NVIDIA Jetson系列之“Xavier载板设计之接口”

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接上一篇介绍过的Xavier载板硬件设计的电源部分，本文主要介绍Xavier载板的对外接口部分。


Xavier核心板的对外接口较为丰富，主要的如下表所示：



下图是Xavier芯片的框图，对外接口是非常丰富的。



其实接口部分大致可以分为三大类：Multimedia Complex、High-Speed I/O和Low-Speed I/O。
其中Multimedia Complex包括Camera Subsystem、Video Image Compositor、High Definition Audio、Display Controller、Display Interface等。
High-Speed I/O包括NVLink Controller、PCIe Complex、USB Complex、SATA Controller、Universal Flash Storage (UFS) Complex等，归结起来就是12-Lane UPHY (UPHY12) with Lane Muxing、8-Lane UPHY (UPHY8) with Lane Muxing以及Four dedicated USB 2 Pads。（其实NVIDIA在wire bond时还预留得有8lane UPHY的）



Low-Speed I/O包括SDMMC Controller、I2C、UART、SPI、QSPIPWM、Fan Tachometer等等。


下面就按照下面这个表对这些接口进行简单的介绍，实际设计载板的过程中，可以根据需求裁剪，没有必要引出所有接口。


USB

Xavier支持四路USB2.0信号和四路USB3.0信号（官方载板只使用了两路作为USB3.0输出）。

下面三个图就是针对不同的应用对外引出不同接口的示意。





PCIe

Xavier支持PCIe G3/4 x8，官方载板对外预留的是x16的接口，实际使用的信号只有x8的，这个在使用过程中需要注意。

对外预留PCIe接口可以便于扩展不同的外设，最后都通过PCIe总线连接，可以增加载板的可扩展性。



由于PCIe的电源是12V的，而输入是9~20V的，这块需要一颗buck-boost电源芯片。


Camera

Xavier的camera部分，物理层支持C-PHY和D-PHY两种，对外引出16 lane CSI接口，每一个data lane的带宽可达2.5Gbps。

此部分可以参考之前的文章《NVIDIA Jetson系列之“Camera Module硬件设计”》，里面针对camera这块有详细的介绍。




Display

Xavier集成了三个视频显示接口，均支持eDP/DP/HDMI三种模式。




GbE

以太网部分Xavier不像TX2那样集成了PHY芯片，而是对外预留的RGMII接口，需要外接PHY芯片，但这样也使以太网的扩展变得灵活了，可以直接通过交换芯片对外引出多路RJ45。

官方载板采用的是Marvell的88E1512PB2-NNP2C000，封装是QFN56的，市面上不太好买，实际使用中可以改成Marvell的同系列芯片或者也可以采用其他厂家的芯片。



UFS/SDIO

Xavier官方载板搞了一个兼容UFS卡和Micro SD卡的接口，支持SDR104模式，同时支持1lane的UFS接口。





Audio




I2C

Xavier一共有9路I2C接口，对外使用了8路，对外接口电平全部是1.8V。




SPI

Xavier有三路SPI接口，SPI接口逻辑全部为1.8V。



UART

Xavier有5路串口，UART接口逻辑全部为1.8V。



FAN

Xavier的FAN接口逻辑全部为1.8V。




CAN

Xavier有2路CAN接口，接口逻辑全部为3.3V。官方载板没有加transceiver，如果要和外设连接，需要加transceiver芯片。



DEBUG&STRAPPING







以上就是针对Xavier的外围接口的介绍，详细可参考以下文档：

  • NVIDIA Jetson AGX Xavier Series System-on-Module DATA SHEET；

  • NVIDIA Jetson AGX Xavier OEM PRODUCT DESIGN GUIDE；

  • NVIDIA Jetson Xavier Developer Kit Carrier Board SPECIFICATION；

  • NVIDIA Xavier Series System-on-Chip Technical Reference Manual；

  • 官方载板设计文件（原理图、PCB、BOM等等）。


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