华为Atlas200 AI加速模块硬件开发指南(型号3000)

不能说的秘密 · 发表于 2022-6-22 10:10:21

本文档主要介绍Atlas200 AI加速模块（型号3000）的硬件原理图设计、PCB设计、单板热设计建议等，提供Atlas 200 AI加速模块（型号 3000）的硬件设计方法。

1、产品简介
Atlas200 AI加速模块（型号 3000）是一款高性能的AI智能计算模块。集成了海思 ascend310 AI处理器，可以实现图像、视频等多种数据分析与推理计算，可广泛用于智能监控、机器人、无人机、视频服务器等场景。
Atlas 200 AI加速模块（型号 3000）的框图如图1-1所示。

2、接口说明
2.1 连接器选型
Atlas 200 AI加速模块（型号 3000）采用144pin自定义连接器，用户可选择2种不同的插头搭配实现4.3mm和6mm配高。

配合高度	华为编码	供应商	型号
4.3mm	14230125	HI ROSE	FX10A-144P-SV(83)
6mm	14230131	HI ROSE	FX10A-144P-SV2(83)

3、原理图设计指南
3.1 电源设计
●电压和电流
Atlas 200 AI加速模块（型号 3000）只有一个电源输入，信号名VSYS，输入电压为3.5V~4.5V，典型值建议使用3.8V。最大功耗下瞬态电流达到8A，要求电源供电能力超过8A。
●功耗
Atlas 200 AI加速模块（型号 3000）的典型功耗为11W（22TOPS），在不同的算力场景和不同内存规格下，Atlas 200 AI加速模块（型号 3000）的功耗数据如表3-1和表3-2所示，使用Atlas 200 AI加速模块（型号 3000）时请根据对应的算力提供足够的电流。
●上电时序
Atlas 200 AI加速模块（型号 3000）内部集成电源管理，VSYS上电后由PMU（PowerManagement Unit）完成Atlas 200 AI加速模块（型号 3000）内部的上电时序。
- 图3-1中的RESET为Ascend 310的复位信号，复位后系统从Ascend 310的ONCHIP-ROM启动，之后从SPI FLASH运行启动程序xloader，PCIe设备在xloader阶段初始化。在PCIe初始化之前要保证PCIe参考时钟输入稳定，同时要确保PCIE_PERST_N信号拉高。
- Atlas 200 AI加速模块（型号 3000）提供电源使能信号HOST_POWER_EN。用户可根据应用场景控制上下电，如图3-2所示。
在使用HOST_POWER_EN信号时要注意满足PCIe设备的上电时序。
HOST_POWER_EN拉高后5ms系统开始上电启动。HOST_POWER_EN在Atlas200 AI加速模块（型号 3000）内部已上拉，如果用户使用上电启动的场景，将该信号悬空即可。

3.2 信号接口设计
3.2.1 PCIe 接口
Atlas 200 AI加速模块（型号 3000）最高支持PCIe Gen 3.0协议，向下兼容PCIe2.0/1.0，主要特性如下：
● 支持RC或EP。
● 只支持单port，最大Link为X4。
● 支持TX DFE自适应，包括Preset和Coefficient。
● 支持参考时钟展频，或内部展频两种模式。
● 支持CC，SSNS和SRIS不同展频模式。
● 支持L0s/L1/L2不同低功耗模式，不支持L1ss。
● 支持Lane翻转（Lane翻转只支持0-3，1-2，2-1，3-0的对接翻转，不支持其他模式：如0-2和1-3翻转等）。
● 支持P/N极性翻转。

3.2.3 SD/eMMC 接口
Atlas 200 AI加速模块（型号 3000）上eMMC与sd卡复用一个MMC接口，复用管脚，两者不能共存，同一个产品上只能有一种对接方式。
eMMC控制器具有以下特点：
● 支持速率：SD卡支持最高模式SDR50，eMMC支持最高模式SDR50。
● 支持CPU/DMA（内置单通道）传输，支持链表访问。
● 支持AMBA（AHB/APB）总线接口。
● 支持命令CRC7与数据CRC16校验。
● 支持接口时钟频率可编程，GPIO预分频（1~16）。
● 支持低功耗模式关闭eMMC时钟。
● 支持1/4/8bit模式。
● 支持写busy。
● 支持Single/Multi_Block传输，块数据传输支持1byte至65535byte可配。
● 支持双array异步FIFO设计(FIFO_DEPTH=256bit，FIFO_WIDTH=32bit)，收发FIFO独立，支持水线配置。
● 支持FIFO上溢出与下溢出中断告警，防止数据传输错误。

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