一文解析BF518F Blackfin處理器開發(fā)評估方案

ADI公司的ADSP-BF516/ADSP-BF516F和ADSP-BF518/ADSP-BF518F Blackfin處理器集成了雙MAC信號處理引擎，正交RISC類微處理器指令集以及單程指令多數(shù)據(jù)(SIMD)，Blackfin處理器的頻率達(dá)400MHz，具有兩個(gè)16位MAC，兩個(gè)40位ALU，4個(gè)8位視頻ALU以及40位移位寄存器，主要用在VoIP、工業(yè)控制、馬達(dá)控制、微微蜂窩、網(wǎng)絡(luò)音頻和測試儀表。ADSP-BF516/ADSP-BF516F和ADSP-BF518/ADSP-BF518F處理器是Blackfin?處理器系列的成員，具有Analog Devices/ Intel Micro Signal Architecture 。

Blackfin處理器具有較好的電源管理和性能。他們的設(shè)計(jì)是基于一種低功耗和低電壓的技術(shù)，并具有片上動(dòng)態(tài)電源管理的特性，這使得其既可以改變工作電壓，也可以改變工作頻率，并顯著地降低整體功耗。這一功能與只改變工作頻率相比，可以使用電量大幅減少，同時(shí)可以延長便攜式設(shè)備的電池壽命。

ADSP-BF51x處理器是高度集成的，適合下一代嵌入式網(wǎng)絡(luò)連接應(yīng)用的片上系統(tǒng)解決方案。通過將工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口與高性能信號處理核相結(jié)合，使得其可以快速開發(fā)具有成本效益的各類應(yīng)用而無需昂貴的外部元件。該系統(tǒng)外設(shè)包括：具有IEEE-1588支持的（ADSP-BF518/ADSP-BF518F），IEEE兼容802.3 10/100以太網(wǎng)MAC；一個(gè)RSI控制器；一個(gè)TWI控制器；兩個(gè)UART接口；兩個(gè)SPI端口；兩個(gè)串行端口（SPORTs）；9個(gè)通用32位定時(shí)器（八個(gè)具有PWM功能）；馬達(dá)控制的三相PWM；實(shí)時(shí)時(shí)鐘；一個(gè)看門狗定時(shí)器；以及一個(gè)并行外設(shè)接口（PPI）。

圖1 BF518F方框圖

圖2 BF518F Blackfin處理器核方框圖

ADSP-BF51x處理器具有豐富的外設(shè)，這些外設(shè)通過幾個(gè)高帶寬總線與內(nèi)核相互連接，為系統(tǒng)配置提供了靈活性，并提供了較好的整體系統(tǒng)性能。該處理器包含了專門的網(wǎng)絡(luò)通信模塊和高速串行、并行接口和一個(gè)中斷控制器，可以靈活地管理從片上外設(shè)或外部來的干擾，還具有電源管理控制功能。以適應(yīng)不同應(yīng)用、不同的處理器系統(tǒng)性能和功率特性。

除了通用I/O，旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器，TWI，三相PWM，實(shí)時(shí)時(shí)鐘和定時(shí)器，其他所有的外圍設(shè)備均由一個(gè)靈活的DMA結(jié)構(gòu)支持，并具有單獨(dú)的內(nèi)存DMA通道，專門用于處理器的各種存儲空間數(shù)據(jù)傳輸，包括外部SDRAM和異步存儲器。多個(gè)片上總線提供了足夠的帶寬，以保證處理器內(nèi)核正常運(yùn)行，并保證其他的片上外圍設(shè)備的工作。

圖3 ADSP-BF518F EZ評估板電路圖(1)

BF518F主要特性

最高為400MHz的高性能Blackfin處理器；

2個(gè)16位MAC，兩個(gè)40位ALU，4個(gè)8位視頻ALU ，40位轉(zhuǎn)換器RISC式寄存器，以及指令模式，以便于編程和支持編程；

先進(jìn)的調(diào)試，跟蹤和性能監(jiān)視；

廣泛的工作電壓范圍；

適合汽車應(yīng)用；

168球CSP_BGA或176引腳LQFP封裝，帶有裸盤。

存儲：

片上內(nèi)存116k字節(jié)；

SDRAM、異步8位和16位存儲器無縫支持外部存儲控制器；

有引導(dǎo)選項(xiàng)的可選4M 位SPI閃速；

內(nèi)部SPI閃存、OTP存儲器、外部SPI /并行、靈活的引導(dǎo)選項(xiàng)；

存儲器或SPI/UART主機(jī)設(shè)備；

Lockbox安全技術(shù)的代碼安全；

一次性可編程（OTP）存儲器；

存儲器管理單元提供存儲器保護(hù)。

外設(shè)：

具有IEEE 1588支持的（ADSP-BF518/ADSP-BF518F），IEEE 802.3兼容10/100以太網(wǎng)MAC；

并行外設(shè)接口（PPI），支持ITU-R 656視頻數(shù)據(jù)格式；

2個(gè)雙通道，全雙工同步串行端口（SPORT），支持8個(gè)立體聲I2S通道；

12個(gè)外設(shè)DMA，2個(gè)由以太網(wǎng)MAC控制；

2個(gè)具有外部請求線的，內(nèi)存到內(nèi)存DMA；

56中斷輸入的事件處理器；

2個(gè)串行外設(shè)接口（SPI）；

用于MMC、SD、SDIO和CE - ATA的，可移動(dòng)存儲接口（RSI）控制器；

2個(gè)UART支持IrDA；

雙線接口（TWI）控制器；

8個(gè)32位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有 PWM支持；

三相16位基于中心的PWM單元；

32位通用計(jì)數(shù)器；

實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）和看門狗定時(shí)器；

32位核定時(shí)器；

40個(gè)通用I/O端口（GPIO）；

調(diào)試/ JTAG接口；

具有倍頻能力的片上PLL。

BF518F應(yīng)用

VoIP

網(wǎng)絡(luò)電話

工業(yè)控制

電機(jī)控制

毫微微小區(qū)

網(wǎng)絡(luò)音頻

儀器儀表

圖4 ADSP-BF518F EZ評估板電路圖(2)

ADSP-BF518F EZ評估板

該評估板用于與VisualDSP++?開發(fā)環(huán)境相結(jié)合，來測試ADSP-BF512/BF512F，ADSP-BF514/BF514F，ADSP-BF516/BF516F和ADSP-BF518/BF518F Blackfin處理器的功能。ADSP - BF518F EZ板是設(shè)計(jì)用于純實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中。該板并不適用于消費(fèi)終端產(chǎn)品，

或者，作為消費(fèi)終端產(chǎn)品的一部分。該板是一個(gè)開放的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不包括屏蔽外殼，因此可能會造成鄰近其他電氣設(shè)備的干擾。此板不應(yīng)在接近任何醫(yī)療設(shè)備或RF設(shè)備的情況下使用。

ADSP-BF518F EZ評估板主要特性

? ADI ADSP - BF518F Blackfin處理器

核最高性能為400 MHz；

外部總線性能最高為80 MHz；

176引腳LQFP封裝；

25 MHz晶振。

?可編程VDDINT核功率；

ADI公司AD5258 TWI數(shù)字電位器

ADI公司ADP1715低壓差線性穩(wěn)壓器。

?同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲器（SDRAM）

Micron MT48LC32M16A2TG-64 MB（32M×16位）

?并行閃存

Numonyx M29W320EB-4 MB（2M×16位）

? eMMC閃存

Micron MTFC2GDKDM-2GB

? SPI閃存

Numonyx M25P16-16兆

?模擬音頻接口

ADI SSM2603低功耗音頻編解碼器

一個(gè)立體聲線路輸出插孔

一個(gè)耳機(jī)線

一個(gè)輸入MIC插孔

一個(gè)輸入立體聲線路輸入插孔

?以太網(wǎng)接口

美國國家半導(dǎo)體DP83848 PHY器件10 BaseT和100–BaseTX自動(dòng)MDIX

? ADC接口

ADI AD7266 2 MSPS，12位，3 通道SAR模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器

?指輪

松下EVQ- WKA001旋轉(zhuǎn)編碼器

? 通用異步接收器/發(fā)送器（UART）

ADM3202 RS-232線路驅(qū)動(dòng)器/接 收器DB9母連接器

?發(fā)光二極管

五個(gè)LED：一個(gè)板復(fù)位（紅色）， 三個(gè)通用（琥珀色），一個(gè)可配置以太網(wǎng)指示燈（琥珀色）和一個(gè)電源（綠色）

?按鈕

三個(gè)按鈕：一個(gè)復(fù)位，二個(gè)防反跳 邏輯的可編程標(biāo)記旗

?擴(kuò)展接口II

下一代擴(kuò)展接口設(shè)計(jì)，為大多數(shù)的ADSP-BF518F處理器信號提供了通道

?土地柵陣列

輕松地實(shí)現(xiàn)了對所有端口引腳，和大多數(shù)EBIU信號的探測

?其他特性

JTAG ICE14針接頭Blackfin功率測量跳線