NVIDIA Jetson TX1（4）

3.0 接口和信号描述

3.1 SD/eMMC控制器

标准	注释
SD规范Part A2 SD Host控制器标准规范V4.00
SD规范Part 1 物理层规范V4.00
SD规范Part E1 SDIO规范V4.00	支持SD4.0规范，没有UHS-II
嵌入时多媒体卡(e-MMC)，电气标准5.1

SD/eMMC控制器能同SD/eSD、SDIO卡和eMMC设备连接，它有一个直接的内存接口，能发起在内存和外部卡之间的数据传输，SD/eMMC控制器支持2个不同的总线协议：SD和eMMC协议。它有一个APB从接口用来存取配置寄存器，为了存取Micro Boot 的iRAM，SD/eMMC控制器依赖内存控制器中的AHB重定向仲裁器。

特点：

l  支持eMMC/eSD卡的8bit数据传输。

l  支持SD卡的4bit数据传输。

l  在1-bit、4-bit、8-bit SD模式，允许卡中断host。

l  支持SDIO卡的读等待控制，悬挂/重新进行操作。

l  通过停止SD时钟，支持FIFO过运行和欠运行条件。

l  支持寻址大的容量SD3.0或SD-XC卡，高达2TB

TX1提供这个控制器的两个实例，SDCARD接口用来支持SD卡插座，SDIO接口可用来支持不同的兼容外设，比如像第二个Wi-Fi/BT控制器，SD/SDIO控制器支持缺省的和高速模式，以及高低电压范围。

表7 SD/MMC控制器I/O能力

控制器	总线宽度	支持的电压（V）	I/O总线时钟	最大带宽（MBps）
SDCARD	4	3.3, 1.8	208	104
SDIO	4	3.3, 1.8	208	104

         表8 SD/SDIO信号描述

信号名称	类型	描述
SDCARD_CLK, SDIO_CLK	Output	SD/SDIO/MMC时钟
SDCARD_CMD, SDIO_CMD	Bidirectional	SD/SDIO/MMC命令
SDCARD_DAT[3:0], SDIO_DAT[3:0]	Bidirectional	SD/SDIO/MMC数据总线
SDCARD_WP	Input	SD写保护
SDCARD_CD#	input	SD卡检测

 

3.2 SATA控制器

标准	注释
SATA 版本3.1	包括所有的错误，ENC和TP，除了DHU（direct head unload直接的头卸载）
SATA高级Host控制接口（AHCI）规范，版本1.3.1

SATA控制器使能一个从JetsonTX1到外部SATA设备的控制通道，SSD/HDD/ODD驱动能被连接，控制器支持二代驱动器的最大吞吐率。

特征：

l  端口复用支持

n  基于交换的命令（CBS）

l  支持的电缆和连接器

n  标准的内部连接器

n  内部微连接器

n  mSATA连接器

n  BGA SSD接口

n  不支持：外部连接器（eSATA）、USM、内部LIF-SATA

表9 SATA信号描述

信号	类型	描述
SATA_RX+/-	Input	接收数据，差分模拟输入
SATA_TX+/-	output	发送数据，差分模拟输出

 

3.3 显示接口

TX1显示控制器复合体（DisplayController Complex）集成了2个MIPI-DSI接口和2个串行输出资源（SOR），以收集（collect）来自显示管线(Display pipeline)的输出像素、将它们格式化/编码成期望的格式，然后以流的形式发布到不同的输出设备，SOR由一些独立的资源组成，能用于不同的显示设备比如HDMI、DP或eDP。

3.3.1 MIPI显示串行接口（DSI）

显示串行接口（Display SerialInterface：DSI）是并行MIPI DPI和DBI显示接口标准的串行位流替代品。DSI减少了管脚数目和I/O电源功耗，DSI支持使能两个显示控制器连接到有MIPI DSI接收器的外部显示。DSI传输像素数据从内部显示控制器到外部第三方LCD模块。

特点：

l  PHY层

n  传输的开始/结束。其它带宽外信号

n  每个DSI接口：1个时钟LANE；多达4个数据Lanes

n  支持连接配置：1x4，2x4

n  2x4配置时支持双链路操作。对称/非对称分离，两个左右边或奇偶组分离方案

n  DSC连接压缩

n  最大连接速度1.5Gbps，每个MIPI D-PHY1.1v版本

n  最大10MHz LP接收速率

l  带有分发器的Lane管理层

l  带包构造器的协议层

l  支持MIPI DSI1.0.1v版本强制特征

l  命令模式（One-shot），带Host和/或作为master显示控制器

l  时钟

n  位时钟：串行数据流位速率时钟

n  字节时钟：Lane管理层字节速率时钟

n  应用时钟：协议层字节速率时钟

l  错误检测/校正

n  ECC产生，用于包头

n  检查和产生，用于长包

l  错误恢复

l  高速传输定时

l  低电源接收定时器

l  轮回响应超时

 

表10 DSI信号描述

名称	类型	描述
DSI_0_CLK_N/P DSI_2_CLK_N/P	输出	差分输出时钟，为2个1x4 DSI接口
DSI_0_D[1:0]_N/P DSI_1_D[1:0]_N/P DSI_2_D[1:0]_N/P DSI_3_D[1:0]_N/P	双向	DSI接口的差分数据Lane DSI_0_D[1:0]和DSI_1_D[1:0]与DSI_0_CLK相关 DSI_2_D[1:0]和DSI_3_D[1:0]与DSI_2_CLK相关

 

3.3.2 HDMI和DP（DisplayPort）接口

标准	注释
HDMI规范v2.0	>340MHz像素时钟 支持水印 支持Clock/4（1/40位率时钟）
HDCP系统规范 v2.2
HDCO系统规范 v1.3

HDMI和DP接口共享同一个连接器上的管脚，HDMI2.0增加了新的传输模式，使得链路时钟频率大于340MHz高达600MHz。

特点：

l  片上HDCP存储，不需要外部加密ROM

l  支持HDCP1.3和HDCP2.2

l  HDMI

n  HDMI2.0模式（3.4Gbps < 数据速率 <=6Gbps）

n  HDMI1.4模式（数据速率 <= 3.4Gbps）

n  来自HAD控制器的多通道音频，多达8个通道，192kHz24-bit

n  厂家专有的帧内（VSI）包传输

n  24-bit RGB和24-bit YUV444（HDMI）像素格式

n  变化最小化差分信号（TDMS）功能上达340MHz像素时钟速率

表11 HDMI信号描述

信号	类型	描述
DP1_TX3+ DP1_TX3-	Output	HDMI差分时钟，载板上要求是AC耦合且下拉（带禁止）
DP1_TX[2:0]+ DP1_TX[2:0]-	Output	HDMI/DP差分数据，载板上要求是AC耦合且下拉（带禁止） DP1_TX0 = HDMI_TXD2 DP1_TX1 = HDMI_TXD1 DP1_TX2 = HDMI_TXD0
DP1_HPD	Input	中断，用于热插拔检测，要求有电平转换电路，因为这个叫不兼容5V
HDMI_CEC	双向	CEC 单线串行总线 NVIDIA提供低级CEC API（读/写），这些在早期Android版本里是不支持的。为了增加CEC支持，需要第3方库生效。
DP1_AUX_CH+(DDC_SCL)	Output	DDC串行时钟，要求电平偏移，因为这个脚不支持5V
DP1_AUX_CH-(DDC_SDA)	双向	DDC串行数据，要求电平偏移，因为这个脚不支持5V

 

表12 DP信号描述

信号	类型	描述
DP1_TX[3:0]+ DP1_TX[3:0]-	输出	DP差分线，载板上要求AC耦合
DP1_HPD	输入	中断，用于热插拔检测
DP1_AUX_CH+ DP1_AUX_CH-	双向	DP辅助通道，载板上要求AC耦合

 

3.3.3 嵌入式显示端口接口（eDP：Embedded DisplayPort）

标准	注释
eDP1.4	支持eDP1.4特征： l  附加的连接速率 l  扩展的帧 l  电源序列 l  减少辅助定时 l  减少主电压摆幅

eDP是一个混合信号接口，由4对差分输出lane和1个PLL组成，这个PLL用来根据输入的像素时钟来锁相产生一个高频位时钟，以便能够按期望的模式以像素速率使每个lane处理10bit的并行数据，嵌入式显示端口（eDP）模式（RBR 1.6GHz、2.16GHz、2.43GHz、HBR 2.7GHz、3.42GHz、4.32GHz、HBR2 5.4GHz）。

注意：eDP已经通过DP1.2b PHYCTS测试，即使eDPv1.4支持低摆幅电压和其它中间的位率。这意味着下面的标称电压级别（400mV、600mV、800mV、1200mV）和数据速率（RBR、HBR、HBR2）被测试过。这个接口来重新调节电路参数，以驱动更低电压摆幅（400mV以下），能被编程到其它中间位率，以满足具体的平板显示屏和系统设计者的要求，

eDP模块收集（collect）来自显示管线输出的像素、将它们格式化/编码成期望的格式，然后以流的形式发布到不同的输出设备，它仅驱动本地平板显示器（不支持外部DP端口），包括一个小的测试模式发生器和CRC发生器。

表13 eDP信号

信号	类型	描述
DP0_TX[3:0]+ DP0_TX[3:0]-	输出	eDP差分Lanes
DP0_HPD	输入	eDP热插拔检测
DP0_AUX_CH+ CP0_AUX_CH-	双向	eDP辅助通道

 

3.4 音频接口

通过I2S控制器在系统内存和音频codec之间传输音频数据流。I2S控制器支持I2S格式、左调整格式、右调整格式、DSP格式、以及I2S规范定义的格式。

I2S和PCM（主和从模式）支持的时钟速率达24.5760MHz。

I2S控制器支持点到点串行接口的I2S数字音频流。I2S兼容产品，比如袖珍播放器、磁带设备、数字音频处理器等等可以直接连接到I2S控制器。控制器还支持PCM和电话模式的数据传输。PCM是数字化音频的标准方法尤其是对语音。I2S控制器支持双向音频流且支持半双工和全双工模式。

特点:

l  基本的I2S模式，支持（I2S、RJM、LJM和DSP），Master和Slave模式

l  PCM模式：短(1bit时钟宽)和长帧（2bit时钟宽）同步，无论是主还是从模式

l  NW模式：独立的slot选择，无论是Tx还是Rx

l  TDM模式灵活的多slot和slot选择

l  Capability to drive-out a High-z outside the prescribed slot fortransmission

l  流控制：外部输入/输出流

表14 I2S信号描述

信号	类型	描述
I2S[3:0]_LRCK	双向	帧同步/字选择，支持I2S/PCM音频，接口可能是主或从
I2S[3:0]_CLK	双向	串行时钟/位时钟。支持I2S/PCM音频。接口可能是主或从
I2S[3:0]_SDIN	Input	数据输入，支持I2S/PCM音频，接口可能是主或从
I2S[3:0]_SDOUT	双向	数据输出，支持I2S/PCM音频，接口可能是主或从

 

3.5 USB接口

标准	注释
USB规范3.0	参考规范中有关接口时序细节
USB规范2.0	USB电池充电规范V1.0；包括数据连接检测协议。 模式：Host和Device。 速度：Low、Full、High。 参考规范中相关接口时序细节。
USB增强Host控制器接口规范1.0	参考规范中相关接口时序细节。

参见Jetson TX1 OEM ProductDesign Guide所描述的被支持的USB3.0/PCIe/SATA配置和连接例子。

表15 USB信号

信号	类型	描述
USB[2:0]_D-	模拟	USB数据负（USB2.0接口）
USB[2:0]_D+	模拟	USB数据正（USB2.0接口）
USB_SS1_RX-	输入	USB3.0#1：接收数据负输入
USB_SS1_RX+	输入	USB3.0#1：接收数据正输入
USB_SS1_TX-	输出	USB3.0#1：发送数据负输出
USB_SS1_TX+	输出	USB3.0#1：发送数据正输出
USB_SS2_RX-(PEX1_RX-或PEX3_RX-)	输入	USB3.0#2可选：接收数据负输入
USB_SS2_RX+(PEX1_RX+或PEX3_RX+)	输入	USB3.0#2可选：接收数据正输入
USB_SS2_TX-(PEX1_TX-或PEX3_TX-)	输出	USB3.0#2可选：发送数据负输出
USB_SS2_TX+(PEX1_TX+或PEX3_TX+)	输出	USB3.0#2可选：发送数据正输出
USB_SS3_RX-(SATA_RX-)	输入	USB3.0#3可选：接收数据负输入
USB_SS3_R+(SATA_RX+)	输入	USB3.0#3可选：接收数据正输入
USB_SS3_TX-(SATA_TX-)	输出	USB3.0#3可选：发送数据负输出
USB_SS3_t+(SATA_TX+)	输出	USB3.0#3可选：发送数据正输出

注释：USB_SS0接口在连接器上不可用，因为它用于千兆以太网。

3.6 PCIe接口

标准	注释
PCIe基本规范2.0	TX1满足Gen2（5.0GT/S）数据速率的时序要求，参看标准中的完整接口定时细节 虽然NVIDIA验证了TX1设计满足PCIe规范，但是PCIe软件支持可能是有限的

TX1集成了x5 Lane PCIe桥，使能控制路径从TX1到外部PCIe设备，2个PCIe Gen2控制器（一个x4，一个x1）支持连接到1个或2个EP上。

参见Jetson TX1 OEM ProductDesign Guide所描述的被支持的USB3.0/PCIe/SATA配置和连接例子。

信号功能	类型	描述
PEX_WAKE#	Input	PCIe唤醒 这个信号用作PCIe规范定义的WAKE#信号，当这个信号被PCIe设备断言的时候，它请求恢复系统电源，这个信号的断言不导致中断或其它结果
PCIe控制器0
PEX0_REFCLK+/-	Output	差分参考时钟，PEX0_REFCLK与PCIe控制器0相关
PEX2_RX+/-(Lane3) PEX_RFU_RX+/-(Lane2) USB_SS1_RX+/-(Lane1) PEX0_RX+/-(Lane0)	Input	差分接收数据Lanes，与PCIe控制器0相关
PEX2_TX+/-(Lane3) PEX_RFU_TX+/-(Lane2) USB_SS1_TX+/-(Lane1) PEX0_TX+/-(Lane0)	Output	差分发送数据Lanes，与PCIe控制器0相关
PEX0_CLKREQ#	双向	PCIe参考时钟请求 这个信号是PCIe设备用来指示它需要PEX_REFCLKP和PEX_REFCLKN上有有效的的参考时钟，PEX0_CLKREQ#与PCIe控制器0相关
PEX0_RST#	Output	PCIe复位 这个信号用来复位所有的PCIe连接，在PCIe插座上的电源稳定之后，这个信号必须断言100ms，PEX0_RST#与PCIe控制器0相关。
PCIe控制器1
PEX1_REFCLK+/-	Output	差分参考时钟，PEX1_REFCLK与PCIe控制器1相关
PEX1_RX+/-	Input	差分接收数据Lane，与PCIe控制器1相关
PEX1_TX+/-	Output	差分发送数据Lane，与PCIe控制器1相关
PEX1_CLKREQ#	双向	PCIe参考时钟请求 这个信号是PCIe设备用来指示它需要PEX_REFCLKP和PEX_REFCLKN上有有效的的参考时钟，PEX1_CLKREQ#与PCIe控制器1相关
PEX1_RST#	Output	PCIe复位 这个信号用来复位所有的PCIe连接，在PCIe插座上的电源稳定之后，这个信号必须断言100ms，PEX0_RST#与PCIe控制器1相关。

 

3.7 SPI接口

SPI控制器运行速度在Master模式可达65Mbps，在从模式可达45Mbps，它可以在控制器和外部设备之间进行双工、同步、串行通讯，SPI有4个信号：SS_N(片选)、SCSK（时钟）、MOSI（Master数据输出和从数据输入）和MISO（从数据输出和主数据输入）。数据按照数据传输方向在每个SCK边沿在MOSI或MISO上传输，而接收器总是在另一个SCK边沿时刻接收数据。

特点：

l  独立的RX FIFO和TX FIFO

l  软件控制的位长，支持包尺寸1到32位。

l  打包模式支持位长7bit（8bit包长）和15bit（16bit包长）

l  SS_N能由软件控制来选择，或者它能自动由硬件在包边界产生。

l  接收比较模式（控制器在接受数据进入FIFO之前在输入数据上监听特定的模式）

l  同时接收和发送支持

l  支持master模式。从模式无效

表17 SPI信号描述

信号	类型	描述
SPI[2:1]_CS[1:0]# SPI0_CS0_N	双向	片选SPI[2:1]:取决于管脚复用。每个SPI接口可能有一个或多个片选选择。
SPI[2:0]_MISO	双向	Master In / Slave Out
SPI[2:0]_MOSI	双向	Master Out / Slave In
SPI[2:0]_CLK	双向	串行时钟：时钟相位和极性可编程

图6 SPI Master定时

表18 SPI主模式定时参数

图7 SPI从模式时序图

表19 SPI从模式shixu1参数

3.8 芯片之间通讯（I2C）控制器

标准	注释
NXP I2C规范

I2C控制器支持多主或多从，标准速度100kbit/s，快速400kbit/s，以及快速+1Mbit/s，高速3.4Mbit/s。支持7bit和10bit从地址模式

表20 I2C使用

接口名	目标应用	TX1上的终端
I2C_GP0_CLK/DAT	多用途	1K欧连接到1.8V
I2C_GP1_CLK/DAT	电源监视	1K欧连接到3.3V
I2C_PM_CLK/DAT	相机	1K欧连接到1.8V
I2C_CAM_CLK/DAT	相机和相机相关的功能	1K欧连接到1.8V
DP1_AUX_CJ+/-	显示：HDMI/DP(DDC)	没有
DP0_AUX_CJ+/-	显示：eDP	没有

表21 I2C信号描述

信号	类型	描述
I2C_GP[1:0]_CLK I2C_PM_CLK I2C_CAM_CLK	双向	时钟
I2C_GP[1:0]_DAT I2C_PM_DAT I2C_CAM_DAT	双向	数据

 

3.9 UART控制器

特点:

l  同步串行数据流：起始位和停止位添加到发送数据形成一个数据字符。

l  支持16450-和16550-兼容模式，缺省模式是16450

l  设备时钟高达200MHz，波特率12.5Mbit/秒

l  数据完整性可通过添加奇偶校验位非数据字符。

l  支持字长5到8bit及可选的奇偶校验位、1或2个停止位

l  支持调制解调器的控制输入。

l  DMA伺服于TX和RX

l  8bit x 36深的TX FIFO

l  11bit x 36深的RX FIFO。在FIFO模式每个条目11bit的3bit或注册RX错误（break、帧、奇偶校验错误作为FIFO条目的10、9、8bit）

l  自动敏感比特率检测

l  超时中断，指示是否输入流停止

l  优先级中断机制

l  流控制：RTS和CTS

l  内部环路

l  SIR编码/解码(3/16或4/16波特率脉冲宽度到发送位0)

表22 UART信号描述

功能	类型	描述
UART[2:0]_TX	Output	发送数据
UART[2:0]_RX	Input	接收数据
UART[2:0]_CTS#	Input	清除发送
UART[2:0]_RTS#	output	请求发送

 

3.10 视频输入接口

MIPI相机串口（CSI）

标准	注释
MIPI CSI2.0接收规范
MIPI D-PHY v1.2物理层规范

Jetson TX1模块具有3个MIPI CSI x4模块，支持多种设备类型和摄像机配置。摄像机串行接口（CSI）是基于MIPI CSI2.0标准的规范，CSI接收器，接收来自外部相机模块使用CSI发送器发送的数据。

特点：

l  支持摄像机配置：

n  1 x4：单相机，具有4个lane传感器，使用3个MIPI x4块的任意一个。

n  2 x4：立体对，每个相机有4个lane，使用三个MIPI x4块的任一对。

n  2 x2：双相机模式，将任何MIPI x4块拆分成两个x2的子块，能同时支持到6个摄像机流

l  支持输入数据格式：

n  RGB：RGB888, RGB666, RGB565, RGB555,RGB444

n  YUV: YUV4522-8b, YUV420-8b(传统的), YUV420-8b,YUV444-8b

n  RAW: RAW6, RAW7, RAW8, RAW10, RAW12, RAW14

n  DPCM: 用户定义

n  用户定义：JPEG8

n  内嵌：内嵌控制信息

l  支持单shot模式。

l  物理层接口（MIPI D-PHY）操作模式

n  高速模式：高速差分信号，达1.5Gbps，低功耗突发传输

n  低电压控制：单端1.2VCMOS级，低速信号，用于握手

n  低电压Escape：low speedsignaling for data, used for escape command entry only. 20ms

如果2个流来自单个源，那么这个流可以使用一个滤波器进行分离，这个滤波器按不同的虚拟通道号或数据类型进行检索。如果使用数据类型分离，正常数据类型从嵌入的数据类型分离出来，因为仅2个像素解析器（parsers），虚拟通道和内嵌数据能力不可能同时使用。

表23 CSI信号描述

信号名称	类型	描述
CSI_[5:0]_CLK_N CSI_[5:0]_CLK_P	输入	差分CSI时钟
CSI_[5:0]_D[1:0]_N CSI_[5:0]_D[1:0]_P	输入	差分CSI数据Lanes，每个数据对可能会与不同的相机关联，或CSI_[1:0]_D[1:0], CSI_[3:2]_D[1:0], CSI_[5:4]_D[1:0]可以用来与4Lanes相机接口

 

 

 

摄像机/VI（video input视频输入）

视频输入（VI）模块从CSI接收器中接收数据，将其送到系统内存或专用的图像信号处理器(ISP)执行资源，VI提供的格式RGB、YCbCr、和原始的Bayer数据，以支持多种相机用户模块，这些模块包括单个和多个相机系统，可能有多达6个有效的流，这些输入流从MIPI兼容的CMOS传感器相机模块获得。

表24 相机时钟和控制信号描述

信号	类型	描述
I2C_CAM_CLK	双向	见I2C一节
I2C_CAM_DAT	双向	见I2C一节
CAM[1:0]_MCLK	输出	视频输入Master时钟，用于主、次相机
GPIO1_CAM1_PWR# GPIO0_CAM0_PWR#	双向	相机电源控制信号：连接到相机的掉电脚，可用作通用目的IOs
GPIO5_CAM_FLASH_EN	输出	相机闪光灯使能：连接使能闪光灯电路，可用作通用目的IO
GPIO3_CAM1_RST# GPIO2_CAM-_RST#	输出	相机复位，用于相机模块复位，如果自动聚焦使能被要求，GPIO3_CAM1_RST#到相机模块的AF_EN脚，使用GPIO2_CAM0_RST#作为公共的复位线，可用作通用目的IOs。

 

3.11 其它接口

调试接口

TX1有一个可选的JTAG接口

表25 调试信号描述

信号	类型	描述
JTAG_RTCK	Output	返回的测试时钟
JTAG_TCK	Input	测试时钟
JTAG_TDI	Input	测试数据入
JTAG_TDO	Output	测试数据出
JTAG_TMS	Input	测试模式选择
JTAG_TRST#	Input	测试复位

 

PWFM（脉冲宽度/频率调制器）

PWFM是一个频率除法器，具有可变脉冲宽度，PWFM运行时钟是在时钟和复位控制器里的设备时钟，最大频率48MHz，PWFM先预分频（除256），这个信号可在TX1脚上得到，主要用于LCD对比度和亮度调整，另一个用于风扇速度控制。

表26 PWFM信号

信号	类型	描述
LCD0_BKLT_PWM FAN_PWM	output	LCD背光（PM3_PWM0）和FAN（PM3_PWM3）脉冲频率调整信号，这些输出一个频率信号，是设备时钟源的分频，及输出一个可编程的脉冲宽度