MZ7030/035/045核心模塊硬件手冊

1產品概述

    自2017年MZ7030/MZ7035/ MZ7045系列開發平台發布以來，該系列開發平台和核心模塊經過多次迭代升級，在工業自動化、水利電力控制設備、醫療圖像設備等領域廣泛應用，產品性能接受了廣大客戶的檢驗，穩定可靠。2021年因芯片普遍緊缺漲價，核心模塊再次升級以確保供貨穩定和降低用戶的使用成本。

2硬件參數概述

核心模塊硬件參數
SOC型號	XC7Z030FFG676-2I /XC7Z035FFG676-2I/ XC7Z045FFG676-2I
ARM主要參數	Cortex-A9 雙核主頻 800M
FPGA主要參數	型號		XC7Z030FFG676-2I	XC7Z035FFG676-2I	XC7Z045FFG676-2I
	架構		Kintex7	Kintex7	Kintex7
	速度等級		-2	-2	-2
	邏輯單元(Logic Cells)		125K	275K	350K
	查找表(LUTs)		78600	171900	218600
	BlockRAM(#36kbBlocks)		9.3Mb	17.6Mb	19.2Mb
	DSP(DSP slices)		400	900	900
	觸發器(Flip-flops)		157200	343800	437200
	XADC		1路(和GPIO復用)	1路(和GPIO復用)	1路(和GPIO復用)
	GTX		4對	8對	8對
核心電源	1.0V電源最大輸出30A
PS DDR	DDR3L 1GB 1066MHZ*32bits
PL DDR	DDR3L 1GB 1600MHZ*32bits
EMMC	8GB/4GB
SD卡	1路TF卡接口
FLASH	256Mbit QSPI-Flash
PS晶振	33.3333MHZ(核心模塊上)
PL晶振	100MHZ(核心模塊上)
GTX	時鍾	MGT111BANK時鍾引出到核心板預留位置（MZ7030核心板不支持）
		MGT112BANK 時鍾引出到核心板連接器
	GTX數據通道	引出8對GTX到連接器，最大支持 10.3125Gbps(MZ7030引出4對GTX)
千兆以太網	1 路工業級千兆網芯片集成在核心板上，並且以太網數據接口引出到連接器
USB OTG	1路USB OTG芯片集成到核心板上，數據接口引出到連接器
USB 串口	1路USB串口芯片集成到核心板上(默認不焊接，推薦底板單獨焊接USB串口芯片)
JTAG接口	引出JTAG接口，同時引出到連接器
電源輸入	核心模塊			4.7~5V@3A
連接型號	核心模塊			廣瀨 FX8-120P-SV92 2個 FX8-100P-SV92 1個
	底板			廣瀨 FX8-120S-SV92 2個 FX8-100S-SV92 1個
外形尺寸	核心模塊			70mm*60mm
	連接器合高			8mm

3核心模塊

4硬件詳細描述

1:ZYNQ SOC

核心模塊搭載了一顆 XILINX 可編程 SOC 芯片 XC7Z030/035/045-FFG676-2I。該芯片集成了ARM Cortex-A9 雙核CPU以及可編程邏輯單元，同時具備了硬件編程和軟件編程功能。

SOC型號	XC7Z030FFG676-2I /XC7Z035FFG676-2I/ XC7Z045FFG676-2I
ARM主要參數	Cortex-A9 雙核主頻 800M
FPGA主要參數	型號	XC7Z030FFG676-2I	XC7Z035FFG676-2I	XC7Z045FFG676-2I
	架構	Kintex7	Kintex7	Kintex7
	速度等級	-2	-2	-2
	邏輯單元(Logic Cells)	125K	275K	350K
	查找表(LUTs)	78600	171900	218600
	BlockRAM(#36kbBlocks)	9.3Mb	17.6Mb	19.2Mb
	DSP(DSP slices)	400	900	900
	觸發器(Flip-flops)	157200	343800	437200
	XADC	1路(和GPIO復用)	1路(和GPIO復用)	1路(和GPIO復用)
	GTX	4對	8對	8對

2:DDR內存

核心模塊搭載了4片鎂光（Micron）DDR3L內存。2片與ZYNQ的PS內存接口相連；另外2片與 FPGA 的 PL 連接，用戶可通過MIG訪問 PL 部分的內存。

單片DDR內存大小是 512MB ，數據接口是16bit。PS 端2片內存組成32bit數據接口，內存大小1GB，內存數據主頻 高達 1066MHZ，數據帶寬可達 1066MHz*32bit。PL 端 2 片內存組成 32bit 數據接口，內存大小1GB，內存數據主頻高達1600MHZ，數據帶寬可達 1600MHz*32bit。

注意：由於 Vivado 軟件中 DDR 的型號不全，為兼容核心模塊使用的 DDR,使用軟件時,選擇MT41K256M16 RE-125,核心模塊根據市場供貨，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 用於商業級核心模塊)

    MT41K256M16TW-107 IT:P(工業級DDR 用於工業級核心模塊)

MT41K256M16TW-107AAT:P (車規級DDR 用於工業級核心模塊)

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配置部分正確設置相關參數。

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-D12對應於FPGA的G4腳，PL-DDR3-D15對應於FPGA的F4腳。

3:QSPI

4bit SPI FLASH，可用於保存數據和代碼。

主要技術參數:256Mbit:

-x1, x2, and x4 支持

-最高時鍾104 MHz, MIZ7035 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]需要被正確設置。 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 只支持 24bit 的尋址 空間，256Mb 是通過內部 bank 的切換實現全部訪問。

注意：核心板模塊的QSPI FLASH型號根據市場貨源而定，目前米聯客使用以下3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，一般編程可以不需要知道型號。

MT25QL256ABA1EW9-0SIT

S25FL256SAGNFI000

S25FL256SAGNFI001

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 連接到了 ZYNQ 的 PS 端接口，接口采用 SD 模式。EMMC 具備體積小，容量大，使用方便，速度快等優點，數據時鍾可以達到 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兼容型號目前已經量產過的EMMC型號如下：

KLM8G1GEME-B041(商業級EMMC用於商業級核心模塊)

MTFC8GAKAJCN-4M(工業級EMMC用於工業級級核心模塊)

KLMBG4GEUF-B04P(車規級EMMC用於工業級級核心模塊)

KLMBG4GEUF-B04Q(車規級EMMC用於工業級級核心模塊)

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:PS系統時鍾

    對於PS的系統輸入時鍾只需要在ZYNQ IP核中正確設置時鍾頻率，不需要進行PIN腳約束。

6:PL時鍾

    PL一路時鍾接到BANK34的C8腳，由於BANK34是DDR3L BANK 所以定義FPGA IO的時候可以使用SSTL135電平約束。

7:GTX時鍾

核心板上的GTX時鍾

MGT時鍾的PIN腳定義可以通過閱讀原理圖直觀獲知。

8:上電復位

開發平台上電復位信號是 PS_POR_B，此復位信號接到上電復位芯片TPS3106K33DNVR。

開發平台外部復位信號是 PS_RST，如果有需要，此復位信號接到功能底板的按鍵輸入。

9:模式開關

模式開關在核心板上，通過設置模式開光，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持，老版本的核心板只支持SD模式和QSPI模式)

模式	SW-PIN1	SW-PIN2
JTAG	ON	ON
SD	OFF	OFF
QSPI	ON	OFF

 

 

 

10:PS以太網

以太網芯片集成在核心模塊上，可以簡化用戶板卡的布線難度，降低用戶板卡的硬件成本。

PS部分以太網RGMII接口在ZYNQ IP中配置，通過閱讀原理圖，可以快速正確定位以RGMII接口所在的ETH0的MIO的位置。

11:USB2.0接口

OTG芯片采用USB3320_QFN32，已經集成在核心模塊上。

PS部分USB2.0 OTG接口在ZYNQ IP中配置，通過閱讀原理圖，可以快速正確定位USB2.0 OTG接口所在USB0的MIO的位置。

12:USB串口

注意：默認核心板不焊接此串口芯片，除非特殊情況，否則不使用核心板的串口。

ZYNQ ARM UART1通過CP2104 USB轉串口芯片實現和電腦通信，用於信息調試。

PS部分UART串口在ZYNQ IP中配置，通過閱讀原理圖，可以快速正確定位以UART USB串口接口所在的UART1的MIO的位置。

讀者需要注意，這的UART_TXD 實際上是數據從UART芯片發送到ZYNQ芯片，UART_RXD數據是從ZYNQ芯片發送到UART芯片。

 

13:JTAG接口

核心板上JTAG接口，由於JTAG不支持熱插拔，盡量不要使用核心板的JTAG接調試，建議引出擴展到功能底板上，先插好JTAG接口，然后再插USB端接口，這樣可以盡量避免JTAG接口的損壞。

14:電源管理

14-1:核心板電源管理

14-2:功能底板電源

底板上外設電源建議晚於核心板的電源啟動可以參考如下方案，使用核心板的CORE1V8作為外設電源啟動：

 

15:散熱片

定制散熱片，強勁散熱。

16:連接器定義

17:等長描述

18:核心板擴展即可ADJ電阻調壓位置

5 ZYNQ-XC7Z035/045-FFG676 BANK 分布

6技術支持

技術支持形式包括米聯客社區、QQ群、微信、電話、公眾號等，但是不限於以上方式。

 

米聯客官方社區：www.uisrc.com

 

米聯客社區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：[phone]

 

官方微信公眾號：

7售后

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(主芯片，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，聯系銷售/技術支持安排退回事宜。

售后維修請登錄工單系統：https://www.uisrc.com/plugin.php?id=x7ree_service

4、以下情形不屬於質保范疇。

A:由於用戶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:用戶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、質保范疇外（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，登錄網頁獲取最新的售后地址：https://www.uisrc.com/t-1982.html

8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/

官方淘寶1店：https://milianke.taobao.com

 

銷售電話：[phone]

 

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