米聯客-ZYNQ-MZ7100核心模組硬體手冊
1產品概述
自2018年MZ7100系列開發平臺釋出以來,MZ7100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,MZ7100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
MZ7100核心板硬體引數 | ||
SOC型號 |
XC7Z100FFG900-2I |
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ARM主要引數 |
Cortex-A9 雙核主頻 800M |
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FPGA主要引數 |
型號 |
XC7Z100FFG900-2I |
架構 |
Kintex7 |
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速度等級 |
-2 |
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邏輯單元(Logic Cells) |
444K |
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查詢表(LUTs) |
277400 |
|
Block RAM(#36kb Blocks) |
26.5Mb |
|
DSP(DSP slices) |
2020 |
|
觸發器(Flip-flops) |
554800 |
|
XADC |
1路(和GPIO複用) |
|
GTX |
16對,單路最大支援 10.3125Gbps |
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核心電源 |
1.0V電源最大輸出30A |
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PS DDR |
DDR3L 1GB 1066MHZ*32bits |
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PL DDR |
DDR3L 1GB 1600MHZ*32bits |
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EMMC |
8GB/4GB |
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FLASH |
256bit QSPI-Flash(2片128Mbit QPSI) 8bit資料位寬 |
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PS晶振 |
33.3333MHZ( |
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PL晶振 |
100MHZ(核心模組上) |
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GTX晶振 |
核心板上集成了具有通過模式開關修改時鐘頻率的可程式設計時鐘 |
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千兆乙太網 |
PS 端 1 路千兆網 RJ45介面 |
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USB OTG |
核心板整合1路 USB OTG晶片 |
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USB 串列埠 |
核心板整合1路 USB 轉串列埠晶片 |
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JTAG介面 |
核心板引出了JTAG除錯介面 |
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PS-IO |
引出2個MIO到聯結器 |
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PL-IO |
207個IO 其中可以實現86對差分IO支援ADJ電壓可調(修改核心板ADJ電阻) |
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電源輸入 |
核心模組 |
5V@6A |
功能底板 |
12V@3A |
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連線型號 |
核心模組 |
廣瀨 FX8-140P-SV92 2 |
功能底板 |
廣瀨 FX8-140S-SV92 2個 FX8-100S-SV92 2個 |
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外形尺寸 |
核心模組 |
80mm*68mm |
核心板和功能底板聯結器合高 |
3mm |
3核心模組
4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XC7Z100FFG900-2I。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 |
XC7Z100FFG900-2I |
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ARM主要引數 |
Cortex-A9 雙核主頻 800M |
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FPGA主要引數 |
型號 |
XC7Z100FFG900-2I |
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架構 |
Kintex7 |
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速度等級 |
-2 |
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邏輯單元(Logic Cells) |
444K |
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查詢表(LUTs) |
277400 |
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Block RAM(#36kb Blocks) |
26.5Mb |
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DSP(DSP slices) |
2020 |
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觸發器(Flip-flops) |
554800 |
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XADC |
1路(和GPIO複用) |
||
GTX |
16對,單路最大支援 10.3125Gbps |
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核心板引出IO |
PS-MIO |
2個(MIO50、MIO51) |
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PL- IO |
207個其中可以做86對差分 |
2:DDR記憶體
核心模組搭載了4片鎂光(Micron)DDR3L記憶體。2片與ZYNQ的PS記憶體介面相連;另外2片與 FPGA 的 PL 連線,使用者可通過MIG訪問 PL 部分的記憶體。
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。PL 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1600MHZ,資料頻寬可達 1600MHz*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)
2-1:PS DDR原理圖
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。
2-2:PL DDR原理圖
PL部分DDR需要使用到MIG配置,PIN腳約束需要在MIG中定義。通過閱讀原理圖,可以快速正確定位FPGA的PIN腳號,比如PL-DDR3-D29對應於FPGA的J4腳,PL-DDR3-D25對應於FPGA的J3腳。
3:QSPI
採用2片4QSPI FLASH可用於儲存資料和程式碼。
主要技術引數:單片FLASH 128Mbit 2片共256Mbit
-載入模式採用x8支援
-最高時鐘104 MHz, MIZ7100 rates @ 100 MHz 8bit 模式下可以達到 800Mbs
-工作於 3.3V
-為了正確使用 QSPI FLASH 工作於 8bit 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FLASH 可以工作於反饋模式。 Zynq 只支援 24bit 的定址 空間,256Mb 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,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。
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,MZ7100核心板上的EMMC通過EMIO 連線到了ZYNQ 的 PS 端介面,介面採用 SD 模式,由於使用EMIO最高速度20M。EMMC 具備體積小,容量大,使用方便,速度快等優點。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[40-46],MIO14為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MZ7100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。
SDIO介面引出到了核心板聯結器上。
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BANK35的E16和E15腳,由於BANK35是1.8V BANK 所以定義FPGA IO的時候可以使用LVDS電平約束。
8:GTX時鐘
核心板上集成了具有通過模式開關修改時鐘頻率的可程式設計時鐘,分別接到了MGT110_CLK1和MGT111_CLK1
9:上電覆位
開發平臺上電覆位訊號是 PS_POR_B,此復位訊號接到上DDR電源的PGOOD腳。
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,老版本使用JTAG的時候設定到SD卡模式並拔掉SD卡)
模式 |
SW-PIN1 |
SW-PIN2 |
JTAG |
ON |
ON |
SD |
OFF |
OFF |
QSPI |
ON |
OFF |
11:PS乙太網
乙太網晶片整合在核心模組上,可以簡化使用者板卡的佈線難度,降低使用者板卡的硬體成本。
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。
乙太網晶片引出的乙太網通訊訊號接到了核心板聯結器上:
ETH_TD0_P/ETH_TD0_N;
ETH_TD1_P/ETH_TD1_N;
ETH_TD2_P/ETH_TD2_N;
ETH_TD3_P/ETH_TD3_N;
12:USB-OTG介面
OTG晶片採用TUSB1210_QFN32,已經整合在核心模組上。
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。
OTG_ID OTG_P/OTG_N USB5V0引出到了核心板聯結器上
13: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。
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。
MZ7100核心板串列埠穩定,可以直接使用核心板聯結器上的UART_D_P和UART_D_N引出到功能底板使用,簡化功能底板的設計。
14:JTAG介面
核心板上JTAG介面
注意JTAG介面不支援熱插拔,尤其是很多電源的大地沒接好,導致了電平不一致,損壞JTAG介面。建議可以先插入JTAG然後再把USB介面插入到電腦,因為USB介面是支援熱插拔的,這樣最大程度避免JTAG的損壞。
15:電源管理
15-1:核心板電源管理
外設電源應該晚於核心板的電源啟動,這裡使用了核心板的3.3V使能功能底板的3.3V
16:散熱片
定製散熱片,強勁散熱。
17:聯結器定義
18:等長描述
19:核心板擴充套件即可ADJ電阻調壓位置
5ZYNQ-XC7Z100-FFG900 BANK 分別
6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:
7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
8銷售
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官方淘寶1店:https://milianke.taobao.com
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