Developer`s Manual EVB-LIME

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Michael Carstens-Behrens
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2006-11-16
PA3
Mycable01
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Info:
Developer’s Manual EVB-LIME
Zusammenfassung
Diese Beschreibung enthält alle wesentlichen technischen Informationen des
EVB-LIME (LIME Extension Board). Detaillierte Informationen zu den
eingesetzten Bauteilen sind den entsprechenden Datenblättern zu entnehmen,
eine Liste mit Verweisen befindet sich am Ende des Dokumentes.
Anlagen
-
Produktinformation
Das Glyn EVB-LIME ist ein Erweiterungsboard der Glyn GmbH & Co. KG mit
dem Grafik-Controller MB86276 (LIME) [1] von Fujitsu Microelectronics. Es
bietet eine leistungsfähige und einfach zu integrierende Erweiterungsmöglichkeit für Prozessor-Systeme ohne Grafik- und Videofähigkeit. Das Board
wurde für den Anschluss an einen 16 bit breiten Datenbus konzipiert. Eine
weitere Option ist das Betreiben des EVB-LIME als I2C Slave. In dieser
Betriebsart sollten aufgrund der geringen Geschwindigkeit der I2C-Schnittstelle
vornehmlich Kommandos des 2D-Grafikbeschleunigers benutzt werden.
Revisions-Verzeichnis
PA1
PA2
PA3
2006-05-04
2006-05-13
2006-11-16
MO
MCB
OL
Erstellung des Dokumentes
Version für Review Glyn
Review Glyn GmbH
Ansprechpartner
Oliver Leger
[email protected]
+49 6126 590-252
Offene Punkte
Video Input Initialisierung testen
- All trademarks herein before mentioned are the property of their respective owners. -
2(16)
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2006-11-16
PA3
Mycable01
Inhaltsverzeichnis
1.1
1.2
2
BENUTZUNGSHINWEISE.............................................................................. 3
SYSTEM-ARCHITEKTUR .............................................................................. 3
ELEKTRISCHE INFORMATIONEN ............................................................ 5
2.1 MÖGLICHE BESTÜCKUNGSOPTIONEN .......................................................... 5
2.1 GRAFIK-SPEICHER..................................................................................... 5
2.2 BUS-MODE ............................................................................................... 5
2.3 SYSTEMSCHNITTSTELLE............................................................................. 7
2.4 SPANNUNGSVERSORGUNG......................................................................... 8
2.5 SYSTEMSTART UND RESET ........................................................................ 9
2.6 VIDEO-EINGÄNGE ...................................................................................... 9
2.7 VIDEO-AUSGÄNGE ................................................................................... 10
2.8 TAKT-EINGANG ....................................................................................... 11
2.9 ALLGEMEINE EIN- UND AUSGÄNGE ( GPIOS ) ........................................... 12
2.10 PLATZIERUNG DER BAUTEILE ................................................................... 12
2.11. SCHALTPLANAUSZUG FÜR DIE KONFIGURATION ......................................... 14
3
MECHANISCHE DIMENSIONEN .............................................................. 15
VERWEISE........................................................................................................ 16
3(16)
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1
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2006-11-16
PA3
Mycable01
Allgemeine Beschreibung
1.1
Benutzungshinweise
Die üblichen Vorsichtsmaßnahmen beim Berühren und bei dem Betrieb von
Schaltungen im Niederspannungsbereich sind einzuhalten. Elektrostatische
Entladungen, die zu einer Zerstörung von Bauteilen führen können, sind zu
vermeiden. Das Bord darf nur bei ausgeschalteter Versorgungsspannung
gesteckt oder gezogen werden.
Die eingesetzten Bauteile des EVB-LIME sind für eine Umgebungstemperatur
von -40 bis +85 Grad Celsius spezifiziert.
Das EVB-LIME benötigt für den Betrieb eine Gleichspannung von 3.3V ± 0.2V.
Die 5V ± 0,5V werden für dem Video – Inputprozessor benötigt.
Es ist darauf zu achten, dass der Bus Clock BCLKI gemäß der Spezifikation
des Lime möglichst früh nach dem Start des Systems anliegt und für
mindestens 10 Zyklen stabil ist, bevor der Reset inaktiv wird. Ggf. sollte ein
GPIO-Signal des Prozessor-Systems mit Pull down-Widerstand als ResetSignal für das EVB-LIME verwendet werden.
1.2
System-Architektur
An das EVB-LIME können zwei Displays mit identischer Synchronisation
angeschlossen werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, eine von vier
analogen Videoquellen in den Lime einzuspeisen. Das Bild 1-1 zeigt das
Blockschaltbild vom LIME Erweiterungsbord. Mittels einer Bestückungsvariante
kann statt der analogen auch ein digitales CCIR656-Videosignal, wie es z.B.
MPEG-Decoder liefern, verwendet werden.
32 bit
Data +
Control
RGB888
Display I
CPU Conn. I
SDRAM
8 MByte
LIME
I2C
AVIN
CCIR656
Video
Input
Display II
CPU Conn. II
RGB666
Address
Bild 1-1: System-Architektur des EVB-LIME
Als Video Input-Prozessor wird Typ VPX3226F [2] von Micronas verwendet.
4(16)
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2006-11-16
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Mycable01
Bild 1-2 zeigt die Oberseite vom EVB-LIME, Bild 1-3 die Unterseite.
Bild 1-2: Oberseite des EVB-LIME
Bild 1-3: Unterseite des EVB-LIME
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2
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Mycable01
Elektrische Informationen
2.1
Mögliche Bestückungsoptionen
Für das EVB-LIME gibt es eine Reihe verschiedener Bestückungsoptionen:
Auf Anfrage können wir Ihnen hierfür Preise und Lieferzeit mitteilen.
8MB/16MB/32MB Grafik-Speicher
Gemultiplexter und Demultiplexter 16bit-Datenbus
Polarität des READY-Signals
Optionale Verwendung des BS-Signals
Analoger oder CCIR656-Videoeingang.
Die Default-Optionen sind unterstrichen.
2.1
Grafik-Speicher
Das EVB-LIME kann alternativ mit 64, 128 oder 256 Mbit Standard-SDRAM als
Grafikspeicher (U500), organisiert zu 2 x 32, 4 x 32 oder 8 x 32 Mbit, bestückt
werden. Damit die Signale MA11, MA12 und MA13 vom LIME für den
gewählten Grafikspeicher an A11, BA0 und BA1 passend angeschlossen sind,
müssen die zugehörigen Widerstände nach folgender Tabelle bestückt sein.
Tab. 2-1: Abhängigkeit zwischen Widerstands-Bestückung und Grafikspeichergröße
Grafikspeicher
64 MBit (default)
128 MBit
256 MBit
2.2
Bestückte Widerstände
R417, R419
R400, R418, R420
R400, R418, R420
nicht bestückte Widerstände
R400, R418, R420
R417, R419
R417, R419
Bus-Mode
Durch
verschiedene
Bestückungsmöglichkeiten
auf
dem
LIME
Erweiterungsbord kann der LIME für verschiedene Bus-Modi konfiguriert
werden. Über die MODE-Pins vom LIME MODE2..0 wird die Betriebsart der
CPU-Schnittstelle vom LIME festgelegt. Durch die Pull up-Widerstände vom
Widerstandsnetzwerk RN402 liegt an allen MODE-Pins eine logische 1 an,
wenn das jeweilige Signal von einem bestückten Widerstand R409, R410 oder
R411 nicht zu einer logischen 0 gemacht wird.
Tab. 2-2: Konfiguration des Bus-Mode des EVB-LIME
Bus Mode
16bit SRAM (default)
16bit gemultiplext
I2C
Bestückte Widerstände
R410, R411
R411
-
nicht bestückte Widerstände
R412
R410, R412
R410, R411, R412
Die Belegungen der System-Schnittstelle für den gemultiplexten und I2C SlaveMode lassen sich mit Hilfe der Pin Multiplex Tabelle im Datenblatt des LIME
ermitteln.
Über den RDY_MODE-Pin vom LIME läßt sich der Ready Signal Mode
einstellen. Liegt an diesem Pin eine logische 0 durch Bestückung von R413,
ist der Normally Not Ready Mode eingestellt, d.h. das LIME XRDY Signal zeigt
immer den Wartezustand und zeigt erst den Ready Zustand, wenn ein Leseoder Schreibzugriff beendet ist.
6(16)
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Mycable01
Liegt an dem RDY_MODE-Pin eine logische 1 über den Pull up-Widerstand von
RN403, ist der Normally Not Ready Mode eingestellt, d.h. das LIME XRDY
Signal zeigt immer den Ready Zustand und nur den Wait-Zustand, wenn ein
Lese- oder Schreibzugriff nicht unmittelbar beendet werden kann. R413 darf für
diesen Mode nicht bestückt sein.
Über den BS_MODE-Pin vom LIME lässt sich der BS (Bus Start, ALE) Signal
Mode einstellen. Liegt an diesem Pin eine logische 0 durch Bestückung von
R412, ist der LIME an einer CPU mit Bus Start Signal zu betreiben.
Liegt an dem BS_MODE-Pin eine logische 1 über den Pull up Widerstand von
RN402 ist der LIME an einer CPU ohne Bus Start Signal zu betreiben. R413
darf für diesen Mode nicht bestückt sein.
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2.3
Date
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2006-11-16
PA3
Mycable01
Systemschnittstelle
Die beiden folgenden Tabellen zeigen die Steckerbelegung der
Systemschnittstelle vom LIME Erweiterungsbord X300 und X301. Als Stecker
ist jeweils der Typ TSM-120-01-L-DV-A-P von Samtec bestückt.
Tab. 2-3: Steckerbelegung der Systemschnittstelle X300
Pin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Signalname
Masse
Masse
LIME_D0
LIME_D1
LIME_D2
LIME_D3
LIME_D4
LIME_D5
LIME_D6
LIME_D7
LIME_D8
LIME_D9
LIME_D10
LIME_D11
LIME_D12
LIME_D13
LIME_D14
LIME_D15
3,3 V
3,3 V
3,3 V
3,3 V
LIME_CS
LIME_RD
LIME_XWE0
LIME_XWE1
LIME_XRDY
LIME_XBS
LIME_DTACK
LIME_RACK
LIME_DREQ
LIME_XINT
I2C_SCL
I2C_SDA
Masse
Masse
RESET#0
LIME_BCLKI
Masse
Masse
Richtung
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I
I
I
I
O
I
I
I
O
O
I
I/O
I
I
-
Funktion
Bezugspotential
Bezugspotential
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
Host CPU bus data
VCC33
VCC33
VCC33
VCC33
Chip select
Read strobe
Write strobe for D0 to D7
Write strobe for D8 to D15
Wait request
Bus cycle start
DMA transfer strobe
Acknowledge
DMA request
Interrupt
I2C serial clock line
I2C serial data line
Bezugspotential
Bezugspotential
Reset
Host CPU bus clock
Bezugspotential
Bezugspotential
8(16)
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Tab. 2-4:
Pin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
2.4
Date
Revision
Storage
2006-11-16
PA3
Mycable01
Steckerbelegung der Systemschnittstelle X301
Signalname
Masse
Masse
LIME_A1
LIME_A2
LIME_A3
LIME_A4
LIME_A5
LIME_A6
LIME_A7
LIME_A8
LIME_A9
LIME_A10
LIME_A11
LIME_A12
LIME_A13
LIME_A14
LIME_A15
LIME_A16
LIME_A17
VCC50
VCC50
LIME_A18
LIME_A19
LIME_A20
LIME_A21
LIME_A22
LIME_A23
VI_656_CLK
VI_656_D4
VI_656_D5
VI_656_D6
VI_656_D7
GND_CV
GND_CV
AVIN0
AVIN1
AVIN2
AVIN3
Masse
Masse
Richtung
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
-
Funktion
Bezugspotential
Bezugspotential
Host CPU bus address
+5 V Versorgungsspannung
Digital video input clock signal input
ITU656 Digital video data input
Bezugspotential für Video Signale
Bezugspotential für Video Signale
ITU656 Digital video data input VI_656_D0
Bezugspotential
Bezugspotential
Spannungsversorgung
Die Spannungsversorgung für das LIME Erweiterungsbord erfolgt über die
Systemschnittstelle ( X300 ) mit einer Gleichspannung von 3,3 Volt ( VCC33 ).
Mit dieser Spannung werden alle Schaltungsteile direkt versorgt, und aus dieser
Spannung wird über den Spannungsregler U100 die zusätzliche 1,8 V
Spannung für den LIME erzeugt. Die minimale Spannung von 3,1 V und die
maximale Spannung von 3,5 V soll nicht unter- bzw. überschritten werden.
Die 3,3 V Anschlüsse liegen auch den Steckern mit den VideoAusgangssignalen an. Außerdem besteht eine direkte Verbindung ( VCC50 )
zwischen der Systemschnittstelle ( X301 ) und den Steckern mit den VideoAusgangssignalen ( X400 und X401 ), die für eine 5 V Versorgung eines
Displays vorgesehen ist. Zusätzlich kann jeweils ein Spannungsteiler ( R421
und R422 sowie R423 und R424 ) bestückt werden, so dass eine Teilspannung,
zur Kontrasteinstellung einer Anzeige verfügbar ist.
9(16)
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2.5
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2006-11-16
PA3
Mycable01
Systemstart und Reset
Beim Einschalten der Versorgungsspannung soll das Eingangssignal an der
Systemschnittstelle RESET#0 logisch 0 sein und der Bus Clock LIME_BCLKI
soll länger als 500 ns und mindestens 10 Takte anliegen. Dann soll das
RESET#0 nach logisch 1 geschaltet werden.
Dieses Signal setzt die PLL vom LIME in den Anfangszustand und ist das
Eingangssignal für den Reset-Baustein LM3724 ( U101 ). Der Reset-Baustein
erzeugt das um mehr als 300 µs verzögerte Reset-Signal RESET#1. Dieses
Signal setzt entsprechend der Spezifikation für den LIME alle übrigen
Schaltungsteile einschließlich dem Video-Eingang in den Anfangszustand.
2.6
Video-Eingänge
Für die Verarbeitung analoger Video-Eingangssignale ist dem digitalen VideoEingang vom LIME der Video Pixel Decoder VPX 322xE von Micronas
vorgeschaltet. Der Video Pixel Decoder erzeugt aus dem analogen
Eingangssignal ein ITU-R 656 konformes Ausgangssignal vom Typ CCIR656.
Die analogen Video-Eingänge sind an der Systemschnittstelle angeschlossen
und können über die I2C-Schnittstelle ausgewählt werden. Alternativ kann der
Schaltungsteil mit dem Video Pixel Decoder unbestückt bleiben und über die
Systemschnittstelle direkt ein digitales Videosignal an den LIME angeschlossen
werden.
10(16)
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2.7
Date
Revision
Storage
2006-11-16
PA3
Mycable01
Video-Ausgänge
Der LIME ist über seine MODE-Pins für eine 16 Bit CPU oder als I2C Slave
konfiguriert und die GMODE-Pins GMODE2..0 sind mit b010 belegt. Somit sind
am primären RGB Ausgang die Pins für RGB888 und am sekundären RGB
Ausgang die Pins für RGB666 verfügbar. Die Video-Ausgangssignale dieser
Pins liegen auf den Steckern X400 und X401.
Die beiden folgenden Tabellen zeigen die Steckerbelegung der Schnittstellen
mit den Video-Ausgangssignalen. Als Stecker ist jeweils der Typ DF13-40DS1.25C von Hirose bestückt.
Pin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Signalname
VCC50
VCC50
Masse
Masse
VCC33
VCC33
VCCxx
Masse
P_B0
P_B1
P_B2
P_B3
P_B4
P_B5
P_B6
P_B7
P_G0
P_G1
P_G2
P_G3
P_G4
P_G5
P_G6
P_G7
P_R0
P_R1
P_R2
P_R3
P_R4
P_R5
P_R6
P_R7
Masse
Masse
P_DCLK
P_VSYNC
P_DE_M
P_HSYNC
LIME_GPIO0
LIME_GPIO1
Richtung
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
I
I/O
O
I/O
I/O
I/O
Funktion
Bezugspotential
Bezugspotential
+3.3 V Versorgungsspannung
Spannung für Kontrasteinstellung
Bezugspotential
RGB888 Blau
RGB888 Blau
RGB888 Blau
RGB888 Blau
RGB888 Blau
RGB888 Blau
RGB888 Blau
RGB888 Blau
RGB888 Grün
RGB888 Grün
RGB888 Grün
RGB888 Grün
RGB888 Grün
RGB888 Grün
RGB888 Grün
RGB888 Grün
RGB888 Rot
RGB888 Rot
RGB888 Rot
RGB888 Rot
RGB888 Rot
RGB888 Rot
RGB888 Rot
RGB888 Rot
Bezugspotential
Bezugspotential
Dot clock signal input
Vertical sync signal output
Display enable
Horizontal sync signal output
Programmierbarer Ein- oder Ausgang
11(16)
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Date
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2006-11-16
PA3
Mycable01
Pin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
2.8
Signalname
VCC50
VCC50
Masse
Masse
VCC33
VCC33
VCCyy
Masse
S_B2
S_B2
S_B2
S_B3
S_B4
S_B5
S_B6
S_B7
S_G2
S_G2
S_G2
S_G3
S_G4
S_G5
S_G6
S_G7
S_R2
S_R2
S_R2
S_R3
S_R4
S_R5
S_R6
S_R7
Masse
Masse
S_DCLK
S_VSYNC
S_DE_M
S_HSYNC
LIME_GPIO0
LIME_GPIO1
Richtung
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
I
I/O
O
I/O
I/O
I/O
Funktion
Bezugspotential
Bezugspotential
Spannung für Kontrasteinstellung
Bezugspotential
RGB666 Blau
RGB666 Blau
RGB666 Blau
RGB666 Blau
RGB666 Blau
RGB666 Blau
RGB666 Blau
RGB666 Blau
RGB666 Grün
RGB666 Grün
RGB666 Grün
RGB666 Grün
RGB666 Grün
RGB666 Grün
RGB666 Grün
RGB666 Grün
RGB666 Rot
RGB666 Rot
RGB666 Rot
RGB666 Rot
RGB666 Rot
RGB666 Rot
RGB666 Rot
RGB666 Rot
Bezugspotential
Bezugspotential
Dot clock signal input
Vertical sync signal output
Display enable
Horizontal sync signal output
Takt-Eingang
Über die Bestückung am CKM Pin vom LIME wird festgelegt, mit welchen
Eingangstakt der LIME arbeiten soll. Liegt durch die Bestückung von R414 eine
logische 0 am CKM Pin an, arbeitet der LIME mit dem Takt von seiner internen
PLL. Der Eingangstakt für die PLL wird von dem Oszillator SG8002 ( Y400 )
erzeugt. Passend zu der Frequenz von dem Oszillator müssen durch die
Widerstandsbestückung von R415 und R416 die Signale an den CSL Pins
CSL1..0 vom LIME nach der Tabelle im Datenblatt vom LIME bestückt sein.
Bei einer Taktfrequenz von 14,32 MHz soll am CSL1 Pin eine logische 0
anliegen und R415 muss bestückt sein. Und am CSL0 Pin soll eine logische 1
anliegen, R416 ist nicht zu bestücken.
Ist der Widerstand R414 nicht bestückt, liegt am CKM Pin eine logische 1 an
durch den Pull up Widerstand von RN403, und der LIME arbeitet dann mit dem
LIME_BCLKI Takt.
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2.9
Date
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2006-11-16
PA3
Mycable01
Allgemeine Ein- und Ausgänge ( GPIOs )
Die programmierbaren Ein- und Ausgänge vom LIME sind an den Steckern mit
den Video-Ausgangssignale X400 und X401 verfügbar.
2.10 Platzierung der Bauteile
Die beiden folgenden Abbildungen zeigen die Platzierungen der Bauteile auf
dem LIME Erweiterungsbord.
Bild 2-1: Platzierung der Bauteile auf der Oberseite des EVB-LIME
13(16)
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PA3
Mycable01
Bild 2-2: Platzierung der Bauteile auf der Unterseite des LIME-EVB
14(16)
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Mycable01
2.11. Schaltplanauszug für die Konfiguration
15(16)
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2006-11-16
PA3
Mycable01
Mechanische Dimensionen
Die Maßzeichnungen des EVB-LIME sind in den beiden folgenden Bildern zu
sehen.
Bild 3-1, 3-2: Mechanische Dimensionen vom LIME Erweiterungsbord
16(16)
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PA3
Mycable01
Verweise
[1] Datenblatt MB86276 (LIME)
http://www.fme.gsdc.de/pdf/hm_mb86276_rev0_97a2.pdf
[2] Informationen zum VPX3226F
http://www.micronas.com/products/by_function/vpx_322xf/product_information/index.html

Developer`s Manual EVB-LIME

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