COM载板设计之八ExpressCBRWord文档格式.docx

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1.3 

产品描述

Express-CBR是高度集成、基于高性能健壮的IntelCorei7处理器。

满足COMExpress标准，这个健壮的高质量的模块系统包含ATX母板所有的子系统元件。

IntelCorei7是双核CPU，集成图形和内存Hub（GMH），功耗低，性能高，内存控制器支持8GBSODIMM内存，图形控制器支持LVDS、VGA、和PEG。

IntelBD82QM57芯片集提供可PCH控制器，它具有8个USB端口，4个SATA端口，8个GPIO端口，一个UltraDMA33/66/100IDE控制器，支持2个IDE驱动器、1个GLAN。

系统功能的其它扩展在Express-CBR上是可行的，可以通过PCI、PCIe和LPC扩展总线。

PCI操作的时钟是33MHz。

Express-CBR特别适合于嵌入式和便携式应用，适合于对尺寸、功耗、温度范围、质量、可靠性要求比较高的嵌入式应用系统

1.3.1 

模块特征

CPU

n 

Intel1.06/2.0/GHzLV，Corei7-600系列处理器

每个方向1GB/s带宽的的DMI（直接媒体控制）

内部4MBL2cache

增强的IntelSpeedStep技术（EIST）

内存

两个标准的204脚DDR3SODIMM插座

支持+1.5CDDR3，800/1066MHzRAM，高达8GB

支持非ECC无缓冲内存

接口总线

在PCH和COMExpressA-B连接器之间的PCI

在PCH和COMExpressC-D连接器之间的PCIe

在处理器和PCH之间的DMI（直接的媒体接口）

在图形控制器和PCH之间的FDI（灵活的显示接口）接口

支持LPC器件的LPC（少管脚）总线

快速模式的I2C器件的I2C总线

COMExpress接口

IDE接口

u 

支持一个增强的IDE设备

支持单Master模式

在Master模式，支持UltraDMA100/66/33

支持IDE原生和ATA兼容模式

SATA接口

支持4个SATA端口

支持原生命令队列

提供DMA自动激活

支持热插特征

HD音频接口

提供IntelHD音频控制器

提供32bit采样深度

支持192KHz采样频率

USB端口

支持2个根USBHub

支持8个USB端口

支持USB2.0

以太网接口

Intel82574IT以太网控制器芯片

支持一个千兆网

支持IEEE802.3兼容物理层

支持自动协商速度、双工、流控制

支持全双工或半双工模式

全双工模式支持同时传输和接收帧

全双工模式时支持IEE802.3x流控制

半双工模式支持增强的专利的冲突减少模式

视频接口（VGA/LVDS/PEG）

支持VGA（最大分辨率：

2048x1536bpp，75Hz）

24bit屏输出（LVDS）

数字显示接口（SDVOB）

PEG接口

其它

RTC

WDT

TPM

CPU温度监视

Logo屏幕工具（Splash）

1.3.2 

方块图

1.4 

主要元件

表2-2主要的集成电路描述和功能

芯片类型

厂家

型号

描述

功能

CPU（U1）

Intel

Corei7

1.06/2.0GHz，512KBL2Cache处理器

集成CPU、内存和视频

PCH（平台控制HubU3）

BD82QM57（PCH）

南桥I/O控制器功能

I/O功能

以太网控制器U10

82547IT

以太网控制器，提供千兆以太网功能

以太网

SATA到PATA控制器U12

JMicron

JMD330APC1-QIBD

将SATA信号转换为PATA信号

信号转换

TPM（信任平台模块U35）：

可选

Infineon

SLB9635TT1.2

提供加密功能

加密

板控制器U27

Atmel

ATMEGA168V10AU

提供I2CWDT和LVDS控制功能

微控制器

图2-3顶层

图2-4底层

1.5 

连接器和插座

表2-3连接器和插座描述

插座

板上位置

J5：

内存

顶层

204脚插座，DDR3SODIMM

J6：

J4：

COMExpressA-B

底层

220脚连接器，用于北桥视频和南桥I/O功能

COMExpressC-D

图2-5连接器位置（顶层）

图2-6连接器位置（底层）

1.6参数

1.6.1物理参数

表2-4重量和机械尺寸（注：

这个测量并不包含冷板）

项目

尺寸

重量

0.09kg

高

9.20mm（0.36inches）

PCB板厚度

2.362mm（0.093inches）

宽

95.00mm（3.74inches）

长

125.00mm（4.92inches）

1.6.2电源参数

表2-5电源要求（1.06GHzCPU加速模式使能）

参数

载板：

COMExpress（EBX）

COMExpress（ATX类型1和2）

输入类型（430W电源）

+5VStandby

+12VRegulatedDC

浪涌电压和电流

2.550A

5.80A

2.150A

7.700A

典型的空闲功耗（DOS6.2）

0.200A（1W）

1.30A（15.6W）

0.020A（0.1W）

1.550A（18.6W）

典型的空闲功耗（WindowsXP）

1.00A（12W）

1.350A（16.2W）

BIT电压和电流

0.205A（1.02W）

1.65A（19.8W）

0.490A（2.45W）

2.100A（25.2W）

S3模式

0.940A（4.7W）

N/A

0.650A（3.25W）

S5模式

0.610A（3.05W）

0.490A（2.450W）

表2-6电源要求（2.0GHzCPU加速模式使能）

2.650A

5.95A

2.250A

典型空闲功耗（DOS6.2）

1.55A（18.6W）

0.030A（0.15W）

1.85A（21.6W）

典型空闲功耗（WindowsXP）

1.50A（18.0W）

2.60A（31.2W）

0.500A（2.50W）

2.65A（28.8W）

表2-7电源要求（1.06GHzCPU加速模式禁止）

2.15A

1.250A（15.0W）

0.20A（1W）

1.35A（16.2W）

1.95A（23.4W）

表2-8电源要求（2.0GHzCPU加速模式禁止）

1.80A（21.6W）

1.20A（14.4W）

2.40A（28.8W）

1.6.3环境参数

表2-9环境要求

条件

温度

工作温度范围

扩展温度范围

存储温度范围

-20-+70摄氏度

-40-+85摄氏度

-55-+85摄氏度

湿度

操作

非操作

5%-90%相对湿度，无结霜

5%-95%相对湿度，无结霜

1.6.4温度和散热要求

Express-CBR设计操作条件是以最大CPU速度1.06GHz和2.0GHz运行，要求一个对CPU、PCH和电源模块的散热解决方案，ADLINK提供了两个可选得散热方案。

表2-10ADLINK可选的散热方案

散热方案

被动散热（无风扇）

可以维持到+70摄氏度正常运行

主动散热（有风扇）

可以维持到+85摄氏度正常运行

热传导

冷板解决方案

1.6.5机械尺寸

图2-8机械尺寸（顶视图），单位：

英寸

2．硬件

2.1概述

这一节介绍如下内容：

中断通道的分配

内存映射

I/O地址映射

COMExpress连接器A-B

LPC接口

USB接口

电源接口

电源管理

视频接口

千兆以太网接口

I2C接口

PCIe

ExpressCard

SMBus

GPIO接口

COMExpressA-B连接器信号

COMExpress连接器C-D

PCI接口

SDVO

COMExpressC-D连接器信号

看门狗

TPM（信任平台模块）-可选

2.2中断分配

中断通道分配见表3-1。

表3-3仅供参考，中断通道分配被系到基板上的特定传统超级I/O器件。

这个表被ADLINK基板快速启动工具使用。

表3-1中断通道分配

器件与IRQ号

2

4

5

7

8

9

10

11

12

13

14

15

定时器

X

键盘（基板上）

第二级联

COM1（基板上）

O

D

COM2（基板上）

COM3（仅在EBX基板上）

COM4（仅在EBX基板上）

软驱（基板上）

并口（基板上）

RTC

协处理器

PS/2鼠标（基板上）

音频控制器

自动分配

PCIINTA

PCIINTB

PCIINTC

PCIINTD

USB

VGA

D=缺省，X=固定，O=可选

注意：

以太网、视频、USB的IRQ是由BIOS即插即用逻辑自动分配的。

在初始化期间本地IRQ不能被外部设备使用。

2.3内存及I/O地址映射

内存映射表提供了通常的PC/AT内存分配，在0x000500以下的内存由BIOS使用。

表3-2内存映射

基地址（十六进制）

00000000

0009FFFF

常规内存

000A0000

000AFFFF

图形内存

000B0000

000B7FFF

单色文本内存

000B8000

000BFFFF

彩色文本内存

000C0000

000CFFFF

标准视频BIOS

000D0000

000DFFFF

保留作为扩展BIOS

000E0000

000EFFFF

扩展的系统BIOS区域

000F0000

000FFFFF

系统BIOS区域（存储和RAM阴影）

物理内存的顶部32、64、128MB

使能的集成图形共享内存

FFE00000

FFFFFFFF

系统FLASH

I/O地址映射见表3-3。

表3-3仅供参考，I/O地址被系到基板上的特定传统超级I/O器件。

表3-3I/O地址映射

地址（Hex）

子系统

0000-000F

主DMA控制器

0020-0021

Master中断控制器

0040-0043

可编程中断定时器（Clock/Timer）

004e-004f

TPM（信任平台模块）

0060

键盘控制器

0061

NMI，喇叭控制器

0063

NMI控制器

0064

0065

0067

0070-007F

CMOSRAM，NMI屏蔽寄存器，RT时钟

0080

系统保留

0081-0083

DMA页寄存器

0084-0086

0087

0088

0089-008B

008C-008E

008F

DMA页控制器

0090-0091

0092

快速A20门和CPU复位

0093-009F

00A0-00A1

从中断控制器

00A2-00BF

00C0-00DF

从DMA控制器2

00E0-00EF

01F0-01F7

IDE硬盘控制器

02E8-03EF

串口4（COM4）

02F8-02FF

串口2（COM2）

0378-037F

并口（标准和EPP）

03B0-03Bb

视频（单色）

03C0-03DF

视频（VGA）

03E8-03EF

串口3（COM3）

03F0-03F5

软驱控制器

03F6

IDE磁盘控制器

03F7

03F8-03FF

串口1（COM1）

04D0-04D1

边缘/电平触发PIC

0778-077F

并行端口（ECP扩展）（端口378+400）

0CF8-0CFF

PCI配置寄存器

0CF9

复位控制寄存器

2.4COMExpressA-B连接器

在A-B总线上提供了如下功能：

千兆网口

GPIO

2.4.1LPC接口

Express-CBR通过BD82QM57提供LPC（少管脚数）总线，现在已经有不少设备支持这种Intel自定义的总线。

LPC总线大致对应于早期的并行ISA总线，相当于ISA总线串行话了，这样管脚数目大大减少，因为软件兼容ISA总线，比如增加串口，可以很容易通过这个总线来实现。

2.4.2SATA接口

通过BD82QM57（PCH）实现了4个SATA接口。

SATA是并行的ATA接口的增强，提供了更高的性能，主要表现在EMI和速度方面，SATA传输的速度是150MB/S，甚至达300MB/S。

SATA是兼容并行ATA的软件协议。

2.4.3USB接口

PCH提供了4个UHCIHost控制器和2个EHCIUSB控制器，这些控制器遵从USB标准1.1和2.0，提供总共8个USB端口，所有端高支持高速、全速、低速工作。

端口路有逻辑决定USB端口来自UHCI控制器或EHCI控制器中的哪一个。

2.4.4电源接口

在A-B和C-D连接器上输入12V电源，RTC所用的3.3V和5V待机电源从A-B连接器上输入。

Express-CBR兼容ACPI3.0b，支持S0-S5休眠状态。

注意基于Windond的基板不支持S3休眠状态。

2.4.5视频接口

2.4.5.1VGA

Express-CBR由Intel内部集成的图形接口驱动，提供了模拟显示接口，内置的300MHz、24bitRAM数模转换器（RAMDAC）支持高达2048x1536的分辨率，最大刷新频率是60Hz，3个8bit的DAC为监视器提供RGB信号

2.4.5.2LVDS

IntelBD82QM57PCH提供直接的LVDS输出，输出独立于别的屏接口，LVDS支持1或2通道，每个通道支持到4个数据对和一个LVDS时钟对（24bit）。

2.4.6音频接口

A-B连接器提供了一个接口，支持HD音频CODEC。

2.4.7以太网

Express-CBR提供了一个千兆以太网。

可以在BIOS中使能，以太网接口的实现是82574IT以太网控制器。

提供一个GLAN接口，它占用PCIe端口7。

以太网功能支持多速度10/100/1000Mbps，操作在全双工全速模式或者半双工10/100Mbps，以支持IEEE802.3x流控制规范。

2.4.8I2C总线

I2C总线是通过使用Atmel公司的ATmega168板控制器来实现的，板控制器提供了快速模式（最大400KHz）多主I2