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[海思技术资料] 海思Hi3751 V500/V510硬件设计指南原厂资料

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发表于 2020-1-13 14:05:27 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
1.海思Hi3751简介

本文档主要介绍 Hi3751 V500/V510 芯片的硬件封装,管脚描述,管脚复用寄存器的配 置方法,电气特性参数,原理图设计建议,PCB 设计建议,热设计建议,焊接工艺,潮 敏参数,注意事项等内容.
2.目录如下
1 封装和管脚 ............................................................................................................ 1-11
1.1 封装 ........................................................................................................................... 1-11
1.2 管脚分布 ............................................................................................................................ 1-44
1.3 BALL 信息描述 ........................................................................................................ 1-66
1.4 复用寄存器概览 .................................................................................................... 1-577
1.4.1 掉电区寄存器(基地址为 0xF8A2_1000) ................................................................... 1-622
1.4.2 常电区寄存器(基地址为 0xF800_8000) .................................................................... 1-1199
1.5 硬件管脚复用 ............................................................................................................ 1-1300
1.6 软件复用管脚 ........................................................................................................ 1-1311
1.7 控制寄存器描述 ..................................................................................................... 1-1577
1.7.1 掉电区控制寄存器(基地址 0xF8A2_1000) ....................................................... 1-1577
1.7.2 常电区控制寄存器(基地址 0xF800_8000) .............................................................. 1-2733
2 电性能参数 ......................................................................................................... 2-11
2.1 功耗分布 ............................................................................................................... 2-11
2.2 极限工作电压 ................................................................................................ 2-22
2.3 推荐工作条件 ................................................................................................... 2-22
2.4 DC/AC 电气参数 ............................................................................................. 2-44
3 原理图设计建议................................................................................................ 3-11
3.1 小系统设计建议 ...................................................................................................... 3-11
3.1.1 时钟电路 ....................................................................................................... 3-11
3.1.2 复位和 Watchdog 电路.................................................................................. 3-22
3.1.3 JTAG Debug 接口 ......................................................................................... 3-22
3.1.4 芯片启动配置管脚的设计 .............................................................................. 3-33
3.1.5 交流上电时默认开机管脚配置说明 ............................................................. 3-44
3.1.6 GPIO 使用注意事项 .................................................................................. 3-55
3.1.7 PWM 信号 ............................................................................................... 3-66
3.1.8 DDR 电路设计 ............................................................................................ 3-66
3.1.9 Flash 电路设计 .......................................................................................... 3-99
3.2 电源设计建议 ..................................................................................................... 3-10
3.2.1 电源动态调压技术概述 ................................................................................ 3-10
3.2.2 关于 CPU、VDD 供电 ......................................................................... 3-13
3.2.3 CPU、VDD 的 Ripple 约束 .............................................................. 3-14
3.2.4 IO 电源 DVDD33 的设计 .......................................................................... 3-14
3.2.5 DDR 电源设计 ......................................................................................... 3-14
3.2.6 PLL 电源设计 ......................................................................................... 3-15
3.2.7 QAM ADC 的电源设计 ........................................................................... 3-15
3.2.8 AFE 模块的电源设计 ............................................................................. 3-16
3.2.9 VBO 的电源设计建议 ................................................................... 3-16
3.2.10 Standby 电源设计 ........................................................................... 3-16
3.2.11 待机电路方案设计 .............................................................. 3-16
3.2.12 注意事项.................................................................................. 3-17
3.3 外围接口设计建议 ............................................................................ 3-18
3.3.1 SDIO 接口设计 ............................................................................... 3-18
3.3.2 网口设计 ..................................................................................... 3-18
3.3.3 SCI 接口设计 ................................................................................ 3-19
3.3.4 SPI 接口设计 ..................................................................................... 3-19
3.3.5 I2S 接口设计 ............................................................................... 3-20
3.3.6 USB 接口设计 ..................................................................................... 3-20
3.3.7 Audio Codec 输入输出接口设计 ....................................................... 3-21
3.3.8 AFE(视频输入输出)接口设计 ........................................................... 3-21
3.3.9 HDMI 接口设计 ................................................................................ 3-22
4 PCB 设计注意事项................................................................................ 4-1
4.1 层叠和布局 ................................................................................................... 4-1
4.1.1 层叠 ................................................................................................. 4-1
4.2 小系统 PCB 设计建议 ............................................................................ 4-2
4.2.1 小系统电源..................................................................................... 4-2
4.2.2 时钟和复位电路 ................................................................................. 4-3
4.2.3 DDR 信号设计 ..................................................................................... 4-3
4.2.4 Flash 设计 .............................................................................................. 4-4
4.3 典型外围接口 PCB 设计建议 .................................................................... 4-5
4.3.1 VBO 的 PCB 布线注意事项: ......................................................... 4-5
4.3.2 SDIO 接口设计 ................................................................................. 4-5
4.3.3 网口设计 ........................................................................................... 4-6
4.3.4 SPI 接口设计 ....................................................................................... 4-6
4.3.5 I2S 接口设计 .................................................................................. 4-6
4.3.6 USB 接口设计 ...................................................................................... 4-7
4.3.7 Audio Codec 接口设计 .......................................................................... 4-7
4.3.8 AFE(模拟视频输入输出)接口设计 ......................................................... 4-88
4.3.9 HDMI 接口设计 ....................................................................................... 4-88
4.3.10 其它 .......................................................................................................... 4-99
5 热设计建议 .............................................................................................. 5-11
5.1 工作条件 .................................................................................................. 5-11
5.2 散热设计参考 ................................................................................... 5-22
5.3 电路热设计参考 .................................................................................. 5-44
5.3.1 原理图 ............................................................................................ 5-44
5.3.2 PCB ................................................................................................. 5-55
6 焊接工艺建议.............................................................................................. 6-11
6.1 概述 .......................................................................................................... 6-11
6.2 无铅回流焊工艺参数要求 ..................................................................... 6-11
7 潮敏参数 ................................................................................................ 7-11
7.1 概述 ............................................................................................................ 7-11
7.2 海思产品防潮包装 ...................................................................................... 7-11
7.2.1 包装信息 ............................................................................................ 7-11
7.2.2 潮敏产品进料检验 ............................................................................... 7-22
7.3 重新烘烤 ..................................................................................................... 7-22
8 接口时序 .................................................................................................... 8-11
8.1 DDR 接口时序 .................................................................................................. 8-11
8.1.1 写操作时序................................................................................................... 8-11
8.1.2 读操作时序.................................................................................. 8-33
8.1.3 时序参数 .................................................................................................. 8-33
8.2 SFC 接口时序 .................................................................................................. 8-44
8.3 TSI 接口时序 ................................................................................................ 8-66
8.4 TSO 接口时序 ............................................................................................... 8-66
8.5 VBO 接口时序 ............................................................................................... 8-77
8.5.1 LVDS 接口时序 ......................................................................................... 8-77
8.5.2 VBO 接口时序 ............................................................................................. 8-88
8.6 I2C 时序 ......................................................................................................... 8-99
8.7 SCI 接口时序................................................................................................... 8-100
8.7.1 激活和冷复位接口时序 .............................................................................. 8-100
8.7.2 热复位接口时序 .................................................................................... 8-111
8.7.3 释放接口时序 ........................................................................................ 8-111
8.8 SPI 接口时序 ......................................................................................... 8-122

插图目录
图 1-1 芯片封装顶视图........................................................................................... 1-1
图 1-2 芯片封装底视图............................................................................................... 1-2
图 1-3 芯片侧视图 .................................................................................................... 1-2
图 1-4 DETAIL A 放大图 ........................................................................................... 1-3
图 1-5 管脚分布图 part1(A1~N14) ............................................................................ 1-4
图 1-6 管脚分布图 part2(P1~AH14) ..................................................................... 1-5
图 1-7 管脚分布图 part3(A15~N28) ........................................................................ 1-5
图 1-8 管脚分布图 part4(A15~AH28) ...................................................................... 1-6
图 2-1 待机功耗 ......................................................................................................... 2-1
图 3-1 推荐晶体连接方式及器件参数 .......................................................................... 3-1
图 3-2 JTAG 连接方式及标准连接器管脚定义 ........................................................... 3-3
图 3-3 STANDBY 信号输出 ........................................................................................... 3-5
图 3-4 Hi3751 V500/V510 与 16bit DDR3 SDRAM 的 T 型拓扑结构图 ................................... 3-7
图 3-5 Hi3751 V510 外接 4 颗 8bit DDR3 的 FLY-BY 拓扑结构图 ................................... 3-8
图 3-6 DDR3 应用中,差分时钟 DDR_CLK_N、DDR_CLK_P 一驱二应用 ......................... 3-9
图 3-7 地址和控制信号一驱二应用 ............................................................ 3-9
图 3-8 DVFS、AVS 示意图 .......................................................................... 3-11
图 3-9 PWM 实现动态调压原理图 ............................................................... 3-12
图 3-10 DDR3 电源分压网络参考设计图 .......................................................... 3-15
图 3-11 Hi3751 V500/V510 板级待机电路方案框图 ............................................ 3-17
图 3-12 视频输入信号的原理示意图 ............................................................... 3-22
图 3-13 DDC 的电路设计 .............................................................................. 3-23
图 3-14 CEC 的电路设计 ................................................................................ 3-24
图 6-1 无铅回流焊接工艺曲线 .......................................................................... 6-2
图 6-2 封装体测温示意图................................................................................. 6-4
插图目录
图 7-1 干燥真空包装材料示意图 ............................................................................. 7-22
图 8-1 DDR2 中 dqs_out 相对于 dq_out 的写操作时序图 ...................................... 8-11
图 8-2 DDR3 中 dqs_out 相对于 dq_out 的写操作时序图 .................................... 8-22
图 8-3 DDR2 中 dqs_out 相对于 ck 的写操作时序图 ............................................ 8-22
图 8-4 DDR3 中 dqs_out 相对于 ck 的写操作时序图 ......................................... 8-22
图 8-5 命令和地址相对于 ck 的写操作时序图 .................................................. 8-33
图 8-6 DDRn SDRAM 输出时序图 .................................................................. 8-33
图 8-7 SFC 输入方向时序图 ............................................................................. 8-55
图 8-8 SFC 输出方向时序图 ......................................................................... 8-55
图 8-9 TSI 接口时序图 ........................................................................... 8-66
图 8-10 TSO 接口时序图 .............................................................................. 8-77
图 8-11 LVDS 接口时序 ................................................................................ 8-88
图 8-12 VBO 接口时序 ................................................................................ 8-99
图 8-13 I2C 传输时序图 ................................................................................... 8-99
图 8-14 SCI 激活和冷复位接口时序图 ............................................................ 8-111
图 8-15 SCI 热复位接口时序图 ..................................................................... 8-111
图 8-16 SCI 释放接口时序图 ....................................................................... 8-111
图 8-17 SPICK 时序 ................................................................................................ 8-122
图 8-18 SPI 主模式下接口时序(sph=0) ............................................................... 8-122
图 8-19 SPI 主模式下接口时序(sph=1) .......................................................... 8-133

表 1-1 封装参数说明表................................................................................. 1-3
表 1-2 SYS STANDBY 管脚 ...................................................................... 1-6
表 1-3 Tuner 管脚 ..................................................................................... 1-11
表 1-4 QAMAD 管脚 .................................................................................. 1-11
表 1-5 HDMI RX 管脚 .................................................................................. 1-12
表 1-6 AUDIO CODEC 管脚 ..................................................................... 1-16
表 1-7 AFE 管脚 ........................................................................................... 1-17
表 1-8 TCON 管脚 ........................................................................................... 1-18
表 1-9 CI 管脚 ............................................................................................... 1-20
表 1-10 DDR 管脚 .................................................................................. 1-24
表 1-11 Emmc Flash 管脚 ........................................................................ 1-28
表 1-12 Ethernet 管脚 .................................................................................. 1-29
表 1-13 GPIO 管脚 .................................................................................. 1-30
表 1-14 I2C 管脚 .......................................................................................... 1-32
表 1-15 I2S 管脚 ......................................................................................... 1-33
表 1-16 JTAG 管脚 .......................................................................................... 1-34
表 1-17 LVDS & VBO 管脚 ........................................................................... 1-34
表 1-18 PMC 管脚 ................................................................................................. 1-36
表 1-19 SD CARD 管脚 ....................................................................................... 1-36
表 1-20 SPDIF 管脚 ......................................................................................... 1-39
表 1-21 TSIN 0 管脚 ........................................................................................... 1-39
表 1-22 TSIN 1 管脚 ......................................................................................... 1-41
表 1-23 TSOUT 管脚 ........................................................................................... 1-42
表 1-24 UART 管脚 ........................................................................................... 1-44
表 1-25 USB2.0 管脚 ................................................................................ 1-45
表格目录
表 1-26 USB3.0 管脚 ............................................................................................. 1-46
表 1-27 VGA 管脚 .......................................................................................... 1-46
表 1-28 OSC 管脚 .................................................................................................... 1-47
表 1-29 管脚排列表 ................................................................................................. 1-47
表 1-30 掉电区复用寄存器概览(复用寄存器基地址为 0xF8A2_1000) .......................... 1-57
表 1-31 常电区复用寄存器概览(复用寄存器基地址为 0xF800_8000) ....................... 1-61
表 1-32 CI 硬件管脚复用................................................................................. 1-130
表 1-33 与 CI 复用的管脚描述 ......................................................................... 1-131
表 1-34 Tuner 的软件复用管脚 ........................................................................ 1-131
表 1-35 Tuner 的软件复用管脚描述 ................................................................ 1-131
表 1-36 I2C 的软件复用管脚 ........................................................................... 1-132
表 1-37 I2C 的软件复用管脚描述 ............................................................... 1-132
表 1-38 TSIN 0 的软件复用管脚 ..................................................................... 1-133
表 1-39 TSIN 0 的软件复用管脚描述 .................................................................... 1-134
表 1-40 SD CARD 的软件复用管脚 ......................................................................... 1-135
表 1-41 SD CARD 的软件复用管脚描述 ...................................................... 1-136
表 1-42 TSIN 1 的软件复用管脚 .............................................................. 1-137
表 1-43 TSIN 1 的软件复用管脚描述 ............................................................. 1-138
表 1-44 TSOUT 的软件复用管脚 ................................................................................ 1-138
表 1-45 TSOUT 的软件复用管脚描述 ........................................................... 1-139
表 1-46 CI 的软件复用管脚 ................................................................................. 1-140
表 1-47 CI 的软件复用管脚描述 ................................................................. 1-142
表 1-48 I2S 的软件复用管脚 ........................................................................... 1-144
表 1-49 I2S 的软件复用管脚描述 ........................................................................ 1-144
表 1-50 PMC 的软件复用管脚 ............................................................................ 1-145
表 1-51 PMC 的软件复用管脚描述 ................................................................ 1-145
表 1-52 GPIO 的软件复用管脚 ............................................................................. 1-146
表 1-53 GPIO 的软件复用管脚描述 .................................................................. 1-146
表 1-54 UART 的软件复用管脚 ......................................................................... 1-147
表 1-55 UART 的软件复用管脚描述 .................................................................. 1-148
表 1-56 Emmc Flash 的软件复用管脚 .............................................................. 1-148
表 1-57 Emmc Flash 的软件复用管脚描述 ....................................................... 1-149
表 1-58 SPDIF 的软件复用管脚 ........................................................................ 1-150
表 1-59 SPDIF 的软件复用管脚描述 ................................................................ 1-150
表 1-60 VGA 的软件复用管脚 ................................................................... 1-150
表 1-61 VGA 的软件复用管脚描述 ............................................................ 1-150
表 1-62 Ethernet 的软件复用管脚 .................................................................. 1-151
表 1-63 Ethernet 的软件复用管脚描述 ........................................................ 1-151
表 1-64 TCON 的软件复用管脚 ................................................................ 1-151
表 1-65 TCON 的软件复用管脚描述 .................................................................. 1-152
表 1-66 SYS STANDBY 的软件复用管脚 ........................................................ 1-154
表 1-67 SYS STANDBY 的软件复用管脚描述 ................................................... 1-154
表 1-68 HDMI RX 的软件复用管脚 ................................................................. 1-155
表 1-69 HDMI RX 的软件复用管脚描述 ................................................................ 1-156
表 2-1 功耗参数 .................................................................................................... 2-1
表 2-2 极限工作电压参数........................................................................................... 2-2
表 2-3 推荐工作条件 .............................................................................................. 2-2
表 2-4 DC、AC 电气参数表(3.3V,部分接口支持 5V 输入兼容) .......................... 2-4
表 2-5 DC、AC 电气参数表(1.8V) ......................................................................... 2-4
表 2-6 DC 电气参数表(VDDIO_DDR =1.5V,DDR3 模式)....................................... 2-5
表 2-7 AC 电气参数表(VDDIO_DDR =1.5V,DDR3 模式) ............................. 2-5
表 3-1 JTAG Debug 接口信号 ......................................................................... 3-2
表 3-2 FUNC_SEL 模式说明 ........................................................................ 3-3
表 3-3 启动配置管脚 .................................................................................... 3-4
表 3-4 常电区 GPIO 口耐压值、功能复用关系 ............................................... 3-5
表 3-4 PWM 信号说明 .................................................................................. 3-6
表 3-5 DQ、DQS_P/DQS_N、DM 拓扑设计推荐 ............................................. 3-8
表 3-6 单片 SPI Flash 上下拉和匹配设计推荐 ................................................. 3-10
表 3-7 单片 eMMC Flash 上下拉和匹配设计推荐 .......................................... 3-10
表 3-8 PWM 动态调压_外围电阻推荐 .................................................................... 3-12
表 3-9 结合 Hi3751 V500/V510 功耗数据,推荐客户单板上电源芯片选型规格如下 ............ 3-13
表 3-10 SDIO 接口匹配设计推荐 ................................................... 3-18
表 3-11 Ethernet 接口匹配设计推荐 ............................................................... 3-19
表 3-12 SCI 接口匹配设计推荐 ................................................................... 3-19
表格目录
表 3-13 SPI 接口匹配设计推荐 ..................................................................... 3-20
表 3-14 I2S 接口匹配设计推荐 .................................................................... 3-20
表 4-1 SPI Flash 接口 PCB 走线约束推荐 .......................................................... 4-4
表 4-2 单片 eMMC Flash PCB 走线约束推荐 .................................................. 4-4
表 4-3 SDIO3.0 接口 PCB 走线约束推荐 ..................................................... 4-5
表 4-4 RMII 接口各信号 PCB 走线约束推荐 ....................................................... 4-6
表 4-5 SPI 接口各信号 PCB 走线约束推荐 ...................................................... 4-6
表 4-6 I2S 接口各信号 PCB 走线约束推荐 .................................................. 4-7
表 4-7 HDMI 接口各信号 PCB 走线约束推荐 .................................................... 4-8
表 4-8 MHL 接口各号 PCB 走线约束推荐 ............................................. 4-9
表 4-9 四层板和两层板阻抗设计参考 ....................................................... 4-10
表 5-1 四层 PCB 封装热阻参数 ............................................................ 5-1
表 5-2 推荐工作环境参数................................................................... 5-2
表 5-3 导热介质材料推荐表 ....................................................................... 5-3
表 5-4 散热器固定方式与质量关系 ............................................................... 5-4
表 6-1 无铅回流焊工艺参数 ........................................................................ 6-2
表 6-2 IPC/JEDEC 020D 中的无铅器件封装体耐温标准 .................................... 6-3
表 7-1 重新烘烤参考表............................................................................ 7-2
表 8-1 DDR3 时钟参数表 ......................................................................... 8-4
表 8-2 DDR3 SDRAM 存储器参数表(DDR3-800) ...................................... 8-4
表 8-3 SFC 输入方向时序参数表 .......................................................... 8-5
表 8-4 SFC 输出方向时序参数表 ............................................................. 8-5
表 8-5 TSI 接口时序参数表 ......................................................................... 8-6
表 8-6 TSO 接口时序参数表 .................................................................... 8-7
表 8-7 LVDS 接口时序参数表................................................................ 8-8
表 8-8 VBO 接口时序参数表 ........................................................... 8-9
表 8-9 I2C 接口时序参数表 .......................................................................... 8-10
表 8-10 SPI 接口时序参数 ................................................................... 8-13

3.管脚分布图第1部分(A1~N14)
微信截图_20200113140952.png


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发表于 2020-1-16 14:43:25 | 显示全部楼层 来自 江苏省南京市
XIEZXIE!!!
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发表于 2020-2-2 06:38:00 | 显示全部楼层 来自 伊朗
hi
thank you
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发表于 2020-2-3 17:24:37 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市
谢谢楼主,分享
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发表于 2020-4-7 10:28:41 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市

_

谢谢分享,不错的资料
发表于 2020-9-10 22:00:18 | 显示全部楼层 来自 江苏省南京市
感谢感谢,学习一下资料
发表于 2020-9-10 22:02:40 | 显示全部楼层 来自 江苏省南京市
多谢分享,多谢分享
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发表于 2020-10-10 11:18:29 | 显示全部楼层 来自 广东省东莞市
学习了,谢谢学习了,谢谢学习了,谢谢
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发表于 2021-2-15 14:37:53 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市
4545454545454545
发表于 2021-3-12 11:05:31 | 显示全部楼层 来自 广东省广州市
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