9.7. 2k0300芯片

龙芯 2K0300 芯片，广泛应用于嵌入式系统领域。

具体请查看手册:龙芯 2K0300 处理器用户手册 V1.01。

9.7.1. 芯片参数

其基本性能参数如下。

处理器核

64 位双发射超标量 LA264 ，支持 LoongArch 指令系统

主频

1 GHz

高速缓存

32KB 一级指令缓存和 32KB 一级数据缓存，支持 ECC 校验；512KB 二级共享缓存，支持 ECC 校验

内存控制器

16 位 DDR4-1600 控制器，支持 ECC 校验

高速 I/O

2 个 USB2.0、2 个 GMAC、1 路 LCD 显示

封装

12 mm × 12 mm FC-CSP 封装，286 个引脚

功耗管理

支持处理器核时钟动态变频；支持主要模块时钟动态关闭

其它I/O

1 个 I2S、4 个 CAN-FD、4 个 SPI、2 个 QSPI、2 个 eMMC、2 个 SDIO、1 个 LIO、8 通道 ADC、4 个 I2C、10 个 UART

其它 I/O

4 个 PWM、3 组 TIMER、106 个 GPIO、RTC、HPET、JTAG 等

9.7.2. 芯片架构

龙芯 2K0300 芯片结构图如下。

2K0300 结构图

9.7.3. 芯片功能

  1. 处理器核

  • 64 位双发射 LA264 核

  • LoongArch 体系结构兼容

  • 包括 1 个全流水的 64 位双精度浮点乘加部件

  • 32KB 数据 Cache 和 32KB 的指令 Cache

  • 512KB 共享二级 Cache

  • 通过目录协议维护 I/O DMA 访问的 Cache 一致性

  • JTAG 支持

  1. 内存接口

  • 16 位 DDR4 控制器，支持 DDR4-1600

  • 支持硬件 ECC

  • 支持命令调度

  1. 显示接口

  • 1 路 DVO 显示输出

  • 分辨率可支持 320×240～1920×1080@60Hz/24bit

  1. USB 控制器

  • 1 个独立的 USB2.0 的 HOST 端口

  • 1 个独立的 OTG 端口，支持 HOST/DEVICE 模式

  • 兼容 USB1.1、 USB2.0

  • 内部 EHCI 控制和实现高速传输可达 480 Mbps

  • 内部 OHCI 控制和实现全速和低速传输

  • 低功耗管理

  1. GMAC 控制器

  • 两路 10/100/1000Mbps 自适应以太网 MAC

  • 双网卡均兼容 IEEE 802.3

  • 对外部 PHY 实现 RGMII/MII 接口

  • 半双工/全双工自适应

  • Timestamp 功能

  • 半双工时，支持碰撞检测与重发（CSMA/CD）协议

  • 支持 CRC 校验码的自动生成与校验，支持前置符生成与删除

  1. I2S

  • 1 路 I2S 接口

  • 支持单声道和立体声道音频数据

  • 支持 DMA 传输模式

  1. SPI

  • 双缓冲接收器

  • 极性和相位可编程的串行时钟

  • 主模式支持（SPI0/1）

  • 主从模式支持（SPI2/3），支持 DMA 传输模式（SPI2/3）

  • 支持到 4 个的变长字节传输

  • 支持系统启动（仅 SPI0 支持）

  • 支持 QSPI 模式（仅 SPI0/1 支持）

  • 支持标准读、连续地址读、快速读、双路 I/O 等 SPI Flash 读模式

  1. UART

  • 2 个全功能 UART 和流控 TXD,RXD,CTS, RTS, DSR,DTR,DCD, RI

  • 最多 10 个 UART 接口，均支持 DMA 传输模式

  • 两路全双工异步数据接收/发送

  • 可编程的数据格式

  • 16 位可编程时钟计数器

  • 支持接收超时检测

  • 带仲裁的多中断系统

  1. I2C

  • 履行双向同步串行协议

  • 支持主从设备操作

  • 能够支持多主设备的总线

  • 支持 DMA 传输模式

  • 总线的时钟频率可编程

  • 可以产生开始/停止/应答等操作

  • 能够对总线的状态进行探测

  • 支持低速和快速模式

  • 支持 7 位寻址和 10 位寻址

  • 支持时钟延伸和等待状态

  1. AD

  • 支持 8 路 12 位 AD 电路采样

  • 支持 DMA 传输模式

  1. CAN

  • 支持 4 路 CAN 接口，支持 CAN-FD

  • 支持 DMA 传输模式

  1. TIMER

  • 3 组定时器 A/G/B-TIMER

  • ATIM/GTIM 支持输入捕获/PWM 输出，支持 DMA 传输模式

  • ATIM 支持 3 路互补 PWM 输出，GTIM 支持编码器/霍尔模式

  1. PWM

  • 32 位计数器

  • 支持脉冲生成及捕获

  • 4 路控制器

  1. SDIO

  • 2 路独立 SDIO 控制器(均可配置为 eMMC 模式)

  • 1 路支持 SDIO 系统启动(SDIO0/eMMC0 支持启动)

  1. LocalIO

  • 1 路 LocalIO 总线，支持最大 32MB 空间 MEM 访问

  • 支持 8/16 位数据宽度，双片选扩展

  1. HPET

  • 4 个 32 位计数器

  • 支持 1 个周期性中断

  • 支持 2 个非周期性中断

  1. RTC

  • 计时精确到 0.1 秒

  • 可产生 3 个计时中断

  1. GPIO

  • 106 位复用 GPIO 引脚

  • 支持外部中断输入

  • 与其他接口复用，使用各个接口电压域

  1. Watchdog

  • 32 比特计数器及初始化寄存器

  • 低功耗模式暂停功能

  1. 温度传感器

  • 温度观测

  • 高低温中断

  1. 中断控制器

  • 支持软件设置中断

  • 支持电平与边沿触发

  • 支持中断屏蔽与使能

  • 支持多种中断分发模式

9.7.4. 地址空间

龙芯 2K0300 的地址空间根据系统应用不同，分为 LA264 处理器核、DMA 两个视角地址空间： 所有 LA264 处理器核可访问的设备地址在系统地址空间上，为LA264 视角； 可通过DMA 直接访问系统内存的设备所见到的空间为 DMA 视角。

每个视角下的可访问地址空间分布，可查看文档龙芯 2K0300 处理器用户手册 V1.01 3.2 章节。

9.7.5. 中断配置及路由

龙芯 2K0300 芯片中断分为传统、扩展中断方式。

传统中断方式最多支持 64 个中断源，以统一方式进行管理。任意一个 IO 中断源可以被配置为是否使能、触发的方式、以及被路由的目标处理器核中断脚。

传统中断相关配置寄存器都是以位的形式对相应的中断线进行控制。

扩展 IO 中断方式，则是将 2K0300 芯片中所有 IO 设备中断，全部映射至全新的扩展 IO 中断向量，并增加相应扩展中断使能、中断状态、中断清除及路由等功能。

该扩展 IO 中断向量最多支持 128 个 IO 设备，填补了传统 IO 中断方式仅 64 哥有限中断源的处理限制，提升了 IO 中断使用的灵活性。