龙芯2号PC104 Plus处理器模块设计

2．3 时钟电路及信号完整性

龙芯2号和GT64240北桥芯片最高工作外频可达133MHz。为了达到这个要求，纯净、稳定的时钟设计以及对关键的高速信号进行信号完整性分析是保证整个系统可靠工作的前提。

为提高时钟电路的稳定性，通过仿真确定了系统各时钟特性阻抗和端接方式，并通过在布线时控制相关时钟信号严格等长来控制传输延迟。图5所示是采用源端匹配方式、驱动信号为133M Plus信号、板级时钟阻抗为50Ω时．扫描匹配电阻从20D～70Ω、步进为5Ω时的反射仿真波形。从图中可以看出，所有时钟波形信号都满足单调性，但在某些区域有较大的过冲。限定过冲在300mV以内，匹配电阻值应在40Ω-55Ω之间，具体可由实际测试结果决定。仿真工具采用的是Cademe的PCB SI。用该工具同时也可对EMI、串扰进行仿真。

除时钟信号外，对所有信号也进行了分析，确定了sysad总线和sdram总线等信号为系统的关键高速信号。对这些关键信号，由于板级布线密度很大，必须考虑串扰、过冲等可能发生的信号完整性问题。这里采取了先期约束布线机制，针对不同的信号制定了相应的布线规范，包括等长信号组、布线间距、最大最小布线长度等。后期通过提取实际布线的拓扑结构进行仿真，根据仿真结果进行布线调整。后期的调试证明了这种方法的可行性。  


  
由于充分考虑到设计中的各个关键环节，基于龙芯2号处理器的PC104 Plus处理器模块一次性投板并调试成功。经过实际测试，能稳定运行中科院计算所为龙芯2号移植的Linux操作系统和相关的测试程序中，并达到系统设计的各项预期目标．现已成功应用于一航空电子视频记录仪中。经过实际应用表明，该处理器模块运行可靠，可推广应用。