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1.4 I.MX6U核心板原理图详解

1.4.1 SOC

  I.MX6U-ALPHA开发板配套的I.MX6U核心板,采用MCIMX6Y2CVM08AB(800MHz,实际792MHz)作为主控CPU,为工业级。自带32KB的L1指令和数据Cache、128KB的L2 Cache,集成NEON,集成双精度硬件浮点计算单元VFPv3,并具有128KB OCRAM、2个通用定时器(GPT)、4个周期定时器(EPIT)、8个PWM、1个SDMA控制器、4个ECSPI、3个看门狗、3个SAI、4个IIC、7个串口、2个USB(高速,带PHY)、2个FlexCAN、2个12位ADC、1个SPDIF接口、1个SRTC、1个RTC、2个USDHC接口、1个RGB LCD控制器(ELCDIF)、2个10/100M以太网MAC控制器、1个摄像头接口、1个硬件随机数生成器、以及124个通用IO口等,根据芯片型号的不同主频可以为528Mhz、700MHz(实际696MHz)、800MHz(实际792MHz),轻松应对各种应用。

  SOC部分的原理图如下图(因为原理图比较大,缩小下来可能有点看不清,请大家打开开发板光盘的原理图进行查看)所示:

1.4.1
图1.4.1.1 SOC部分原理图1

1.4.2
图1.4.1.2 SOC部分原理图2

1.4.3
图1.4.1.3 SOC部分原理图3

1.4.4
图1.4.1.4 SOC部分原理图4

1.4.5
图5.5.1.5 MCU部分原理图5

  MCIMX6Y2CVM05AB/08AB芯片的原理图由5个部分组成,接下来依次看一下这五部分的具体内容:
  图1.4.1.1:此部分原理图主要是I.MX6U的部分IO原理图,比如SNVS_TAMPER0~9、JTAG外设IO、USDHC1外设IO、UART外设IO、USB外设IO等。

  图1.4.1.2:此部分原理图也是I.MX6U的IO原理图,主要包括NAND Flash外设IO、USDHC2外设IO、CSI摄像头IO等。

  图1.4.1.3:此部分原理图也是I.MX6U的IO原理图,包括LCD外设IO、ENET外设IO、GPIO1_IO01~09这一组GPIO。

  图1.4.1.4:此部分原理图是I.MX6U的DRAM外设IO。用于连接DDR设备,比如正点原子ALPHA开发板所使用的DDR3L。

  图1.4.1.5:此部分原理图是I.MX6U的电源部分。

1.4.2 BTB接口

  I.MX6U核心板采用2个2*30的3710M(母座)板对板连接器来同底板连接(在转接板底面),接插非常方便,转接板上面的底板接口原理图如下图所示:

1.4.6
图1.4.2.1 底板接口

  图中,J1和J2是2个2*30的板对板母座(3710M),和底板的接插非常方便,方便大家嵌入自己的项目中去。该接口总共引出105个IO口,另外,还有USB、电源、复位、ONOFF等信号。

1.4.3 NAND FLASH

  I.MX6U NAND版本核心板板载了一个NAND Flash,此部分电路如下图所示:

1.4.7
1.4.3.1 NAND Flash

  对于Linux系统而言,是需要一个存储数据、系统的存储芯片,比如QSPI Flash、NAND Flash、EMMC等。

  正点原子的I.MX6U-ALPHA开发板有两种核心板,这两种核心板的FLASH存储芯片不同,一个使用的NAND FLASH、一个使用的EMMC。上图中的是NAND Flash的原理图,经过测试,可以支持256MB、512MB、2GB的NAND FLASH存储芯片。

1.4.4 EMMC

  I.MX6U EMMC核心板板载了8GB的EMMC,此部分电路如下图所示:

1.4.8
1.4.4.1 EMMC

1.4.5 DDR3L

  I.MX6U核心板板载了DDR3L,此部分电路如下图所示:

1.4.9
1.4.5.1 DDR3L

  图中,U5就是DDR3L芯片,根据配置的不同,一共有两种型号,分别为:NT5CC256M16EP-EK(512MB)和NT5CC128M16JR-EK(256MB)。该芯片挂在I.MX6U的MMDC接口上。

1.4.6 核心板电源

  I.MX6U对于供电有严格的要求,尤其是上电顺序,正点原子的I.MX6U核心板供电主要分5部分:SNVS供电、DCDC_3V3供电、ARM/SOC内核供电、DDR3L供电和SD卡供电,我们依次来看一下,首先是SNVS供电,I.MX6U的数据手册要求,SNVS必须最先上电,此部分供电电路如下图所示:

1.4.10
图1.4.6.1 SVS_3V3供电

  图中,U7是一颗LDO芯片,将5V转化为3.3V,作为SNVS_3V3,由于SNVS_3V3电流不大,所以一个LDO芯片就可以了。接下来是DCDC_3V3,也就是核心板的主电源,如下图所示:

1.4.11
图1.4.6.2 DCDC_3V3

  U8是一个DCDC芯片,用于将5V转换为3.3V,但是电流大,MP2144最大输出2A大电流,因此作为核心板的3.3V主电源。

  这里要注意,U8的使能引脚使用了I.MX6U的PMIC_ON_REQ引脚来控制,当SNVS_3V3供给I.MX6U的VDD_SNVS_IN引脚以后,I.MX6U的PMIC_ON_REQ引脚就会输出高电平,从而产生DCDC_3V3,DCDC_3V3也是I.MX6U的VDD_HIGH_IN电源。接下来就是ARM/SOC内核电源,如下图所示:

1.4.12
图1.4.6.3 ARM/SOC电源

  U6也是一片DCDC,用于产生ARM/SOC内核电压,此内核电压可以通过I.MX6U的GPIO_DVFS和PMIC_STBY_REQ来调节。

  U6的使能脚连接到了DCDC_3V3_PG信号上,此信号是由U8产生的,当U8输出3.3V电压以后DCDC_3V3_PG信号就会产生,为一个高电平信号。

  通过DCDC_3V3_PG来控制VDD_ARM_SOC_IN电源的产生,这样就保证了VDD_HIGH_IN比ARM_SOC_IN先上电的要求。

  接下来看一下DDR3L电源,正点原子的I.MX6U核心板使用的是DDR3L,DDDR3L的工作电压为1.35V,此部分电源电路如下图所示:

1.4.13
图1.4.6.4 DDR3L电路

  U11也是一个DCDC芯片,用于将5V电源转换为1.35V供DDR3L使用。接下来看一下SD卡部分电路,如下图所示:

1.4.14
图1.4.6.5 SD卡电源

  U9是一片LDO,用于将5V电源转为3.3V或1.8V供SD卡使用,因为高速SD卡需要1.8V供电,因此此路电源电压是可调的,通过SD1_VSELECT来选择使用3.3V还是1.8V,SD1_VSELECT连接到了I.MX6U的GPIO1_IO05上。

  最后还有I.MX6U其他外设电源,如下图所示:

1.4.15
图1.4.6.6 I.MX6U其他外设电源