【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）
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。
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
硬件参数
表 1
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CPU |
Xilinx UltraScale+ MPSoC XCZU7EV-2FFVC1156I |
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4x ARM Cortex-A53，主频1.5GHz |
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2x ARM Cortex-R5F，主频600MHz |
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UltraScale+架构可编程逻辑资源 |
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Mali-400 MP2 GPU图形加速器，支持OpenGL ES 1.1/2.0、OpenVG 1.1 |
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Video Encoder/Decoder(VCU)视频编解码器，支持4K@60fps H.264/H.265 |
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ROM |
PS端：8GByte eMMC |
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PS端：128MByte(2x 64MByte) SPI FLASH |
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RAM |
PS：单通道64bit DDR总线，4GByte DDR4 |
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PL：单通道64bit DDR总线，4GByte DDR4 |
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Logic Cell |
504K |
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OSC |
PS端：33.33MHz |
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B2B Connector |
2x 400pin公座高速B2B连接器，共800pin，间距0.8mm，合高7.0mm |
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LED |
1x 电源指示灯 |
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2x PS端用户可编程指示灯 |
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1x PL端DONE指示灯 |
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硬件资源 |
2x DisplayPort，4K@30fps |
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2x SATA，速率最高支持6Gbps |
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1x PS端PCIe，支持Gen1(2.5GT/s)、Gen2(5GT/s)，支持x1、x2、x4模式 |
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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 |
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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 |
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2x USB3.0/2.0，支持HOST或OTG模式 |
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1x QSPI，最高支持150MHz工作频率 |
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2x SPI，最高支持50MHz工作频率 |
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2x UART，最高支持波特率为6.25Mbps |
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2x CAN，支持CAN 2.0A、CAN 2.0B标准 |
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2x I2C，支持I2C总线规范2.0 |
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1x RTC，支持报警设置和周期中断设置 |
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2x Watchdog |
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4x Timer |
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1x PS端ADC，采样率高达1MSPS |
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4x PS-GTR高速串行收发器，支持6Gbps |
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20x GTH高速串行收发器，支持16.375Gbps |
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2x PL端PCIe：支持Gen1(2.5Gbps)、Gen2(5Gbps)、Gen3(8Gbps)；支持x1、x2、x4、x8、x16模式 |
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1x PL端ADC，采样率高达200kSPS |
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1x JTAG，支持IEEE 1149.1和IEEE 1149.6 |
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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
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ARM端软件支持 |
U-Boot-2022.01、Linux-5.15.36、Yocto 3.4(honister) |
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Xilinx Unified版本号 |
2022.2 |
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软件开发套件提供 |
PetaLinux-2022.2、Xilinx Vitis 2022.2、Xilinx HLS 2022.2、Vivado 2022.2 |
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驱动支持 |
SPI FLASH |
DDR4 |
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eMMC |
MMC/SD |
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USB2.0 |
USB3.0 |
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LED |
KEY |
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RS232 |
RS422 |
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RS485 |
CAN |
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Ethernet |
SATA |
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HDMI IN |
HDMI OUT |
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SDI IN |
SDI OUT |
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DisplayPort |
EEPROM |
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Watchdog |
RTC |
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ADC |
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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
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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
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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
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PCB尺寸 |
65mm*100mm |
|
PCB层数 |
16层 |
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PCB板厚 |
2.5mm |
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安装孔数量 |
4个 |
7 产品型号
表 6
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型号 |
CPU |
ARM主频 |
eMMC |
DDR4 |
SPI FLASH |
温度级别 |
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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
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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