劉春TEL個選擇題：1.2012年全世界各種電子設備使用的操作系統(tǒng)中，微軟的windows桌面操作系統(tǒng)系列所占份額大約是：A）20%B)40%C)60%D)90%2.2012年全世界銷量最大的CPU芯片是由哪家制造的：A)IntelB)AMDC)ARMD)高通課程目的理論與實踐相結合。以嵌入式系統(tǒng)基礎及嵌入式處理器及其體系結構為重點，以應用為目的，全面介紹嵌入式系統(tǒng)的設計。使大家既能對嵌入式系統(tǒng)及開發(fā)有一個全景的把握，又能深入理解嵌入式實時操作系統(tǒng)。課程特點利用PC機就可以自己動手搭建嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)平臺，熟悉應用開發(fā)，更方便地學習和理解嵌入式系統(tǒng)的基礎知識：從純軟件到硬/軟件結合從“紙”上談兵（編程序）到“板”上談兵從“懂”怎么做到“會”做從講/聽到講/聽/做實驗系統(tǒng)的內(nèi)容目標平臺開發(fā)工具嵌入式操作系統(tǒng)實驗項目PC虛擬機ARM9開發(fā)板ADS集成開發(fā)環(huán)境Linux本課程規(guī)劃1.硬件學習要求ORCAD\PADS分組完成平板電腦的完整設計（一個班6個組，每組限4人，自由組隊，分產(chǎn)品規(guī)劃與接口設計組、電源設計組、最小系統(tǒng)設計組、音視頻接口設計組、無線信號與網(wǎng)絡設計組、其他外設組）2.軟件學習要求用虛擬機安裝ubuntuLinux系統(tǒng)安裝交叉編譯環(huán)境并執(zhí)行完整的編譯設計一個上層應用并編譯執(zhí)行產(chǎn)品規(guī)劃與接口設計組必答題1、采用什么芯片方案？為什么？2、所選用的芯片方案在現(xiàn)有所有方案中，性價比處于何種地位？與同類產(chǎn)品相比有哪些優(yōu)勢？3、產(chǎn)品規(guī)劃了什么功能，這些功能有哪些指標，相應的需要設計哪些接口？4、產(chǎn)品規(guī)劃了哪些創(chuàng)新點？面向的主要客戶人群是哪些？規(guī)劃的售價預計在什么水平？電源系統(tǒng)設計必答題1.設備電池的額定容量預計需要多少？2.續(xù)航時間以及充電時間預計多少？依據(jù)是什么？3.系統(tǒng)需要的電壓共分幾路？各多少伏？其中CPU需要幾路？內(nèi)存需要幾路？4.充電接口選擇何種接口，為什么？5.在你的方案中一共需要多少個電壓調(diào)節(jié)器對處理器和所有外設供電？2023/2/58最小系統(tǒng)必答題1.最小系統(tǒng)除了地址總線和數(shù)據(jù)總線以外，還需要預留哪些總線與外設對接？請一一描述。2.你的最小系統(tǒng)需要哪幾路不同的電源？3.你的最小系統(tǒng)支持哪幾種啟動模式？4.最小系統(tǒng)中存儲設備有幾種？它們的地址是怎么分配的？5.預留的調(diào)試接口是什么？選做題：晶振的可選頻率范圍為多少？2023/2/59音視頻接口設計組必答題1、支持哪些音視頻格式？2、需要預留哪些音視頻接口，什么版本？3、HDMI和MHL有什么不同？4、設計平板電腦支持的最高音視頻畫質(zhì)和音質(zhì)可以達到多少？5、播放最高支持畫質(zhì)時可以達到的幀率是多少？無線信號與網(wǎng)絡設計組必答題1、總共支持哪些無線信號？2、大sim卡和小sim卡有何區(qū)別？小sim卡支持的最高數(shù)據(jù)傳輸率提高到了多少？3、你的設計中一共需要多少根天線，這些天線會不會互相干擾，為什么?4、NFC通訊有什么功能，與wifi有何區(qū)別？5、你設計的藍牙是什么版本？是否可以支持語音與數(shù)據(jù)的同時傳輸？其他接口組必答題1、USBOTG和USBHOST區(qū)別是什么？2、屏幕的接口有MIPI和LVDS，這兩者有何區(qū)別？你的設計應該選用哪種，為什么？3、觸摸屏有電容屏和電阻屏，你的設計應該選用哪種，為什么？4、虛擬按鍵和實體按鍵的優(yōu)劣各是什么？5、陀螺儀、光感、指南針、溫濕度計等的工作原理各是什么，它們都是用什么工藝制造的？課程成績評定1.平時成績：含點名、作業(yè)，占30％2.課程考試：占70％凡是3次點名不到或者3次作業(yè)不交，均無平時成績課程實驗8學時＋課程設計2學時：另算本次課堂作業(yè)：假如你未來會是一名嵌入式系統(tǒng)工程師，你愿意在哪個操作系統(tǒng)上進行開發(fā)，為什么？期末考試：閉卷考試70分，第十七周左右1.清華大學出版社孟祥蓮主編教材2.《嵌入式Linux應用開發(fā)完全手冊》韋東山人民郵電出版社3.《Android應用開發(fā)詳解》郭宏志電子工業(yè)出版社4.《嵌入式LinuxC語言程序設計》5.《嵌入式系統(tǒng)設計與實例開發(fā)》目錄第1章嵌入式系統(tǒng)概述第2章ARM微處理器概述與編程模型第3章ARM9指令系統(tǒng)第4章嵌入式程序設計基礎第5章嵌入式內(nèi)部可編程模塊第6章嵌入式接口技術應用第7章軟件開發(fā)環(huán)境第1章嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展概述嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件特征嵌入式系統(tǒng)的分類嵌入式系統(tǒng)的應用

1.1嵌入式系統(tǒng)定義計算機發(fā)展的三大階段第一階段：始于五十年代的由IBM,Burroughs,Honeywell等公司率先研制的大型機。第二階段：始于七十年代的個人計算機。第三階段：計算機正邁入下一個充滿機遇的階段—“后PC時代”或“無處不在的計算機”階段。1.1嵌入式系統(tǒng)定義無處不在的計算機施樂公司PaloAlto研究中心主任MarkWeiser認為： “從長遠來看，PC機和計算機工作站將衰落，因為計算機變得無處不在：例如在墻里、在手腕上、在手寫電腦中(象手寫紙一樣)等等，隨用隨取、伸手可及”。全世界的計算機科學家正在形成一種共識:

計算機不會成為科幻電影中的那種貪婪的怪物,而是將變得小巧玲瓏,無處不在.他們藏身在任何地方,又消失在所有地方,功能強大,確有無影無蹤.人們將這種思想命名為:“無所不在的計算機”。嵌入式系統(tǒng)無處不在彼此互連1.1嵌入式系統(tǒng)定義什么是嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)（EmbeddedSystems）是指：“嵌入到對象體系中的、用于執(zhí)行獨立功能的專用計算機系統(tǒng)”。定義為以應用為中心，以微電子技術、控制技術、計算機技術和通訊技術為基礎，強調(diào)硬件軟件的協(xié)同性與整合性，軟件硬件可剪裁的，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗和應用環(huán)境有等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。1.1嵌入式系統(tǒng)定義

嵌入式系統(tǒng)的嵌入式本質(zhì)就是將一個計算機嵌入到一個對象體系中去。1.1嵌入式系統(tǒng)定義最簡單的嵌入式系統(tǒng)僅有執(zhí)行單一功能的控制能力，在唯一的ROM中僅有實現(xiàn)單一功能的控制程序，無微型操作系統(tǒng)。復雜的嵌入式系統(tǒng)，例如個人數(shù)字助理（PDA）、手持電腦（HPC）等，具有與PC幾乎一樣的功能。實質(zhì)上與PC的區(qū)別僅僅是將微型操作系統(tǒng)與應用軟件嵌入在ROM、RAM或FLASH存儲器中，而不是存貯于磁盤等載體中。很多復雜的嵌入式系統(tǒng)又是由若干個小型嵌入式系統(tǒng)組成的。馬達控制器車燈嵌入式系統(tǒng)示例——汽車控制系統(tǒng)尾燈控制系統(tǒng)后車門控制系統(tǒng)前車門控制系統(tǒng)座椅控制系統(tǒng)發(fā)動器控制系統(tǒng)所有的控制系統(tǒng)都是一個完整的嵌入式系統(tǒng)1.1嵌入式系統(tǒng)定義從廣義上講，凡是帶有微處理器的專用硬件系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)，如各類單片機和DSP系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在完成較為單一的專業(yè)功能時具有簡潔高效的特點。但他們的軟件的能力有限。因此，推薦使用嵌入式微處理器構成獨立系統(tǒng)，具有自己的操作系統(tǒng)，具有特定功能，用于特定場合的嵌入式系統(tǒng)。所以，一個嵌入式系統(tǒng)就是一個硬件和軟件的集合體，它包括硬件和軟件兩部分。其中硬件包括嵌入式處理器、控制器、數(shù)字信號處理器（DSP）、存儲及外設器件、輸入輸出（I/O）由于應用領域不同，應用程序千差萬別。1.1嵌入式系統(tǒng)定義按照上述嵌入式系統(tǒng)的定義，只要滿足定義中三要素的計算機系統(tǒng)，都可稱為嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)按形態(tài)可分為設備級（工控機）板級（單板、模塊）芯片級（MCU、SoC） 因此，有些人把嵌入式處理器當作嵌入式系統(tǒng)，但由于嵌入式系統(tǒng)是一個嵌入式計算機系統(tǒng)，因此，只有將嵌入式處理器構成一個計算機系統(tǒng)，并作為嵌入式應用時，這樣的計算機系統(tǒng)才可稱作嵌入式系統(tǒng)。1.1.2嵌入式系統(tǒng)的特點嵌入式系統(tǒng)特別強調(diào)“量身定做”的原則，開發(fā)人員往往需要針對某一種特殊用途開發(fā)出一個截然不同的嵌入式系統(tǒng)來，所以我們很難不經(jīng)過“大量”修改而直接將一個嵌入式系統(tǒng)全套用到其他的嵌入式產(chǎn)品上去?！扒度胄浴薄ⅰ皩Ｓ眯浴迸c“計算機系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個基本要素。對象系統(tǒng)則是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的特點是由三個基本要素衍生出來的。不同的嵌入式系統(tǒng)其特點會有所差異。1.1.2嵌入式系統(tǒng)的特點與“嵌入性”的相關特點：由于是嵌入到對象系統(tǒng)中，必須滿足對象系統(tǒng)的環(huán)境要求，如物理環(huán)境（小型）、電氣/環(huán)境（可靠）、成本（價廉）等要求。與“專用性”的相關特點：軟、硬件的裁剪性；滿足對象要求的最小軟、硬件配置等。與“計算機系統(tǒng)”的相關特點：嵌入式系統(tǒng)必須是能滿足對象系統(tǒng)控制要求的計算機系統(tǒng)。與上兩個特點相呼應，這樣的計算機必須配置有與對象系統(tǒng)相適應的接口電路。1.1.2嵌入式系統(tǒng)的特點

與通用的計算機系統(tǒng)化相比，嵌入式系統(tǒng)具有以下顯著特點。系統(tǒng)內(nèi)核小專用性強運行環(huán)境差異大可靠性要求高系統(tǒng)精簡和高實時性操作系統(tǒng)具有固化在非易失性存儲器中的代碼嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工作和環(huán)境

1.2嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展概述1.2.1嵌入式系統(tǒng)的歷史與發(fā)展1．始于微型機時代的嵌入式系統(tǒng)（1）單片機開創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展之路（2）單片機的技術發(fā)展史 單片機誕生于20世紀70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。

2.現(xiàn)代計算機技術的兩大分支通用計算機系統(tǒng)嵌入式計算機系統(tǒng)1.2.2嵌入式系統(tǒng)的功能1.提供強大的網(wǎng)絡服務針對外部聯(lián)網(wǎng)要求，嵌入設備必須配有通信接口，相應需要TCP/IP協(xié)議簇軟件支持；由于家用電器相互關聯(lián)（如防盜報警、燈光能源控制、影視設備和信息終端交換信息等）及實驗現(xiàn)場儀器的協(xié)調(diào)工作等要求，新一代嵌入式設備還需具備IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口。同時也需要提供相應的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅動軟件。1.2.2嵌入式系統(tǒng)的功能 2.小型化、低成本、低功耗

為滿足這種特性，要求嵌入式產(chǎn)品設計者相應降低處理器的性能，限制內(nèi)存容量和復用接口芯片。這就相應提高了對嵌入式軟件設計技術要求，如選用最佳的編程模型和不斷改進算法，采用Java編程模式，優(yōu)化編譯器性能等。因此，既需要軟件人員具有豐富的開發(fā)經(jīng)驗，更需要發(fā)展先進的嵌入式軟件技術，如Java、Web和WAP等。1.2.2嵌入式系統(tǒng)的功能 3.人性化的人機界面

億萬用戶之所以樂于接受嵌入式設備，其重要因素之一是它們與使用者之間的親和力。它具有自然的人機交互界面，如司機操縱高度自動化的汽車主要還是通過習慣的方向盤、腳踏板和操縱桿。人們與信息終端交互要求以GUI屏幕為中心的多媒體界面。手寫文字輸入、語音撥號上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件及彩色圖形、圖像已取得初步成效。 目前一些先進的PDA在顯示屏幕上已實現(xiàn)漢字寫入、短消息語音發(fā)布，但離掌式語言同聲翻譯還有很大距離。1.2.2嵌入式系統(tǒng)的功能 4.完善的開發(fā)平臺

隨著Internet技術的成熟、帶寬的提高，ICP和ASP在網(wǎng)上提供的信息內(nèi)容日趨豐富、應用項目多種多樣，像移動電話、固定電話及電冰箱、微波爐等嵌入式電子設備的功能不再單一，電氣結構也更為復雜。 為了滿足應用功能的升級，設計者一方面采用更強大的嵌入式處理器，如32位、64位RISC芯片或數(shù)字信號處理器（DSP）增強處理能力；同時還采用實時多任務編程技術和交叉開發(fā)工具技術來控制功能復雜性，簡化應用程序設計、保障軟件質(zhì)量和縮短開發(fā)周期。1.3嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件特征嵌入式系統(tǒng)是將嵌入了軟件的計算機硬件作為其最重要部分的系統(tǒng)，它是一種專門用于某個應用或生產(chǎn)的特殊產(chǎn)品的計算機系統(tǒng)。由于其軟件通常嵌入在ROM(只讀存儲器)中，因此，不像計算機那樣需要輔助存儲器，早期嵌入式系統(tǒng)自低向上包含3個部分。如圖1-1所示。嵌入式系統(tǒng)的組成部分是嵌入式系統(tǒng)硬件平臺、嵌入式操作系統(tǒng)（RTOS）和嵌入式系統(tǒng)應用。1.3嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件特征應用程序與操作系統(tǒng)的接口

操作系統(tǒng)與硬件的接口

嵌入式系統(tǒng)應用

嵌入式實時操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)硬件平臺1.3嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件特征

經(jīng)過不斷地發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)原有的3層結構逐步演化成為4層結構。這個新增加的中間層稱為硬件抽象層（HardwareAbstractionLayer，HAL），有時也稱為板級支持包（BoardSupportPackage，BSP）。這個新增加的中間層次位于操作系統(tǒng)和硬件之間，包含了操作系統(tǒng)中與硬件相關的大部分功能。 它能夠通過特定的上層接口與操作系統(tǒng)進行交互，向操作系統(tǒng)提供底層硬件信息，并根據(jù)操作系統(tǒng)的要求完成對硬件的直接操作。1.3嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件特征

由于引入了一個中間層，屏蔽了底層硬件的多樣性，操作系統(tǒng)不再面對具體的硬件環(huán)境，而是面對由這個中間層次所代表的、邏輯上的硬件環(huán)境，因此，把中間層次叫做硬件抽象層（HardwareAbstractionLayer,HAL）。 圖1-2顯示了引用HAL以后的嵌入式系統(tǒng)。HAL的引入大大推動了嵌入式實時系統(tǒng)的通用化，從而為嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用提供了可能。1.3嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件特征應用程序與操作系統(tǒng)的接口操作系統(tǒng)與HAL的接口HAL與硬件的接口嵌入式系統(tǒng)硬件平臺硬件抽象層嵌入式系統(tǒng)應用嵌入式實時操作系統(tǒng)1.3.1嵌入式系統(tǒng)硬件平臺

嵌入式系統(tǒng)硬件平臺是以嵌入式處理器為核心，由存儲器、I/O單元電路、通信模塊、外部設備等必要的輔助接口組成的，如圖1-3所示。USBLCD觸摸屏鍵盤其他外設電源模塊時鐘復位外圍電路微處理器MPUFlashROMRAM1.3.2硬件抽象層

硬件抽象層通過硬件抽象層接口向操作系統(tǒng)以及應用程序提供對硬件進行抽象后的服務。 當操作系統(tǒng)或應用程序試用硬件抽象層API進行設計時，只要硬件抽象層API能夠在下層硬件平臺上實現(xiàn)，那么操作系統(tǒng)和應用程序的代碼就可以移植。1.3.2硬件抽象層

板級支持包（BoardSupportPackage，BSP）是現(xiàn)有的大多數(shù)商用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)可移植性所采用的一種方案，是硬件抽象層的一種實現(xiàn)。

BSP隔離了所支持的嵌入式操作系統(tǒng)與底層硬件平臺之間的相關性，是嵌入式操作系統(tǒng)能夠通用與BPS所支持的硬件平臺，從而實現(xiàn)嵌入式操作系統(tǒng)的可移植性和跨平臺性，以及嵌入式操作系統(tǒng)的通用性、復用性。1.3.2硬件抽象層

BSP是相對于操作系統(tǒng)而言的，不同的操作系統(tǒng)對應于不同定義形勢的BSP。 例如，對應同一個CPU來說，要實現(xiàn)同樣的功能，VxWorks的BSP和Linux的BSP的寫法和接口定義卻完全不同。

因此，BSP一定要按照具體操作系統(tǒng)BSP的定義形式來寫（BSP的編程過程大多數(shù)是在某一個成型的BSP模板上進行修改），這樣才能與上層操作系統(tǒng)保持正確的接口，良好地支持上層操作系統(tǒng)。1.3.3嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)的主要特點如下:體積小實時性

特殊的開發(fā)調(diào)試環(huán)境1.3.3嵌入式操作系統(tǒng)驅動程序、HAL/BSP驅動層應用程序接口（API）數(shù)據(jù)庫模塊網(wǎng)絡模塊圖形驅動OS核內(nèi)存管理文件管理OS層應用層基本模塊擴展模塊進程調(diào)度應用程序文件系統(tǒng)/圖形用戶接口硬件層1.4嵌入式系統(tǒng)的分類根據(jù)不同的標準，嵌入式系統(tǒng)有不同的分類方法。

1.按嵌入式微處理器的位數(shù)分類4位8位16位32位64位…….

其中，4位、8位、16位嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)獲得了大量應用，32位嵌入式系統(tǒng)正成為主流發(fā)展趨勢。 而一些高度負責和要求高速處理的嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)開始使用64位嵌入式微處理器。1.4嵌入式系統(tǒng)的分類2.按軟件實時性需求分類非實時系統(tǒng)（如PDA）軟實時系統(tǒng)（如消費類產(chǎn)品）硬實時系統(tǒng)（如工業(yè)實時控制系統(tǒng)）3.按嵌入式系統(tǒng)的復雜程度分類小型嵌入式系統(tǒng)中型嵌入式系統(tǒng)復雜嵌入式系統(tǒng)1.5嵌入式系統(tǒng)的應用工業(yè)過程控制網(wǎng)絡通信設備消費電子產(chǎn)品航空航天設備軍事電子設備和現(xiàn)代武器2023/2/549Hi3716系列各芯片接口規(guī)格對比Hi3716系列應用系統(tǒng)總體設計電源、時鐘和復位電路設計存儲部分電路設計音視頻部分接口電路設計其它外設部分電路設計內(nèi)容案例研究（CaseStudy）:Hisilicon3716接口2023/2/550Hi3716系列各芯片接口規(guī)格對比Hi3716系列包括三種芯片：Hi3716C、Hi3716H和Hi3716M。其硬件接口規(guī)格對比見下表所示：

Hi3716MHi3716HHi3716CCPU性能1500DMIPS2000DMIPS2500DMIPSVDAC6通道6通道6通道ADAC1路立體聲1路立體聲1路立體聲SPDIFTX（支持7.1聲道透傳）1路1路1路HDMITX（1.3c）1路1路1路2023/2/5Hi3716系列各芯片接口規(guī)格對比

Hi3716MHi3716HHi3716CUART2路2路2路USB2路2.0HOST2路2.0HOST2路2.0HOSTIR1路紅外解碼，兩路紅外輸入1路紅外解碼，兩路紅外輸入1路紅外解碼，兩路紅外輸入KEYPAD2*4鍵盤2*4鍵盤2*4鍵盤LEDLED*4/SPILED*4/SPILED*4/SPIFE（10/100M）2路MAC接口：RMII0、MII1/RMII12路MAC接口：RMII0、MII1/RMII12路MAC接口：RMII0、MII1/RMII1GE（1000M）無無1路：RGMII（與MII1復用）DRAM32bit-DDR2/DDR3最大容量512MB32bit-DDR2/DDR3最大容量1GB32bit-DDR2/DDR3最大容量1GBSCI2路2路2路2023/2/552Hi3716系列各芯片接口規(guī)格對比

Hi3716MHi3716HHi3716C高安全CANagra/Irdeto/conax/Nagra/Irdeto/conax/Nagra/Irdeto/conax圖形處理2D3DOpenGLES2.03DOpenGLES2.0NANDFLASH單片選雙片選雙片選SPIFLASH雙片選雙片選雙片選IIC3路3路3路QAM解調(diào)1路1路1路TSI1路并行TSI2路并行TSI2路并行TSIVIU無1路BT.6561路BT.656/BT.1120音頻I2S無1路1路SPI同步串口1路1路1路RGB888無無1路SATA無1路1路PCIe無無1路PCIe*1SDIO無無1路2023/2/553Hi3716系列各芯片接口規(guī)格對比通過上表對比可以看出：1、Hi3716C性能最高，接口種類最全，是Hi3716系列中的最高端芯片，功能強大，主要應用于多媒體融合、高端高清機頂盒、TC終端等要求處理性能比較高的設備。2、Hi3716H性能次之，主要應用于三網(wǎng)融合機頂盒，高清播放器，網(wǎng)絡電視等應用。3、Hi3716M性能比Hi3716H稍低，能夠滿足高清機頂盒的基本需求，主要應用于DVB-C和IPTV機頂盒高清平移。2023/2/554目錄Hi3716系列各芯片接口規(guī)格對比

Hi3716系列應用系統(tǒng)總體設計電源、時鐘和復位電路設計存儲部分電路設計音視頻部分接口電路設計其它外設部分電路設計PCB設計要點2023/2/555Hi3716系列應用系統(tǒng)總體設計2023/2/556Hi3716系列應用系統(tǒng)總體設計模擬視頻輸出：內(nèi)置兩個視頻編碼器模塊，每個模塊有三個視頻DAC通道，總共有六路視頻DAC通道。每個模塊可以分別配置成標清或高清視頻輸出，標清支持CVBS、S-Video信號，高清支持YPbPr輸出。輸出信號一般經(jīng)過視頻BUFFER器件送到連接器接口RCA端子，標清視頻BUFFER推薦選用FMS6143，高清視頻BUFFER推薦選用FMS6363。數(shù)字音視頻輸出HDMI：集成了一路HDMITX，支持HDMI1.3c，可以輸出數(shù)字視頻信號和數(shù)字音頻信號，最大分辨率支持1080P/60。HDMI接口的防護器件注意選用低結電容器件，必須保證C<1pF。模擬音頻輸出：由Hi3716系列芯片輸出的音頻線性信號經(jīng)過運放后輸出一路立體聲線性模擬音頻。音頻輸出建議增加開關機靜音電路，減弱開機和關機時的爆音。數(shù)字視頻輸入（VIU）（Hi3716M除外）支持并行數(shù)字視頻信號（BT.656或BT.1120）輸入。數(shù)字視頻信號可以是視頻ADC輸出或者HDMIRX輸出。ADC推薦選用TVP5150/ADV7401，HDMIRX推薦選用SiI9034。2023/2/557Hi3716系列應用系統(tǒng)總體設計QAM解調(diào)模塊：內(nèi)置一路QAM解調(diào)模塊。TS流接口：Hi3716M支持1路并行TS流輸入//兩路串行TS流輸入//1路串行TS流輸入+1路串行TS流輸出，TS流輸出接口，支持QAM環(huán)回輸出；Hi3716H和Hi3716C支持兩路并行TS流輸入//1路并行TS流輸入+1路并行TS流輸出//兩路串行TS流輸入+1路串行TS流輸出//兩路串行TS流輸入+1路并行TS流輸出，TS流輸出接口，支持QAM環(huán)回輸出。I2S接口：標準I2S接口，支持音頻ADC、DAC和CODEC芯片，也可以支持SLIC接口芯片。推薦CODEC芯片采用TLV320AIC31。以太網(wǎng)接口：兩路百兆以太網(wǎng)MAC接口：RMII0、MII1/RMII1，對接以太網(wǎng)PHY芯片推薦選用KSZ8041。另外Hi3716C的MII1可以配置成一個千兆以太網(wǎng)MAC接口RGMII。USB接口：內(nèi)置了兩路USB2.0HOST接口。UART接口：兩個UART串口，第一路串口內(nèi)置驅動，支持上電即可使用，用來直接下載燒結FLASH程序。2023/2/558Hi3716系列應用系統(tǒng)總體設計硬盤接口：Hi3716H和Hi3716C支持SATA接口。SATA和ESATA接口兼容，區(qū)別在于是否外部供電，ESATA由外部單獨供電。PCIe接口：Hi3716C有一路PCIe*1接口，PCIe接口傳輸速率較高，主要用于WiFi/千兆以太網(wǎng)等高速接口擴展。SCI接口：支持兩路SCI接口。NandFlash：Hi3716M支持8bit位寬NandFlash，Hi3716H和Hi3716C支持8/16bit位寬的NandFlash，SLC和MLC的NandFlash都可以支持，支持1/4/8/24bitECC模式。SpiFlash接口：支持2片SpiFlash，單片最大容量32MB。DDR接口：支持DDR2和DDR3接口。Hi3716M最大支持容量為512MB，Hi3716H和Hi3716C最大支持容量1GB。待機模塊：芯片內(nèi)置獨立的待機模塊，支持待機時把芯片的Core電源、大部分IO電源和大部分外圍電路電源關斷，進一步降低待機功耗。2023/2/559啟動配置項，選擇正確的上拉或下拉連接方式。BOOT_SEL0啟動memeory類型選擇，{BOOTSEL1,BOOTSEL0}的關系是：

00：SPIflash

01：Nandflash

10：Norflash

11：eMMCNF_ADNUM發(fā)給NANDFlash器件的地址數(shù)目，只在上電的瞬間有效:NF_ADNUM+4,默認是5個地址BOOT_SEL1NF_PAGE0boot時，NandFlash器件的page容量。

00：512byte；

01：2KB；

10：4KB；

11：8KB。ROMBOOT_SEL選擇是否從ROM啟動：

0：從ROM中啟動

1：不從ROM啟動，直接從FLASH中啟動NF_PAGE1SELF_BOOT選擇是否啟動自舉：

0：不自舉，啟動后直接跳轉到FLASH中執(zhí)行

1：啟動自舉，啟動后運行bootrom中的UART驅動，等待從串口下載程序NF_BLKSIZEboot時，NandFlash器件的block容量。

0：64page，對應SLC器件；

1：128page，對應MLC器件；JTAG_SEL選擇是否啟動快速開機流程：

0：SOCJTAG

1：ARMJTAGNFC_ECC_TYPE0boot時，選擇ECC模式。

000：無ECC。

001：1bit模式。

010：4byte模式。

011：8byte模式。

100：24bits模式for1KB。

101：24bits模式for512B。

110~111:保留。FUNC_SEL功能模式和測試模式選擇：

0：功能模式

1：測試模式NFC_ECC_TYPE1NFC_ECC_TYPE2NF_BOOTBWNorflash/NandflashBOOT的位寬選擇，僅在上電的時候有效：

0：16位(Norflash)/8位（Nandflash）/4位(eMMC)

1：8位（Norflash）/16位（Nandflash）/8位(eMMC)2023/2/560整機方案BOM成本優(yōu)點支持DDR2DRAM，整機可選擇采用單片或兩片DDR2（16bit位寬）器件方案，主芯片有兩套DDR2接口，Hi3716M可實現(xiàn)DDR2兩層板布線，相比四層板節(jié)約PCB成本約10元以上。支持DDR3DRAM，在有大容量DDR需求時，有較大成本優(yōu)勢。DDR3單顆?？蛇_到2Gb和4Gb，相比DDR2要少用一半以上的顆粒，減小了PCB面積，降低DDR布線復雜程度和單板層數(shù)。例如需求1GB的DDR容量時，用DDR2顆粒要用8顆，單板至少需要用六層PCB布線；改用DDR3顆粒，只需要4顆2Gb顆粒即可，單板層數(shù)可減少為四層PCB，單板成本可大大降低。另外從長遠來看，DDR3顆粒的價格會低于DDR2顆粒價格。支持SpiFlash接口和NandFlash接口，一般應用可以采用NandFlash方案來提升性價比，128MB的NandFlash約$1.9，而16MB的SpiFlash約$1.9；如果對Flash有可靠性要求的時候，可以采用2MB的SpiFlash約$0.3，128MB的NandFlash約$1.9，相比于16MB的SpiFlash，成本相近，但容量上增加了8倍。NandFlash容量可以進一步擴大，這樣可以擴展一些附加功能，例如存放節(jié)目、照片等。2023/2/561接口能力增強點雙網(wǎng)口，支持2路10/100M以太網(wǎng)接口。雙USB接口，支持雙路USB2.0Host。六路視頻DAC支持全功能配置，每一路都可以單獨配置成CVBS/Y-C/YPbPr/RGB信號中的某一個信號。支持1080P/60輸出。雙SCI接口。DDR2/DDR3兼容接口SATA接口PCIe接口2023/2/562目錄Hi3716系列各芯片接口規(guī)格對比Hi3716系列應用系統(tǒng)總體設計電源、時鐘和復位電路設計存儲部分電路設計音視頻部分接口電路設計其它外設部分電路設計PCB設計要點內(nèi)容2023/2/563電源方案Hi3716系列芯片需要四種電源：1.0V、DDR電源（1.8V/1.5V）、2.5V、3.3V。采用DDR2時，DDR電源為1.8V；采用DDR3時，DDR電源為1.5V。單板上還另外需要5V用于視頻BUFFER和USB等模塊供電；需要5V或12V用于音頻運放的供電。對于有待機小于1W的要求，DVB機頂盒最好采用內(nèi)置電源模塊的方式。采用外置Adapter開關電源，需要再加DC-DC開關電源轉換到單板所需要的電源，兩次開關電源轉換導致效率降低，較難滿足待機1W的需求。另外所選用的AC-DC和DC-DC器件輕載時電源效率對待機功耗有較大的影響。DC-DC選型原則：正常工作效率>85%，輕載時效率>70%，額定電流和輸入輸出額定電壓滿足要求。整機電源方案種類很多，根據(jù)供電方案靈活確定。下面列舉三種典型電源方案。

2023/2/564電源方案——內(nèi)置AC-DC電源方案（以Hi3716M為例）2023/2/565電源方案——內(nèi)置AC-DC電源方案（以Hi3716H為例）2023/2/566電源電路——外置ADAPTER電源方案（以Hi3716C為例）2023/2/567Hi3716系列芯片電源設計關鍵點PLL電源——PLL數(shù)字電源VDDLV10采用1.0V供電，與CORE電源VDD10需要通過磁珠隔離；PLL模擬電源VDDHV25采用2.5V供電，需要通過磁珠隔離；PLL地VSS_PLL直接與數(shù)字地連接在一起。各PLL電源需要盡量靠近管腳處放置對地濾波電容，濾波電容組合推薦0.1uF加上10uF。CORE數(shù)字電源VDD10采用1.0V供電；IO數(shù)字電源DVDD33采用3.3V供電；DDRIO數(shù)字電源DDR_DVDD采用1.8V或1.5V供電，參考電壓DDR_REF由DDR_DVDD經(jīng)過分壓電阻提供分壓得到參考電平，分壓電阻采用1%精密電阻；VSS地直接接單板數(shù)字地GND。待機控制模塊電源需要單獨供電；DVDD33_STANDBY采用3.3V供電，VDD_STANDBY采用1.0V供電。待機控制模塊電源供電與芯片core電源、IO電源分開。視頻DAC模擬電源AVDD3V3_VDAC采用3.3V供電，與數(shù)字IO電源DVDD33通過磁珠隔離；視頻模擬地AGND_VDAC直接連接單板數(shù)字地GND；音頻DAC模擬電源AVDD3V3_ADAC采用3.3V供電，與數(shù)字IO電源DVDD33通過磁珠隔離；音頻模擬地AGND_ADAC直接連接單板數(shù)字地GND。USB電源、SATA電源、PCIE電源，需要通過磁珠隔離濾波；地可直接與單板數(shù)字地ＧＮＤ連接。PLL電源、待機控制模塊電源和DDR電源需要一直供電，其它電源在待機時可以關斷。2023/2/568待機低功耗設計2023/2/569待機低功耗設計待機電源控制電路可以采用MOSFET開關控制電路，如下圖所示：2023/2/570時鐘電路——Hi3716系列工作時鐘Hi3716系列的時鐘推薦采用24.000MHz±30PPM，可以采用無源晶體或有源鐘振來提供時鐘信號。2023/2/571時鐘電路——SATA參考時鐘SATA參考時鐘可以由內(nèi)部PLL產(chǎn)生，或采用外部100MHz差分鐘振產(chǎn)生，推薦采用內(nèi)部PLL產(chǎn)生SATA參考時鐘。2023/2/572時鐘電路——PCIe參考時鐘PCIe采用內(nèi)部PLL產(chǎn)生，或外部100MHz差分LVDS時鐘信號，對于主芯片和PCIe槽位，這兩路時鐘需要是同源的。推薦采用內(nèi)部PLL產(chǎn)生PCIe參考時鐘。2023/2/573復位電路和看門狗推薦使用專用復位電路對系統(tǒng)進行復位，例如ＩＭＰ８０９；使用內(nèi)部Watchdog時注意WDG＿RSTN信號為OD門輸出，需要接外部上拉電阻；對于待機關斷電源的外部功能模塊電路，推薦采用ＧＰＩＯ來進行復位控制，例如Tuner和網(wǎng)口PHY。2023/2/574目錄Hi3716系列各芯片接口規(guī)格對比Hi3716系列應用系統(tǒng)總體設計電源、時鐘和復位電路設計存儲部分電路設計音視頻部分接口電路設計其它外設部分電路設計PCB設計要點內(nèi)容2023/2/575存儲部分電路設計NandFlash接口電路SpiFlash接口電路DDRSDRAM接口電路目錄2023/2/576NandFlash接口NandFlash接口：1、Hi3716系列推薦采用8bit數(shù)據(jù)位寬的NandFlash顆粒。2、支持SLC和MLC這兩個種類的NandFlash。3、支持1/4/8/24bitECC模式。4、和NandFlash相關的啟動配置管腳如右表所示。5、US指上電默認為高電平，DS指上電默認為低電平。6、當所選用NandFlash器件與默認配置不符時，相應更改配置管腳的上拉或下拉狀態(tài)，通過電阻上拉或下拉實現(xiàn)，阻值選擇4.7K歐姆。NF_ADNUM（US）發(fā)給NANDFlash器件的地址數(shù)目，只在上電的瞬間有效:NF_ADNUM+4,默認是5個地址NF_PAGE0（US）boot時，NandFlash器件的page容量。

00：512byte；

01：2KB；

10：4KB；

11：8KB。NF_PAGE1（DS）NF_BLKSIZE（DS）boot時，NandFlash器件的block容量。

0：64page，對應SLC器件；

1：128page，對應MLC器件；NFC_ECC_TYPE0（US）boot時，選擇ECC模式。

000：無ECC。

001：1bit模式。

010：4byte模式。

011：8byte模式。

100：24bits模式for1KB。

101：24bits模式for512B。

110~111:保留。NFC_ECC_TYPE1（DS）NFC_ECC_TYPE2（DS）NF_BOOTBW（DS）Norflash/NandflashBOOT的位寬選擇，僅在上電的時候有效：

0：16位(Norflash)/8位（Nandflash）/4位（eMMC)

1：8位（Norflash）/16位（Nandflash）/8位（eMMC)2023/2/577SpiFlash接口SpiFlash接口：1、Hi3716系列支持1/2/4bit位寬SpiFlash讀寫模式。2、1bit模式時，時鐘頻率最大可到100MHz。3、4bit模式時，時鐘頻率最大可到75MHz。4、SpiFlash支持雙片選，可連接兩個SpiFlash。5、單SpiFlash器件最大容量支持到256Mb。2023/2/578Flash器件兼容廠商NandFlash：主要廠商有三星、現(xiàn)代、MICRON、東芝。SpiFlash：主要廠商有Winbond、Spansion、旺宏、MICRON。2023/2/579Flash器件近期參考價格NandFlash(SLC)Price($)128MB1.9256MB2.3512MB3.31GB5.92GB12.2NandFlash(MLC)Price($)1GB3.72GB3.84GB4.58GB11.6SpiFlashPrice($)2MB0.34MB0.558MB1.016MB1.932MB3.82023/2/580SpiFlash電路阻抗匹配設計信號2層板PCB設計4層板PCB設計SFC_CLK主芯片端串接100歐姆電阻。主芯片端端串接33歐姆電阻。SFC_DIO/SFC_DOI/SFC_WP/SFC_HOLDFLASH端串接33歐姆電阻。直接相連。外接單片SpiFlash時，匹配設計推薦如下表所示外接兩片SpiFlash時，匹配設計推薦如下表所示信號2層板PCB設計4層板PCB設計SFC_CLK主芯片端串接33歐姆電阻。主芯片端串接33歐姆電阻。SFC_DIO/SFC_DOI/SFC_WP/SFC_HOLD直接相連。直接相連。2023/2/581NandFlash電路阻抗匹配設計NandFlash在外接單片和雙片器件時，匹配方式是一樣的。信號2層板PCB設計4層板PCB設計NF_WEN/NF_REN/NF_CLE/NF_ALE主芯片端串接50歐姆電阻。直接相連。DQ[0:7]直接相連。直接相連。2023/2/582DDRSDRAM接口介紹支持DDR2和DDR3接口；DDR的數(shù)據(jù)寬度為32Bit。地址數(shù)目ADR0--ADR14，BA0、BA1、BA2，單片支持512Mbit、1Gbit和2Gbit的顆粒；Hi3716系列具有兩套DDR接口地址和控制信號，方便布線和電路匹配設計；Hi3716M最大支持512MB內(nèi)存容量，Hi3716H和Hi3716C最大支持1GB內(nèi)存容量；DDR2支持800/1066器件；DDR3支持1066/1333器件。兼容器件廠商：三星、現(xiàn)代、南亞、MICRON等。2023/2/583DDR器件參考成本DDR2Price($)64MB1.3128MB2.3

DDR3Price($)128MB2.6256MB

2023/2/584目錄Hi3716系列各芯片接口規(guī)格對比Hi3716系列應用系統(tǒng)總體設計電源、時鐘和復位電路設計存儲部分電路設計音視頻部分接口電路設計其它外設部分電路設計PCB設計要點內(nèi)容2023/2/585音視頻部分接口電路設計模擬視頻輸出接口模擬音頻輸出接口HDMI輸出接口數(shù)字音頻SPDIF接口2023/2/586模擬視頻輸出接口Hi3716系列內(nèi)帶二路視頻DAC，每路DAC具有三個視頻DAC通道；模擬視頻輸出支持CVBS/S-Video/YPbPr/RGB；每通道DAC輸出都可靈活配置成四種信號之一，例如：Cvbs+S-Video+YPbPr，2*YPbPr，YPbPr+RGB；配置限制：每路DAC的三個DAC通道共用一個數(shù)字視頻信號源，這三個通道內(nèi)容是相關的，是同源的圖像。模擬視頻輸出建議增加視頻BUFFER電路，增強視頻輸出驅動能力和抗ESD的能力。視頻輸出端子處建議加上TVS管，以防靜電、浪涌等電脈沖。2023/2/587視頻DAC輸出推薦電路——采用視頻BUFFER器件標清視頻輸出BUFFER電路2023/2/588視頻DAC輸出推薦電路——采用視頻BUFFER器件高清視頻輸出BUFFER電路2023/2/589模擬音頻輸出接口Hi3716系列內(nèi)嵌2路音頻DAC，組成一路立體聲輸出；模擬音頻輸出幅度最大1Vrms；推薦運放電壓采用9—12V，音頻信號放大后動態(tài)范圍比較大，可以滿足廣電的要求。運放參考電平可以采用電阻分壓，但需要注意濾波電容的選擇。推薦采用100K歐姆電阻分壓，濾波電容不小于100uF。2023/2/590模擬音頻輸出參考電路模擬音頻經(jīng)過運放電路驅動放大音頻信號再輸出2023/2/591音頻推薦靜音電路2023/2/592HDMI輸出接口Hi3716系列自帶一路HDMI發(fā)送器，可以輸出一路HDMI信號。支持HDMI1.3c。輸出支持1080P/60。內(nèi)嵌HDCPKey。HDMI走線采用差分對走線方式，阻抗控制在100歐姆±10%。HDMI差分線嚴格等長，長度越短越好，推薦走弧形線。在控制HDMI各對差分線等長的時候，需要把芯片內(nèi)基板上的走線長度計算進去。HDMI差分線走線不能換層和打過孔。2023/2/593HDMI輸出保護電路HDMI輸出保護電路一般采用