处理器内核电压1.1 V，最大电流12.8 A，由5V经LTM4616的两路输出并联实现，最大16 A可满足使用要求，3.3V、1.8V为一组、0.9V、2.5V为一组、1.7V单独为一组，可分别由一片LTM4616产生。
DDR2所需要的1.8V VDD、VDDO电源采用MT47H128M16HG-3提供;0.9V的VREF、VTT采用具有3Asink-souce功能的电源转换芯片TPS51100提供。SB710、RS780需要提供+1.2V电源也采用1片LTM4616实现。
3.6 时钟电路
该模块需要的时钟信号包括：处理器时钟、南北桥时钟、存储器时钟和接口电路(SATA、USB)时钟。
处理器的五个系统输入时钟信号分别为：SYSCLK、MEMCLK、PCI_CLK、HTCLK、差分时钟HT0_CLKp/HT0_CLKn及乏HT0_CLKp/HT1_CLKn。
龙芯3A的核Core时钟通过SYSCLK产生，DDR2/3时钟通过MEMCLK产生。HT的单端时钟HTCLK100MHz采用晶振SG-8002CA-100MHz-PCB产生。
南、北桥时钟采用14.318MHz晶振通过SLG8LP625TTR芯片生成：CK_14M_NB、CK_14M_SB时钟信号分别送往北桥和南桥。南桥的USB时钟、HT参考时钟、32.768MHz晶振向SB700提供时钟，产生SATA时钟信号，组成如图5所示。
3.7 复位电路
复位电路包括处理器复位、南、北桥复位以及上电复位等。
该电路模块处理器的全局复位信号为SYSRESETn：这个复位信号是唯一全局复位信号。SYSCLK和CLK必须在SYSRESETn释放到无效前就保持稳定。SYSRESETn的有效时间必须大于一个时钟周期，通过可编程逻辑实现，处理器内部的复位控制逻辑在SYSRESETn无效时才开始复位处理器。
系统复位电路采用MAX708TESA实现。MAX708TESA提供检测电源电压，MAX708TESA可同时产生低电平
*和高电平两种复位信号(RESET)，MAX708TESA监控+3.3V电压，当+3.3V电压低于3.08V时，复位输出有效。同时还提供有PFI输入，设计中用来监控外部供电的5V电平，当5V输入低于4.65V时，
输出有效，该信号可作为龙芯3A处理器的一个外部中断源。
北桥复位信号SYSRESET群来自复位芯片;POWERGOOD为电源OK输入信号，从FPGA输入;LDTSTOP#来自南桥HT的状态转换使能信号;ALLOW LDTSTOP由南桥输入北桥输出允许LDT STP#插入信号。各复位信号之间的逻辑关系均采用可编程逻辑芯片XC95288XL-7TQG144I产生。
3.8 中断电路
龙芯3A处理器的引脚中断包括4个系统中断(INTn)，4个PCI中断(PCI_IRQ)，2个PCI总线错误报告信号(PCI_SERRn与PCI_PERRn)和1个不可屏蔽中断(NMIn)。
本设计采用龙芯内部中断控制器处理自带串口、PCI总线等中断，PMOON负责完成桥片上的PCI/PCIE设备和插槽的中断号申请和路由，操作系统完成中断号的分配和芯片内部的中断路由和对芯片内部的中断控制器进行设置。
龙芯3A处理器的4个系统中断(INTn)引脚中断分别输入网络接口中断、串口中断和2路外部中断，非屏蔽中断接MAX708电源监控，当外部5V降到4.65V以下时产生非屏蔽中断。所有外部中断源均为电平触发、低电平有效。
3.9 其他考虑
该处理板属于高速信号处理板，在PCB设计过程中对没有特殊说明的信号采取SPACe：Height
1：1;打GND via过孔，去耦电容尽量靠近芯片的电源和地引脚布置，大面积铺铜等手段以保证信号的质量。
另外龙芯3A处理器等芯片，其环境适应性未能满足军工的严酷度要求，因此在使用中需要根据具体情况进行减振和温度控制部件的辅助配合使用。
USB视频源在手机等民用领域应用广泛，以至于高清USB视频源已出现了应用，国内USB2.0的视频图像处理芯片现在发展迅猛，民用USB视频源已经很成熟，随着USB3.0的出台，国内有关单位也在加紧探索研制军用视频源的应用，目前可暂时采用民用USB视频源加环控的方式进行军用USB视频源的提供，并可通过网络进行视频传输。
4 软件系统
该处理器模块的软件系统包括：引导软件、BIT测试程序、操作系统和应用软件程序。
初始化引导程序采用龙芯自带的将BIOS和boot程序合并的PMON程序，分两个阶段进行初始化运行：第一阶段在ROM FLASH中运行，主要进行基本硬件初始化，如：北桥、南桥、内存控制器、缓存和串口初始化等;第二阶段在内存中执行，主要完成环境变量、基本数据结构、PCI总线、设备初始化、网络协议和设备初始化，并对搜索到的PCI总线上的设备进行驱动程序的加载与配置等，最后加载操作系统内核。
龙芯多核处理器核1作为主处理器与核2分别完成PMC子卡数据处理和视频图像的并行处理功能，主处理器的启动流程与单核系统的启动流程基本一样。主要完成处理器核、TLB、MMU及相关外设的启动。而从处理器则根据轮询循环执行。
操作系统使用VxWorks 6.7操作系统，在linuxVxWorks 6.7下进行应用系统软件的应用开发。
BIT采用上电BIT，主要完成产品上电时的系统检查，对系统运行所需要的核心资源等进行检测。
系统启动后所有的处理器核都会进入PMON中位于BOOT.S中的reset exception程序，判别是主还是从处理器从而进入不同的程序分支。若是主处理器则执行初始化CPIO配置寄存器、时钟频率、LOCal io寄存器，然后执行主处理器初始化工作，包括设置中断、初始化DDR寄存器、LPC等，然后进入操作系统程序的执行，至此，主处理器核在PMON中的工作基本完成。接着从处理器初始化从处理器的核，设置处理器缓存一致性协议和KSEGO段访问的缓存，然后初始化MMU和TLB相关的寄存器，之后得到当前从处理器的ID号，得到IP_STATUS的地址，再检查自己对应邮箱里的值是否不为0，若是，则设置堆栈指针，进入操作系统。
应用软件通过对USB摄像头输出的视频图像进行对比度、亮度变换等处理，处理后通过VGA口输出。
USB视频图像的数据格式并不是所熟悉的RGB24格式，而是在每个帧头包含有12个字节的帧头(FF，FF，00，C4，C4，96，00，XX，XX，XX，XX，XX)，并且每帧的数据格式是所谓的Bayer模式(它应用于CCD和CMOS摄像头)。它允许从一个单独平面中得到彩色图像，可以通过编写相应的转换程序把其转变成RGB24的格式通过软件解码进行视频数据解码。
5 总结
本项目研究了龙芯国产3A多核处理器在军用嵌入式系统中并行实时实现PMC子卡扩展功能与视频图像处理器双种功能的应用，随着芯片技术和应用水平的不断发展，国产多核处理器在为满足军用系统通用化、综合化、集成化、小型化、低功耗方面将发挥越来越重要的作用。
本文关键字：处理器 计算机应用，电子知识资料 - 计算机应用
