基于龍芯3A平臺的嵌入式控制器設計與構建.pdf

1、龍芯是中國科學院計算所自主研發(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）的無內部互鎖流水級的微處理器架構（Microprocessor without interlocked piped stages,MIPS）,作為中國第一個具有完全自主知識產權的四核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位超標量處理器核、4MB的二級Cache、兩個DDR2/3內存控制器、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。隨著龍芯在各種領域各種機型中的快速發(fā)展及普及，特別是移動辦公領域，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，普遍應用在具備智能型節(jié)電功能的便攜式電腦設計中，它擔負著便攜式電腦上電復位/掉電關機、內置鍵盤掃描、觸摸板（Touchpad,TP）數據處理、便攜式電腦電池智能充放電管理、實時

4、獲取CPU溫度從而控制風扇轉速、控制便攜式電腦的部分LED燈等任務。EC在便攜式電腦的便攜、智能化、個性化設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,進行相關的嵌入式控制器設計和構建,按照軟硬件設計的方法來進行開發(fā)了基于國產CPU平臺的EC模塊，主要包括以下幾個模塊的開發(fā)工作：
　?。?）電源管理模塊
　　負責開關機控制，按照硬件設計要求正確地執(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設備等進行復位。
　?。?）電池管理模塊
　　負責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
　　實現主板環(huán)境溫度獲取、散熱風扇轉速的計算，以及根據環(huán)境溫度進行風扇轉速的控制，提交上層接口，供OS根據系統溫度進行風扇轉速的控制管理。
　?。?）SMBus接口及固件軟件更新模塊
　　負責SMBus設備的數據傳輸，例如讀

6、取電池信息以及負責在HOST層應用程序在Firmware層進行Flash Update。
　?。?）內置鍵盤模塊
　　負責內置鍵盤及PS2鼠標（觸摸板）的處理。
　　（6）SCI模塊
　　負責發(fā)送一些系統時間觸發(fā)的SCI中斷到HOST，通知HOST完成相應的功能。
　　通過以上的幾個模塊設計與構建，目前EC已經有效應用于基于龍芯3A的便攜式電腦的研發(fā)、設計以及生產上面，產品逐漸進入黨政軍的信息化辦公業(yè)務，對