米聯客-ZYNQ-MZ7030FA開發平台硬件手冊


1產品概述

    自2017年MZ7030系列開發平台發布以來,MZ7030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,MZ7030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

MZ7030FA-030硬件參數

SOC型號

XC7Z030FFG676-2I

ARM主要參數

Cortex-A9 雙核主頻 800M

FPGA主要參數

型號

XC7Z030FFG676-2I

架構

Kintex7

速度等級

-2

邏輯單元(Logic Cells)

125K

查找表(LUTs)

78600

Block RAM(#36kb Blocks)

9.3Mb

DSP(DSP slices)

400

觸發器(Flip-flops)

157200

XADC

1(GPIO復用)

GTX

4

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

1TF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晶振

MGT111 BANK 7030沒有MGT111BANK

MGT112BANK 底板具有通過模式開關編程的可編程時鍾芯片

SFP+

2 SFP+接口,單路最大支持 10.3125Gbps 使用MGT112 BANK

PCIE接口

PCIE2.0 X2使用MGT112BANK(SFP+光通信和PCIE通信無法同時使用)

PS千兆以太網

PS 1 路千兆網 RJ45接口

PL千兆以太網

PL 2 路千兆網 RJ45接口

HDMI

1 HDMI 輸出,支持 DVI1.0/HDMI1.0協議,最大輸出1080@60fps

USB HOST

4 USB HOST,可接 USB 外設

USB 串口

底板 1 USB 轉串口,MicroUSB接口

EEPROM

124LC02

RTC

1DS1337

按鍵

底板 4

LED

底板 4

JTAG接口

1路使用下載器進行調試和下載

FEP擴展IO

FEP高速擴展接口,HR BANK96GPIO/48對差分,修改核心模塊ADJ電阻調整電壓

電源輸入

核心模塊

5V@3A

功能底板

12V@2A

連接型號

核心模塊

廣瀨 FX8-120P-SV92 2 FX8-100P-SV92 1

 

底板

廣瀨 FX8-120S-SV92 2 FX8-100S-SV92 1

 

FEP-底板

泰科5177983

 

FEP-子卡

泰科5177984

外形尺寸

核心模塊

70mm*60mm

功能底板

200mm*110mm

連接器合高

8mm

3核心模塊

以下MZCORE676B核心板焊接7035芯片和7045芯片也可以直接安裝到MZ7030FA功能底板使用,但是程序需要用戶自行升級。

4功能底板

 

5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 XC7Z030FFG676-2I。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

ARM主要參數

Cortex-A9 雙核主頻 800M

FPGA主要參數

型號

XC7Z030FFG676-2I

架構

Kintex7

速度等級

-2

邏輯單元(Logic Cells)

125K

查找表(LUTs)

78600

Block RAM(#36kb Blocks)

9.3Mb

DSP(DSP slices)

400

觸發器(Flip-flops)

157200

XADC

1(GPIO復用)

GTX

4對最高速率10.315Gbps,支持 PCIE Gen2

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, MIZ7030 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:SD接口

開發板 TF-CARD與主芯片PS部分連接,支持SDIO 模式。TF-CARD 可以用來保存數據和程序, 如 LIUNX 操作系統。PS 部分相關的引腳是 MIO[40-47],其中包含了TF卡檢測信號。 TF 卡由於沒 有寫保護功能,因此寫保護不起作用。由於TF卡工作在3.3V ,而MZ7030FA工作於1.8V,因此使用了TXS02612作為電平橋接芯片。

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。

7: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。

8:GTX時鍾

核心板上的GTX時鍾(7030 核心板上的時鍾接口不能使用,因為7030沒有MGT111 BANK)

功能底板上的GTX時鍾可以通過模式開關編程輸出不同頻率

MGT時鍾的PIN腳定義可以通過閱讀原理圖直觀獲知,XC7Z030-FFG676沒有MGT111,7035和7045具有MGT111。

9: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,此復位信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

 

 

 

11: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。

以太網的RJ-45接口在功能底板上

12:PL以太網

PL集成了2路PL以太網,在BANK35,該BANK是HP BANK,IO電平是1.8V

 

為節省成本,2個PHY芯片共用一個時鍾芯片

13: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。

在功能底板上通過HUB芯片擴展4路USB2.0 HOST接口

每一路USB接口都具備過流保護功能

14:USB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。

 

在底板上的接口

15:HDMI接口

功能底板的HDMI輸出接口直接由FPGA驅動,支持最大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,在定義的功能網絡部分有具體的FPGA PIN腳號。如下圖所示,HDMI1_FPGA_D0_P 對應於FPGA的J13,HDMI1_FPGA_D0_N對應於FPGA的K13。

16:SFP+光口

XC7Z030FFG676-2只有1組MGT112 BANK共4對GTX接口。MGT112的2個通道用於SFP+光通信接口,最大支持速率10.3125Gbps,另外2個通道用於PCIE通信,並且PCIE通信和SFP+光通信無法同時使用。

在功能底板上,MGT112引出到SFP+接口

17:PCIE接口

PCIE金手指

XC7Z030FFG676-2只有1組MGT112 BANK共4對GTX接口。MGT112的2個通道用於SFP+光通信接口,最大支持速率10.3125Gbps,另外2個通道用於PCIE通信,並且PCIE通信和SFP+光通信無法同時使用。

19:EEPROM

20:RTC時鍾DS1337

21:按鍵

在功能底板上有4個按鍵,其中SW1 和SW2分別接到了FPGA的V13 和V19腳,SW3接到了PS 的MIO50

22:LED

在功能底板上有5個LED,其中LD1~ LD4分別接到了FPGA BANK34的J10、B9、J11和D91腳,LD5腳接到了PS的MIO51

23:JTAG接口

核心板上JTAG接口

功能底板上JTAG接口

24:FEP高速擴展接口

FEP高速擴展接口可以用於單端IO的通信,單端IO最高250M,也可以用於LVDS的通信,也可以滿足GTX 5G以下的通信。對於MZ7030FA,FEP的擴展接口也是核心板上的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局時鍾IO,綠色部分是局部時鍾IO

XC7Z030FFG676-2芯片並沒有MGT111 BANK因此以下FEP上引出的MGT111 BANK的GTX IO是為了讓MZ7030FA的底板安裝MZ7035的核心板的時候引出XC7Z035FFG676-2的MGT111 BANK。

25:電源管理

25-1:核心板電源管理

25-2:功能底板電源

功能底板的外設電源應該晚於核心板的電源啟動,使用核心板的CORE3V3電源使能底板的3V3電源。

26:散熱片

定制散熱片,強勁散熱。

6 ZYNQ-XC7Z030FFG676 BANK 分布

7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:18951232035

 

官方微信公眾號:

8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

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/

官方淘寶1店:https://milianke.taobao.com

 

銷售電話:18921033576

 

公司地址:常州溧陽總部:常州溧陽市中關村-雅創高科智造谷10-1幢

南京研發基地:南京市棲霞區仙林大道181號5幢2220/2221

10視頻

目前官方課程視頻站正在籌建中,在線視頻觀看地址:https://www.uisrc.com/video.html

 


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM