【资料分享】Xilinx Zynq-7010/7020工业核心板规格书（双核ARM Cortex-A9 + FPGA，主频766MHz）
1 核心板简介
创龙科技SOM-TLZ7x是一款基于Xilinx Zynq-7000系列XC7Z010/XC7Z020高性能低功耗处理器设计的异构多核SoC工业核心板，处理器集成PS端双核ARM Cortex-A9 + PL端Artix-7架构28nm可编程逻辑资源，通过工业级B2B连接器引出千兆网口、USB、CAN、UART等通信接口，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
- 测试测量
- 运动控制
- 智能电力
- 通信探测
- 目标追踪
3 软硬件参数
硬件框图
硬件参数
表 1 硬件参数
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CPU |
Xilinx Zynq-7000 XC7Z010/XC7Z020-2CLG400I |
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2x ARM Cortex-A9，主频766MHz，2.5DMIPS/MHz Per Core |
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1x Artix-7架构可编程逻辑资源 |
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ROM |
PS端：4/8GByte eMMC |
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PS端：256Mbit SPI NOR FLASH |
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RAM |
PS端：单通道32bit DDR总线，512M/1GByte DDR3 |
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Logic Cells |
XC7Z010：28K，XC7Z020：85K |
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OSC |
PS端：33.33MHz |
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PL端：25MHz |
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B2B Connector |
2x 80pin公座B2B连接器，2x 80pin母座B2B连接器，共320pin，间距0.5mm，合高4.0mm |
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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 |
1x USB2.0(USB0) 备注：核心板已将USB1相关引脚复用为SDIO0、SDIO1功能，且不支持EMIO方式引出；USB0与Ethernet1存在引脚复用关系 |
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2x 10/100/1000M Ethernet |
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2x SD/SDIO(SDIO0、SDIO1) 备注：在核心板内部，SDIO1已连接至eMMC，未引出至B2B连接器 |
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2x SPI |
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2x QSPI 备注：在核心板内部，QSPI0(CS0)已连接至SPI FLASH，同时引出至B2B连接器 |
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2x UART |
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2x CAN |
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2x I2C |
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2x 12bit XADC，1MSPS ADCs with up to 17 Differential Inputs |
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XC7Z010 PL IO：单端（5个），差分对（46对），共97个IO XC7Z020 PL IO：单端（6个），差分对（57对），共120个IO |
软件参数
表 2
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ARM端软件支持 |
裸机、FreeRTOS、Linux-4.9.0、Linux-RT-4.9.0 |
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Vivado版本号 |
2017.4 |
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图形界面开发工具 |
Qt-5.7.1 |
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软件开发套件提供 |
PetaLinux-2017.4、Xilinx SDK 2017.4、Xilinx HLS 2017.4 |
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驱动支持 |
SPI NOR FLASH |
DDR3 |
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USB2.0 |
eMMC |
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LED |
KEY |
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USB WIFI |
MMC/SD |
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Ethernet |
CAN |
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7in Touch Screen LCD(Res) |
XADC |
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USB 4G |
RS485 |
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RS232 |
CAMERA |
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4 开发资料
（1） 提供核心板引脚定义、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、内核驱动源码、文件系统源码，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、Linux-RT、Qt的开发案例
- 基于裸机、FreeRTOS的开发案例
- 基于PS + PL的异构多核开发案例
- 基于OpenAMP的Linux + 裸机/FreeRTOS双核ARM通信开发案例
- 基于PS（裸机） + PL的实时中断响应案例
- 基于PL端的HDL、HLS开发案例
- 双目摄像头采集开发案例
- AD7606多通道AD采集开发案例
- IgH EtherCAT Master双轴电机控制开发案例
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 |
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工作温度 |
-40°C |
/ |
85°C |
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工作电压 |
/ |
3.3V |
/ |
功耗测试
表 4
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类别 |
电压典型值 |
电流典型值 |
功耗典型值 |
|
状态1 |
3.3V |
0.48A |
1.58W |
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状态2 |
3.3V |
0.79A |
2.61W |
备注：功耗基于TLZ7x-EasyEVM评估板测得。测试数据与具体应用场景有关，仅供参考。
状态1：评估板不接入外接模块，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：评估板不接入外接模块，PS端启动系统，运行DDR压力读写测试程序，2个ARM Cortex-A9核心的资源使用率约为100%；PL端运行IFD综合测试程序，资源利用率如下图所示。
图 9 PL端资源使用率（状态2）
6 机械尺寸
表 5
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PCB尺寸 |
38mm*62mm |
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PCB层数 |
12层 |
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PCB板厚 |
1.6mm |
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安装孔数量 |
4个 |
图 10 核心板机械尺寸图
7 产品型号
表 6
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型号 |
CPU |
主频 |
eMMC |
DDR3 |
温度级别 |
|
SOM-TLZ7020-2-32GE4GD-I-A1 |
XC7Z020 |
766MHz |
4GByte |
512MByte |
工业级 |
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SOM-TLZ7010-2-32GE4GD-I-A1 |
XC7Z010 |
766MHz |
4GByte |
512MByte |
工业级 |
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SOM-TLZ7020-2-64GE8GD-I-A1 |
XC7Z020 |
766MHz |
8GByte |
1GByte |
工业级 |
备注：标配为SOM-TLZ7020-2-32GE4GD-I-A1。
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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