9.6. 2k0500芯片

龙芯 2K0500 芯片，广泛应用于嵌入式系统领域。

具体请查看手册:龙芯 2K0500 处理器用户手册 V1.0。

9.6.1. 芯片架构

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

500 MHz～ 800 MHz

功耗

1 ~ 3 W，支持动态降频降压

高速缓存

32KB 一级指令缓存和 32KB 一级数据缓存；512KB 二级共享缓存

内存控制器

32 位 DDR2/3-1066 控制器

高速 I/O

PCIE 2.0 * 2、SATA 2.0 * 2、USB 3.0

其他接口

DVO、PCI、GMAC、USB2.0、NAND、SPI、LPC、LIO、I2C、PRINT、AC97、HDA、UART、SDIO、CAN、PS/2、PWM、GPIO

9.6.2. 芯片架构

龙芯 2K0500 芯片结构图如下。

9.6.3. 芯片架构

龙芯 2K0500 芯片结构图如下。

2K0500 结构图

9.6.4. 芯片功能

  1. 处理器核

  • LA264

  • 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

  • DVFS 支持

  1. 内存接口

  • 32 位 DDR3 控制器，最高工作频率 533 MHz

  • 不支持 ECC

  • 可配置为 32/16 位模式

  • 支持命令调度

  1. GPU

  • 动态电源管理

  • 支持 Bit BLT 和Stretch BLT

  • 矩形填充

  • 硬件画线

  • 单色字体渲染

  • ROP2 ，ROP3 ，ROP4

  • Alpha 混合

  • 32K x 32K 坐标系统

  • 90 度旋转

  • 透明支持

  • YUV 色域空间转换

  • 高质量缩放

  1. 显示控制器

  • 双输出显示 DVO/VGA

  • 硬件光标

  • 伽玛校正

  • 输出抖动

  • 最高像素时钟 DVO 164 MHz 1080p

  • 支持线性显示缓冲

  • 上电序列控制

  1. PCIE 接口

  • 兼容 PCIE 2.0

  • 双独立 X1 接口

  • 双接口均支持 RC/EP

  1. SATA控制器

  • 2 个独立 SATA 端口

  • 支持 SATA 1.5Gbps 和 SATA 2 代 3Gbps 传输

  1. PCI 接口

  • 兼容 PCI 2.2 ，32位总线宽度

  • 既可以做 Host(SoC)，又可以做 Device(南桥)

  • 作为 Host 最多支持 2 个 PCI 设备

  • 作为 Device 时有三个 PCI 地址窗口: IO、Memory、Prefetchable Memory

  1. USB 控制器

  • 4 个独立 USB 2.0 的 HOST 端口，端口 0 可配置为 OTG 模式

  • 1 个独立 USB 3.0 接口，支持 OTG 模式

  • 内部 EHCI 控制和实现高速传输

  • 内部 OHCI 控制和实现全速和低速传输

  1. GMAC 控制器

  • 两路 10/100/1000 Mbps 自适应以太网 MAC

  • 双网卡均兼容 IEEE 802.3

  • 对外部 PHY 实现 RGMII 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. LPC控制器

  • 兼容 LPC Rev 1.1 标准

  • 支持系统启动

  • 支持主、从模式(从模式仅支持从 RAM 存储)

  1. AC97 控制器

  • 支持 16、18 和 20 位采样精度、支持可变速率

  • 最高达 48 KHz

  • 2 频道立体声输出

  • 支持麦克风输入

  1. HDA 控制器

  • 支持 16、18 和 20 位采样精度、支持可变速率

  • 最高达 192 KHz

  • 7.1 频道环绕立体声输出

  • 1 路音频输入

  1. NAND 控制器

  • 最大支持单片 16GB NAND Flash

  • 最大支持 4 个片选

  • 支持 MLC

  • 支持系统启动

  • 支持 512 / 2K / 4K / 8K 页

  1. SPI 控制器

  • 双缓冲接收器

  • 极性和相位可变成的串行时钟

  • 主模式支持

  • 支持到 4 个的变长字节传输

  • 支持系统启动( 仅 SPIO )

  • 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

  • 在寄存器与功能上兼容 NS16550A

  • 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 总线

  • 与 PHILIPS I2C 标准相兼容

  • 履行双向同步串行协议

  • 实现主/从设备操作

  • 能够支持多主设备的总线

  • 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. 打印接口

  • 支持 JBIG 85 解码

  • 支持 8 路独立机芯控制

  • 支持四色彩打功能

  1. PWM

  • 32 位计数器

  • 支持脉冲生成及捕获

  • 16 路控制器

  1. SDIO 控制器

  • 2 路独立 SDIO 控制器

  • 兼容 SD Memory 2.0/MMC/SDIO 2.0 协议

  • 1路支持 SDIO 系统启动 ( SDIO0 )

  1. PS/2 控制器

  • 16 位可编程 5 us 时钟计数器，8 位可编程 60 us 时钟计数器

  • 兼容第一套和第二套键盘扫描码

  • 支持编码键盘和非编码键盘

  • 支持二键式、三键式鼠标

  1. HPET

  • 32 位计数器

  • 支持 1 哥周期性中断

  • 支持 2 哥非周期性中断

  1. CAN

  • 四路 CAN 接口

  • 兼容 CAN 2.0 规范

  1. RTC

  • 计时精确到 0.1 秒

  • 可产生 3 个计时中断

  • 支持定时开机功能

  1. GPIO

  • 155 位 GPIO 引脚，

  • 128 路支持外部中断输入

  • 与其他接口复用

  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，支持温度范围: 0 ~ 70 C

  • 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

  1. ACPI 功耗管理

  • 处理器核动态频率电压调节

  • 媒体处理器可关断

  • 全芯片时钟门控

  • PHY 可关断

  • GMACO 可网络唤醒

  • 来电可自动启动

9.6.5. 地址空间

龙芯 2K0500 的地址空间分为 CPU 和DMA 两个视角: 所有 CPU 可访问的设备编址在 CPU 的地址空间上，成为 CPU 视角；可通过 DMA 直接访问系统内存的主设备所见到的空间为 DMA 视角。

每个视角对应的地址空间分配，可查看文档龙芯 2K0500 处理器用户手册 V1.0 5.3 章节。

9.6.6. 中断配置

龙芯 2K0500 芯片最多支持 64 个中断源，以统一方式进行管理，任意一个 IO 中断源可被配置为是否使能、触发方式、以及被路由的目标处理器核中断引脚。