【资料分享】Xilinx XCZU7EV工业核心板规格书(四核ARM Cortex-A53 + 双核ARM Cortex-R5 + FPGA,主频1.5GHz)

发布时间:2023-6-25 14:08    发布者:Tronlong--
关键词: Xilinx , 赛灵思 , 核心板 , 嵌入式 , 嵌入式开发
1 核心板简介
创龙科技SOM-TLZU是一款基于Xilinx UltraScale+ MPSoC系列XCZU7EV高性能处理器设计的高端异构多核SoC工业核心板,处理器集成PS端(四核ARM Cortex-A53 + 双核ARM Cortex-R5) + PL端UltraScale+架构可编程逻辑资源,支持4K@60fps H.264/H.265视频硬件编解码,并支持SATA大容量存储接口。
核心板通过工业级高速B2B连接器引出PCIe、SATA、Ethernet、USB3.0、CAN、UART、GTR、GTH等接口,可通过PS端加载PL端程序,且PS端和PL端可独立开发。核心板经过专业的PCB Layout和高低温测试验证,稳定可靠,可满足各种工业应用环境。
用户使用核心板进行二次开发时,仅需专注上层运用,降低了开发难度和时间成本,可快速进行产品方案评估与技术预研。

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图 1 核心板正面图


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图 2 核心板背面图


图片3.jpg
图 3 核心板斜视图


图片4.jpg
图 4 核心板侧视图



2 典型应用领域
  • 软件无线电
  • 雷达探测
  • 光电探测
  • 视频追踪
  • 图像处理
  • 水下探测
  • 定位导航
  • 深度学习
  • 医疗设备


3 软硬件参数
硬件框图
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图 5 核心板硬件框图

图片6.png
图 6 Xilinx UltraScale + MPSoC处理器功能框图

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图 7 Xilinx UltraScale + MPSoC处理器特性参数


硬件参数

表 1
CPU
Xilinx UltraScale+ MPSoC XCZU7EV-2FFVC1156I
4x ARM Cortex-A53,主频1.5GHz
2x ARM Cortex-R5F,主频600MHz
UltraScale+架构可编程逻辑资源
Mali-400 MP2 GPU图形加速器,支持OpenGL ES 1.1/2.0、OpenVG 1.1
Video Encoder/Decoder(VCU)视频编解码器,支持4K@60fps H.264/H.265
ROM
PS端:8GByte eMMC
PS端:128MByte(2x 64MByte) SPI FLASH
RAM
PS:单通道64bit DDR总线,4GByte DDR4
PL:单通道64bit DDR总线,4GByte DDR4
Logic Cell
504K
OSC
PS端:33.33MHz
B2B Connector
2x 400pin公座高速B2B连接器,共800pin,间距0.8mm,合高7.0mm
1x 电源指示灯
2x PS端用户可编程指示灯
1x PL端DONE指示灯
硬件资源
2x DisplayPort,4K@30fps
2x SATA,速率最高支持6Gbps
1x PS端PCIe,支持Gen1(2.5GT/s)、Gen2(5GT/s),支持x1、x2、x4模式
4x 10/100/1000M Ethernet,支持GMII、RGMII和SGMII接口
备注:Ethernet2与USB0存在引脚复用关系,Ethernet3与USB1存在引脚复用关系,可通过EMIO方式引出使用
2x MMC/SD/SDIO,支持SD3.0/SDIO3.0/eMMC4.51/MMC4.51规范
备注:核心板板载eMMC设备已使用SD0,未引出至B2B连接器
2x USB3.0/2.0,支持HOST或OTG模式
1x QSPI,最高支持150MHz工作频率
2x SPI,最高支持50MHz工作频率
2x UART,最高支持波特率为6.25Mbps
2x CAN,支持CAN 2.0A、CAN 2.0B标准
2x I2C,支持I2C总线规范2.0
1x RTC,支持报警设置和周期中断设置
2x Watchdog
4x Timer
1x PS端ADC,采样率高达1MSPS
4x PS-GTR高速串行收发器,支持6Gbps
20x GTH高速串行收发器,支持16.375Gbps
2x PL端PCIe:支持Gen1(2.5Gbps)、Gen2(5Gbps)、Gen3(8Gbps);支持x1、x2、x4、x8、x16模式
1x PL端ADC,采样率高达200kSPS
1x JTAG,支持IEEE 1149.1和IEEE 1149.6
PS端IO:12个MIO26~MIO33,MIO40~MIO43
PL端IO:单端(29个),差分对(105对),共239个IO
备注:PS端部分引脚资源存在复用关系;PS端PCIe、SATA、USB3.0、DisplayPort、SGMII功能需基于PS-GTR实现。

软件参数

表 2
ARM端软件支持
U-Boot-2022.01、Linux-5.15.36、Yocto 3.4(honister)
Xilinx Unified版本号
2022.2
软件开发套件提供
PetaLinux-2022.2、Xilinx Vitis 2022.2、Xilinx HLS 2022.2、Vivado 2022.2
驱动支持
SPI FLASH
DDR4
eMMC
MMC/SD
USB2.0
USB3.0
LED
KEY
RS232
RS422
RS485
CAN
Ethernet
SATA
HDMI IN
HDMI OUT
SDI IN
SDI OUT
DisplayPort
EEPROM
Watchdog
RTC
ADC



4 开发资料
(1) 提供核心板引脚定义、核心板3D图形文件、可编辑底板原理图、可编辑底板PCB、芯片Datasheet,缩短硬件设计周期;
(2) 提供系统固化镜像、文件系统镜像、内核驱动源码,以及丰富的Demo程序;
(3) 提供完整的平台开发包、入门教程,节省软件整理时间,让应用开发更简单;
(4) 提供详细的PS + PL SoC架构通信教程,完美解决异构多核开发瓶颈。
开发案例主要包括:
  • 基于Linux、裸机的应用开发案例
  • 基于PS + PL的异构多核开发案例
  • 基于PL端的HDL、HLS开发案例
  • CameraLink、SDI、HDMI视频输入/输出案例
  • H.264、H.265视频硬件编解码演示案例
  • 高速AD(AD9613)采集 + 高速DA(AD9706)输出案例
  • AD9361软件无线电案例
  • Aurora光口通信案例
  • PCIe通信案例


5 电气特性
工作环境

表 3
环境参数
最小值
典型值
最大值
工作温度
-40°C
/
85°C
工作电压
/
9.0V
/

功耗测试

表 4
工作状态
电压典型值
电流典型值
功耗典型值
状态1
9.0V
0.52A
4.68W
状态2
9.0V
1.05A
9.45W
备注:功耗基于TLZU-EVM评估板测得。数据与具体应用场景有关,仅供参考。
状态1评估板不接入其他外接模块,PS端启动系统,不执行额外应用程序;PL端运行LED测试程序。
状态2评估板不接入其他外接模块,PS端启动系统,运行DDR压力读写测试程序,4个ARM Cortex-A53核心的资源使用率均约为100%;PL端IFD综合测试程序,资源利用率如下图所示,电源估算功率为5.361W。


6 机械尺寸
表 5
PCB尺寸
65mm*100mm
PCB层数
16层
PCB板厚
2.5mm
安装孔数量
4个


图片8.png

图 8 核心板机械尺寸图



7 产品型号
表 6
型号
CPU
ARM主频
eMMC
DDR4
SPI FLASH
温度级别
SOM-TLZU-2-64GE-32/32GD-I-A2.0
XCZU7EV
1.5GHz
8GByte
PS:4GByte
PL:4GByte
128MByte
工业级
备注:标配为SOM-TLZU-2-64GE-32/32GD-I-A2.0。

型号参数解释
图片9.png

图 9 型号参数解释



8 技术服务
(1)        协助底板设计和测试,减少硬件设计失误;
(2)        协助解决按照用户手册操作出现的异常问题;
(3)        协助产品故障判定;
(4)        协助正确编译与运行所提供的源代码;
(5)        协助进行产品二次开发;
(6)        提供长期的售后服务。


9 增值服务
  • 主板定制设计
  • 核心板定制设计
  • 嵌入式软件开发
  • 项目合作开发
  • 技术培训

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