MZ7015FA開發平臺硬體手冊
1產品概述
自2015年米聯客ZYNQ系列開發平臺釋出以來,米聯客ZYNQ系列開發平臺和核心模組經過多次迭代升級,在工業自動化、水利電力控制裝置、醫療影象裝置等領域廣泛應用,產品效能接受了廣大客戶的檢驗,穩定可靠。2021年因晶片普遍緊缺漲價,MZ7015核心模組再次升級以確保供貨穩定和降低使用者的使用成本。
2硬體引數概述
MZ7015FA硬體引數 | ||
SOC型號 |
XC7Z015CLG485-2I |
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ARM主要引數 |
Cortex-A9 雙核主頻 766M |
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FPGA主要引數 |
型號 |
XC7Z015CLG485-2I |
FPGA架構 |
Artix7 |
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速度等級 |
-2 |
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邏輯單元 |
74K |
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查詢表(LUTs) |
46200 |
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Block RAM(#36kb Blocks) |
3.3Mb |
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DSP(DSP slices) |
160 |
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觸發器(Flip-flops) |
92400 |
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XADC |
1路(和GPIO複用) |
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GTP/GPX |
4對 |
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核心電源 |
1.0V電源最大輸出8A 確保系統穩定 |
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PS DDR |
DDR3L 1GB 1066MHZ*32bits |
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EMMC |
8GB/4GB |
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SD卡 |
1路TF卡介面 |
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FLASH |
128Mbit QSPI-Flash |
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PS晶振 |
33.3333MHZ(核心模組上) |
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PL晶振 |
100MHZ(底板上) |
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GTP/GTX |
引出到底板上 |
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125MHZ差分時鐘(底板上) | ||
SFP |
2 路 SFP+介面,單路最大支援 6.25Gbps (和PCIE公用1組GTP,因此不能同時使用PCIE) |
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PCIE介面 |
PCIE2.0 X2(和SPF公用1組GTP,因此不能同時使用SFP) |
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SATA |
2路 |
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千兆乙太網 |
1路PS千兆網 1路 PL千兆乙太網 |
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HDMI輸出 |
1 路 HDMI 輸出,支援 DVI1.0/HDMI1.0協議,最大輸出1080@60fps |
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HDMI輸入 |
1 路 HDMI 輸入,支援 HDMI1.4協議,最大輸入1080@60fps |
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USB HOST |
4 路 USB HOST,可接 USB 外設 |
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USB |
底板 1 路 USB 轉串列埠,MicroUSB介面 |
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EEPROM |
1路24LC02 |
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RTC |
1路DS1337 |
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按鍵 |
底板 4 個 |
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LED |
底板 4 個 |
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JTAG介面 |
1路使用下載器進行除錯和下載 |
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FEP擴充套件IO |
FEP高速擴充套件介面,HR BANK,48GPIO/24對差分,修改核心模組ADJ電阻調整電壓 |
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電源輸入 |
核心模組 |
5V@3A |
功能底板 |
12V@2A |
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連線型號 |
核心模組 |
廣瀨 FX8-100P-SV92 3個 |
底板 |
廣瀨 FX8-100S-SV92 3個 |
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FEP-底板 |
泰科5177983 |
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FEP-子卡 |
泰科5177984 |
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外形尺寸 |
核心模組 |
50mm*50mm |
功能底板 |
200mm*110mm |
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聯結器合高 |
3mm |
3核心模組
4功能底板
5硬體詳細描述
1:ZYNQ SOC
核心模組搭載了一顆 XILINX 可程式設計 SOC 晶片XC7Z015CLG485-2I。該晶片集成了ARM Cortex-A9 雙核CPU以及可程式設計邏輯單元,同時具備了硬體程式設計和軟體程式設計功能。
SOC型號 |
XC7Z015CLG485-2I |
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ARM主要引數 |
Cortex-A9 雙核主頻 766M |
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FPGA主要引數 |
型號 |
XC7Z015CLG485-2I |
架構 |
Artix7 |
|
速度等級 |
-2 |
|
邏輯單元(Logic Cells) |
74K |
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查詢表(LUTs) |
46200 |
|
Block RAM(#36kb Blocks) |
3.3Mb |
|
DSP(DSP slices) |
160 |
|
觸發器(Flip-flops) |
92400 |
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XADC |
1路(和GPIO複用) |
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引出GTP/GPX |
4對 |
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引出MIO |
38個 |
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引出PL HR IO |
146個(或72對差分) |
2:DDR記憶體
核心模組搭載了2片鎂光(Micron)DDR3L記憶體。2片與ZYNQ的PS記憶體介面相連。
單片DDR記憶體大小是 512MB ,資料介面是16bit。PS 端2片記憶體組成32bit資料介面,記憶體大小1GB,記憶體資料主頻高達 1066MHZ,資料頻寬可達 1066MHz*32bit。
注意:由於 Vivado 軟體中 DDR 的型號不全,為相容核心模組使用的 DDR,使用軟體時,選擇MT41K256M16 RE-125,核心模組根據市場供貨,以及商業及工業級會選用以下幾種型號進行量產:
MT41K256M16TW-107:P(商業級DDR 用於商業級核心模組)
MT41K256M16TW-107 IT:P(工業級DDR 用於工業級核心模組)
MT41K256M16TW-107AAT:P (車規級DDR 用於工業級核心模組)
PS DDR無需進行PIN腳約束,使用的時候只需要對ZYNQ IP的DDR配置部分正確設定相關引數。
3:QSPI
4bit SPI FLASH,可用於儲存資料和程式碼。
主要技術引數:128Mbit:
-x1, x2, and x4 支援
-最高時鐘104 MHz, rates @ 100 MHz 4bit 模式下可以達到 400Mbs
-工作於 3.3V
-為了正確使用 QSPI FLASH 工作於 4bit 模式, MIO[1:0,8]需要被正確設定。 MIO[8]需要通過 一個 20K 的上電阻上拉到 3.3V,讓 4bit FLASH 可以工作於反饋模式。 Zynq 只支援 24bit 的定址 空間,128Mb 是通過內部 bank 的切換實現全部訪問。
注意:核心板模組的QSPI FLASH型號根據市場貨源而定,目前米聯客使用以下2種型號,客戶購買板卡的時候如果需要知道型號可以問下客服,一般程式設計可以不需要知道型號。
W25Q128FV
N25Q128A13ESE40F
PS部分的FLASH IO在ZYNQ IP中配置,通過閱讀原理圖,可以快速正確定位QSPI FLASH 的MIO的位置。
4:EMMC
核心板焊接了4GB/8GB大容量的 EMMC,EMMC 連線到了 ZYNQ 的 PS 端介面,介面採用 SD 模式。EMMC 具備體積小,容量大,使用方便,速度快等優點,資料時鐘可以達到 50MHZ。由於直接焊接在核心板上,因此可以使用在震動或者環境相對惡劣的場合。
注意:EMMC根據應用場合供貨情況會選擇不同的相容型號目前已經量產過的EMMC型號如下:
KLM8G1GEME-B041(商業級EMMC用於商業級核心模組)
MTFC8GAKAJCN-4M(工業級EMMC用於工業級級核心模組)
KLMBG4GEUF-B04P(車規級EMMC用於工業級級核心模組)
KLMBG4GEUF-B04Q(車規級EMMC用於工業級級核心模組)
PS部分的SDIO IO在ZYNQ IP中配置,通過閱讀原理圖,可以快速正確定位EMMC所在的SDIO1的MIO的位置。
5:SD介面
開發板 TF-CARD與主晶片PS部分連線,支援SDIO 模式。TF-CARD 可以用來儲存資料和程式, 如 LIUNX 作業系統。PS 部分相關的引腳是 MIO[40-47],其中包含了TF卡檢測訊號。 TF 卡由於沒 有防寫功能,因此防寫不起作用。由於TF卡工作在3.3V ,而MZ7015FA工作於1.8V,因此使用了TXS02612作為電平橋接晶片。
PS部分的SDIO IO在ZYNQ IP中配置,通過閱讀原理圖,可以快速正確定位TF卡所在的SDIO0的MIO的位置。
6:PS系統時鐘
對於PS的系統輸入時鐘只需要在ZYNQ IP核中正確設定時鐘頻率,不需要進行PIN腳約束。
7:PL時鐘
PL一路時鐘接到BANK34的T2腳,時鐘在功能底板上
8:GTX時鐘
一路125M差分GTX時鐘,在功能底板上
MGT時鐘的PIN腳定義可以通過閱讀原理圖直觀獲知。
9:上電覆位
開發平臺上電覆位訊號是 PS_POR_B,MZ7015使用tps51200的PGOOD作為復位訊號。
開發平臺外部復位訊號是 PS_RST,此復位訊號接到功能底板的按鍵輸入。
10:模式開關
模式開關在核心板上,通過設定模式開光,可以實現JTAG模式、SD卡模式、QSPI模式的切換(只有新版本核心板支援,老版本的核心板只支援SD模式和QSPI模式)
核心板絲印 Ver:20220320之前的版本:
模式 |
SW-PIN1 |
SW-PIN2 |
SD |
OFF |
X |
QSPI |
ON |
X |
核心板絲印 Ver:20220320以後的版本
模式 |
SW-PIN1 |
SW-PIN2 |
JTAG |
ON |
ON |
SD |
OFF |
OFF |
QSPI |
ON |
OFF |
11:PS乙太網
乙太網晶片整合在功能底板上,PS部分乙太網RGMII介面在ZYNQ IP中配置,通過閱讀原理圖,可以快速正確定位以RGMII介面所在的ETH0的MIO的位置。
乙太網的RJ-45介面在功能底板上
12:PL乙太網
PL集成了1路PL乙太網,在BANK34,該BANK是HR BANK,IO電平是3.3V
為節省成本,2個PHY晶片共用一個時鐘晶片
13:USB2.0介面
OTG晶片採用TUSB1210_QFN32,該晶片整合在功能底板上。
PS部分USB2.0 OTG介面在ZYNQ IP中配置,通過閱讀原理圖,可以快速正確定位USB2.0 OTG介面所在USB0的MIO的位置。
在功能底板上通過HUB晶片擴充套件4路USB2.0 HOST介面
每一路USB介面都具備過流保護功能
14:USB串列埠
ZYNQ ARM UART1通過CP2104 USB轉串列埠晶片實現和電腦通訊,用於資訊除錯,預設不焊接核心板上的串列埠晶片。
PS部分UART串列埠在ZYNQ IP中配置,通過閱讀原理圖,可以快速正確定位以UART USB串列埠介面所在的UART1的MIO的位置。
讀者需要注意,這的UART_TXD 實際上是資料從UART晶片傳送到ZYNQ晶片,UART_RXD資料是從ZYNQ晶片傳送到UART晶片。
以下串列埠晶片在功能底板上。
在底板上的介面
15:HDMI輸出介面
功能底板的HDMI輸出介面直接由FPGA驅動,支援最大1080@60fps輸出。
功能底板的原理圖中,為了快速直觀定位到FPGA的PIN腳,在定義的功能網路部分有具體的FPGA PIN腳號。
16:HDMI輸入介面
功能底板的HDMI輸入介面採用了ADV7611 HDMI晶片,可以支援HDMI1.4協議。
17:SFP+光口
XC7Z015CLG485-2I有1組共4對GTP介面。在MZ7015FA中,其中MGT112的2對GTP用於SFP+光通訊介面,最大支援速率6.25Gbps.
在功能底板上,MGT112引出到SFP+介面
18:PCIE介面
PCIE金手指
XC7Z015CLG485-2I有1組共4對GTP介面。在MZ7015FA中,其中MGT112的2對GTP用於PCIE2.0X2
19:EEPROM
20:RTC時鐘DS1337
21:按鍵
在功能底板上有5個按鍵,其中1個是復位按鍵,另外4個接到了FPGA IO
22:LED
在功能底板上有5個LED,個電源指示,其他LED1~ LED4分別接到了FPGA BANK34的L6、M6、K7和L7腳
23:JTAG介面
核心板上JTAG介面,JTAG不支援熱插拔,斷電情況下接好JTAG後再把下載器的USB線插入電腦USB介面
功能底板上JTAG介面
底板上增加了ESD保護晶片,但是JTAG不支援熱插拔,斷電情況下接好JTAG後再把下載器的USB線插入電腦USB介面
24:FEP高速擴充套件介面
FEP高速擴充套件介面可以用於單端IO的通訊,單端IO最高250M,也可以用於LVDS的通訊。對於MZ7015FA,FEP的擴充套件介面也是核心板上的ADJ BANK,通過修改ADJ BANK電壓可以滿足多種應用場合。
原理圖紅色部分為全域性時鐘IO,綠色部分是區域性時鐘IO
25:電源管理
25-1:核心板電源管理
25-2:功能底板電源
這裡需要注意,外設的電源應當最後上,所以這裡使用了VCCADJ作為功能板上的電源使能
26:散熱片
6 ZYNQ-XC7Z015 CLG485 BANK 分佈
7技術支援
技術支援形式包括米聯客社群、QQ群、微信、電話、公眾號等,但是不限於以上方式。
米聯客官方社群:www.uisrc.com
米聯客社群FPGA/SOC QQ群:
群1:516869816 群2:543731097
群3:86730608 群4:34215299
技術微信:18951232035
技術電話:18951232035
官方微信公眾號:
8售後
1、7天無理由退貨(人為原因除外)
2、質保期限:本司產品自快遞簽收之日起,提供一年質保服務(主晶片,比如FPGA 或者CPU等除外)。
3、維修換貨,需提供淘寶訂單編號或合同編號,聯絡銷售/技術支援安排退回事宜。
售後維修請登入工單系統:https://www.uisrc.com/plugin.php?id=x7ree_service
4、以下情形不屬於質保範疇。
A:由於使用者使用不當造成板子的損壞:比如電壓過高造成的開發板短路,自行焊接造成的焊盤脫落、銅線起皮 等
B:使用者日常維護不當造成板子的損壞:比如放置不當導致線路板腐蝕、基板出現裂紋等
5、質保範疇外(上方第4條)及質保期限以外的產品,本司提供有償維修服務。維修僅收取器件材料成本,往返運 費全部由客戶承擔。
6、寄回地址,登入網頁獲取最新的售後地址:https://www.uisrc.com/t-1982.html
9銷售
天貓米聯客旗艦店:https://milianke.tmall.com
京東米聯客旗艦店:https://milianke.jd.com/
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銷售電話:18921033576
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