.1.5.2.1 USB 引导模式注意事项
        3. 6.1.5.3 引导模式实现方法
        4. 6.1.5.4 其他信息
        5. 6.1.5.5 引导模式的配置（针对处理器）检查清单
    2. 6.2 使用 JTAG 和 EMU 进行定制电路板调试
      1. 6.2.1 使用时的 JTAG 接口和 EMU 信号
      2. 6.2.2 不使用时的 JTAG 接口和 EMU 信号
      3. 6.2.3 其他信息
      4. 6.2.4 使用 JTAG 和 EMU 检查清单进行定制电路板调试
  10. 7 处理器外设的电源、接口和连接
    1. 7.1 支持的处理器内核和 MCU 内核
    2. 7.2 IO 组的 IO 电源的电源连接
      1. 7.2.1 IO 组的 IO 电源的电源连接检查清单
    3. 7.3 存储器接口（DDRSS (DDR4/LPDDR4)、MMCSD (eMMC/SD 卡/SDIO)、OSPI/QSPI 和 GPMC）
      1. 7.3.1 DDR 子系统 (DDRSS)
        1. 7.3.1.1 DDR4 SDRAM（双倍数据速率 4 同步动态随机存取存储器）
          1. 7.3.1.1.1 存储器接口配置
          2. 7.3.1.1.2 布线拓扑和内存终端连接
          3. 7.3.1.1.3 用于 DDRSS 控制和校准的电阻
          4. 7.3.1.1.4 电源轨的电容器
          5. 7.3.1.1.5 数据位或字节交换
          6. 7.3.1.1.6 DDR4 实现检查清单
          7. 7.3.1.1.7 DDR4 VTT 端接实现原理图参考
        2. 7.3.1.2 LPDDR4 SDRAM（低功耗双倍数据速率 4 同步动态随机存取存储器）
          1. 7.3.1.2.1 存储器接口配置
          2. 7.3.1.2.2 布线拓扑和内存终端连接
          3. 7.3.1.2.3 用于 DDRSS 控制和校准的电阻
          4. 7.3.1.2.4 电源轨的电容器
          5. 7.3.1.2.5 数据位或字节交换
          6. 7.3.1.2.6 LPDDR4 实现检查清单
      2. 7.3.2 多媒体卡和安全数字 (MMCSD)
        1. 7.3.2.1 MMC0 - eMMC（嵌入式多媒体卡）接口
          1. 7.3.2.1.1 使用 MMC0 接口
            1. 7.3.2.1.1.1 IO 电源
            2. 7.3.2.1.1.2 eMMC 接口信号连接
            3. 7.3.2.1.1.3 eMMC（连接器件）复位
            4. 7.3.2.1.1.4 电源轨的电容器
          2. 7.3.2.1.2 不使用 MMC0 接口
          3. 7.3.2.1.3 MMC0 (eMMC) 检查清单
          4. 7.3.2.1.4 有关 eMMC PHY 的额外信息
          5. 7.3.2.1.5 MMC0 – SD（安全数字）卡接口
        2. 7.3.2.2 MMC1 – SD（安全数字）卡接口
          1. 7.3.2.2.1 IO 电源
          2. 7.3.2.2.2 信号连接
          3. 7.3.2.2.3 SD 卡电源开关 EN 复位逻辑
          4. 7.3.2.2.4 SD 卡接口信号的外部 ESD 保护
          5. 7.3.2.2.5 IO 组电源导轨的 IO 电源电容器
          6. 7.3.2.2.6 SD 卡接口 (MMC1) 检查清单
        3. 7.3.2.3 其他信息
      3. 7.3.3 八路串行外设接口 (OSPI) 或四路串行外设接口 (QSPI)
        1. 7.3.3.1 IO 电源
        2. 7.3.3.2 信号连接
        3. 7.3.3.3 OSPI/QSPI 器件复位
        4. 7.3.3.4 环回时钟
        5. 7.3.3.5 多个（连接）器件的接口
        6. 7.3.3.6 电源轨的电容器
        7. 7.3.3.7 OSPI0 或 QSPI0 外设接口实现检查清单
      4. 7.3.4 通用存储器控制器 (GPMC)
        1. 7.3.4.1 IO 电源
        2. 7.3.4.2 GPMC 接口
        3. 7.3.4.3 信号连接
          1. 7.3.4.3.1 GPMC NAND
        4. 7.3.4.4 存储器（连接的器件）复位
        5. 7.3.4.5 电源轨的电容器
        6. 7.3.4.6 GPMC 接口检查清单
    4. 7.4 外部通信接口（以太网（CPSW3G0 和 PRU_ICSSG）、USB2.0、USB3.0 (SERDES0)、PCIe (SERDES0)、UART 和 MCAN）
      1. 7.4.1 以太网接口
        1. 7.4.1.1  IO 电源
        2. 7.4.1.2  媒体独立接口（MAC 侧）
          1. 7.4.1.2.1 通用平台 3 端口千兆位以太网交换机 (CPSW3G0)
          2. 7.4.1.2.2 可编程实时单元和工业通信子系统 - 千兆位 (PRU_ICSSG)
          3. 7.4.1.2.3 其他信息
        3. 7.4.1.3  SysConfig-PinMux 工具的使用
        4. 7.4.1.4  MAC（数据、控制和时钟）接口信号连接
        5. 7.4.1.5  EPHY 复位
        6. 7.4.1.6  以太网 PHY（和 MAC）运行和媒体独立接口 (MII) 时钟
          1. 7.4.1.6.1 晶体用作处理器和 EPHY 的时钟源
          2. 7.4.1.6.2 用作时钟源的外部振荡器
          3. 7.4.1.6.3 处理器时钟输出 (CLKOUT0)
        7. 7.4.1.7  以太网 PHY 引脚配置 (strap)
        8. 7.4.1.8  外部中断 (EXTINTn)
          1. 7.4.1.8.1 外部中断 (EXTINTn) 检查清单
        9. 7.4.1.9  MAC（介质访问控制器）到 MAC 接口
        10. 7.4.1.10 MDIO（管理数据输入/输出）接口
          1. 7.4.1.10.1 MDIO 接口模式
        11. 7.4.1.11 包括磁性元件在内的以太网 MDI（介质相关接口）
        12. 7.4.1.12 电源轨的电容器
        13. 7.4.1.13 以太网接口检查清单
      2. 7.4.2 通用串行总线 (USB2.0)
        1. 7.4.2.1 USB0 接口（使用时）
          1. 7.4.2.1.1 配置为主机的 USB 接口
          2. 7.4.2.1.2 配置为器件的 USB 接口
          3. 7.4.2.1.3 USB 接口配置为双角色器件
          4. 7.4.2.1.4 USB Type-C
        2. 7.4.2.2 USB0 接口（不使用时）
        3. 7.4.2.3 其他信息
        4. 7.4.2.4 USB 接口检查清单
      3. 7.4.3 串行器和解串器 (SERDES0)
        1. 7.4.3.1 SERDES0 检查清单
        2. 7.4.3.2 SERDES0（使用时）
          1. 7.4.3.2.1 USB3SS0 - USB3.0 超高速接口配置
            1. 7.4.3.2.1.1 信号接口
              1. 7.4.3.2.1.1.1 USB3.0 超高速接口
                1. 7.4.3.2.1.1.1.1 USB3.0 超高速接口工作模式配置
            2. 7.4.3.2.1.2 未使用的 SERDES0 时钟连接
            3. 7.4.3.2.1.3 其他信息
            4. 7.4.3.2.1.4 USB3SS0 - USB3.0 超高速接口检查清单
          2. 7.4.3.2.2 外设组件互连 Express (PCIe) 接口配置
            1. 7.4.3.2.2.1 PCIe 工作模式的时钟配置
            2. 7.4.3.2.2.2 信号接口端接
            3. 7.4.3.2.2.3 PCIe 时钟 (REFCLK) 源
            4. 7.4.3.2.2.4 硬件复位（冷复位或基础复位）
            5. 7.4.3.2.2.5 PCIe 时钟请求 (PCIE0_CLKREQn) 信号
            6. 7.4.3.2.2.6 连接 PCIe 接口信号
            7. 7.4.3.2.2.7 PCIe 接口检查清单
        3. 7.4.3.3 未使用 SERDES0
      4. 7.4.4 通用异步收发器 (UART)
        1. 7.4.4.1 不使用时的 UART 接口
        2. 7.4.4.2 通用异步接收器/发送器 (UART) 检查清单
      5. 7.4.5 模块化控制器局域网 (MCAN)，具有完整 CAN-FD 支持
        1. 7.4.5.1 模块化控制器局域网检查清单
    5. 7.5 板载同步通信接口（MCSPI、FSI 和 I2C）
      1. 7.5.1 多通道串行外设接口 (MCSPI)
        1. 7.5.1.1 MCSPI 接口信号的连接
        2. 7.5.1.2 MCSPI 接口检查清单
      2. 7.5.2 FSI（快速串行接口）
        1. 7.5.2.1 FSI0 检查清单
      3. 7.5.3 内部集成电路 (I2C)
        1. 7.5.3.1 I2C 接口信号连接
        2. 7.5.3.2 I2C（开漏输出类型 IO 缓冲器）接口检查清单
        3. 7.5.3.3 I2C（仿真开漏输出类型 IO）接口检查清单
    6. 7.6 模数转换器 (ADC)
      1. 7.6.1 ADC0（使用时）
      2. 7.6.2 ADC0（未使用时）
      3. 7.6.3 ADC0 配置为输入 ADC0_DIG_TEST[0-7]
      4. 7.6.4 ADC0 检查清单
    7. 7.7 GPIO 和硬件诊断
      1. 7.7.1 通用输入/输出 (GPIO)
        1. 7.7.1.1 GPIO 连接和添加外部缓冲器
        2. 7.7.1.2 GPIO 与 MMC 接口进行多路复用
        3. 7.7.1.3 其他信息
        4. 7.7.1.4 GPIO 检查清单
      2. 7.7.2 板载硬件诊断
        1. 7.7.2.1 使用处理器电压监测器来监测板载电源电压
          1. 7.7.2.1.1 使用时电压监控输入连接
            1. 7.7.2.1.1.1 电压监视器检查清单
          2. 7.7.2.1.2 不使用时的电压监控输入连接
        2. 7.7.2.2 内部温度监测
          1. 7.7.2.2.1 内部温度监测检查清单
        3. 7.7.2.3 错误信号输出 (MCU_SAFETY_ERRORn) 的连接
        4. 7.7.2.4 高频振荡器 (MCU_OSC0) 时钟丢失检测
          1. 7.7.2.4.1 晶体或外部振荡器故障
    8. 7.8 EVM 或 SK 特定电路实现（重复使用）
    9. 7.9 在定制电路板启动期间执行电路板级测试
      1. 7.9.1 使用 Pinmux 工具的处理器引脚配置
      2. 7.9.2 原理图配置
      3. 7.9.3 将电源导轨连接到外部上拉电阻器
      4. 7.9.4 外设（子系统）时钟输出
      5. 7.9.5 通用板启动和调试
        1. 7.9.5.1 电路板启动、测试或调试的时钟输出
        2. 7.9.5.2 其他信息
        3. 7.9.5.3 通用板启动和调试检查清单
  11. 8 定制电路板原理图设计的自我审查
  12. 9 定制电路板布局注释（在原理图部分附近添加）和通用指南
    1. 9.1 布局布线注意事项
  13. 10定制电路板设计仿真
    1. 10.1 DDR-MARGIN-FW
  14. 11其他参考内容
    1. 11.1 涵盖 AM64x、AM243x、AM62x、AM62Ax、AM62D-Q1、AM62Px、AM62Lx 处理器系列的常见问题解答
    2. 11.2 常见问题解答 - 处理器产品系列和 Sitara 处理器系列
    3. 11.3 原理图审查（内部自检）与原理图审查需求（供应商）
    4. 11.4 处理器连接器件检查清单
  15. 12用户指南内容和使用情况摘要
  16. 13参考资料
    1. 13.1 AM64x
    2. 13.2 AM243x
    3. 13.3 常见参考文献
    4. 13.4 可用常见问题解答主列表 - 按处理器系列
    5. 13.5 可用常见问题解答主列表 - Sitara 处理器系列
    6. 13.6 常见问题解答，包括相关软件
    7. 13.7 有关连接器件的常见问题解答
  17.   A 术语
  18.   修订历史记录

7.7.1.4 GPIO 检查清单

通用

检查并验证定制原理图设计的以下内容：

  1. 已查看用户指南上文中的“所有章节的通用检查清单”章节。
  2. 电源到 IO 组 IO 电源的连接（所有以 VDDSHVx 或 VDDSHV_MCU 为基准（由其供电）的 IO 引脚均连接到相同的电压电平）。
  3. 外部施加输入的 IO 电平兼容性。
  4. 处理器 IO 到 IO 电源或 VSS 的连接。
  5. LVCMOS (SDIO) 输入压摆率，电容器在处理器 IO 输入端或输出端的连接。
  6. LVCMOS (SDIO) IO 的失效防护运行情况以及多个 IO 的连接。
  7. IO 灌电流或拉电流遵循处理器特定数据表中的建议。IO 接口的一个常见用例是驱动 LED 进行指示。建议定制电路板设计人员检查 LED 拉电流或灌电流，对处理器 IO 电压电平的影响，并调整电流。如果预计会持续消耗电流，建议使用外部 FET 或基于晶体管的开关驱动 LED。
  8. 基于所需 IO 功能的相关 PADCONFIG 寄存器配置。

原理图审阅

定制原理图设计请遵循以下列表：

  1. 每个 IO 都有一个用于为 IO 单元（VDDSHVx 或 VDDSHV_MCU）供电的相关电源电压。如果 VDDSHVx 或 VDDSHV_MCU 由 3.3V (1.8V) 电源供电，则建议在 3.3V (1.8V) 电平下连接（运行）以 VDDSHVx 或 VDDSHV_MCU 电源轨为基准（由其供电）的所有 IO。
  2. 连接到处理器 IO 的所有上拉电阻的电源电压与施加到相应 IO 组 IO 电源（VDDSHVx 或 VDDSHV_MCU）的电压相匹配。将信号拉至不同的 IO 电压可能导致电压泄漏（残余电压）。
  3. 连接到 GPIO 组的电源轨以 IO 组 IO 电源 VDDSHVx 或 VDDSHV_MCU 为基准（由其供电），并且外部输入或 GPIO 上拉电压电平遵循 ROC。
  4. 不建议或不允许将处理器 IO 直接连接到电源或 VSS（包括引导模式输入）。定制电路板设计人员可能遇到固件错误，并且错误配置用于输入（而是将输出驱动为逻辑高电平）的 LVCMOS GPIO。
  5. 来自附加电路板或载板的外部施加输入或通过外部连接器（添加了提供外部 ESD 保护的配置）直接连接到 IO 的外部输入的 IO 电平兼容性。
  6. 为任何可能悬空的处理器（或所连接器件）IO 添加外部拉电阻（以防止所连接的器件输入在主机驱动之前悬空）。
  7. 施加到处理器 LVCMOS 输入的输入信号遵循符合处理器特定数据表的压摆率要求。在输入端直接连接一个电容器可能会增加信号压摆，因此不建议这样做。
  8. 不允许将电容负载直接连接到处理器输出以控制或使能所连接器件。建议在 GPIO 的输出端使用 > 22pF（占位值）的电容负载时进行仿真。
  9. 很多处理器 IO 都没有失效防护功能。在 IO 组 IO 电源 VDDSHVx 或 VDDSHV_MCU 斜升之前，不允许向处理器 IO 施加外部输入电压（失效防护 IO 除外）。
  10. 不建议直接将多个 IO 短接在一起。不建议将 IO 直接连接到电源或接地。

其他

  1. 为直接连接到 IO 的外部输入提供外部 ESD 保护配置。
  2. 通用处理器 LVCMOS IO 接口指南，请参阅用户指南的 GPIO 连接和外部缓冲。许多处理器 IO（LVCMOS、SDIO）都没有失效防护功能。在处理器电源斜升之前，不建议施加任何外部输入。
  3. 处理器 IO 指定了压摆率要求。不建议应用慢速斜升输入或在输入端直接连接电容器。
  4. 不建议在输出端连接一个 > 22pF（占位值）的电容器负载。DNI 电容器或（根据用例）执行仿真。
  5. 在复位期间和复位之后，处理器 IO 缓冲器是（TX（输出）和 RX（输入）和内部拉电阻器（上拉和下拉电阻器））关闭。建议为由可能悬空的处理器 IO 驱动的所连接器件添加拉电阻（以防止所连接器件输入在主机驱动之前悬空）。
  6. 对于连接了走线且未主动驱动的任何处理器 IO（焊盘），建议使用并联拉电阻 (47kΩ)。当添加拉电阻不可行时，建议走线远离噪声信号布线（在复位期间和复位后，处理器 IO 缓冲器（TX（输出）和 RX（输入）以及内部拉电阻（上拉和下拉））关闭）。建议在所连接器件附近使用上拉电阻 (47kΩ)，以保持可能悬空的所连接器件的输入处于已知状态。
  7. 连接到外部信号时进行失效防护操作。在处理器电源斜升之前对处理器 GPIO 输入施加外部输入信号可导致馈电并影响电路板性能。
  8. 当 IO 直接连接到外部接口信号时，建议提供外部 ESD 保护配置。
  9. 失效防护 IO 包括 MCU_PORz、I2C0_SCL、I2C0_SDA、MCU_I2C0_SCL、MCU_I2C0_SDA、EXTINTn 和 USB0_VBUS（使用符合处理器特定数据表的建议 VBUS 分压器时）。