米联客-ZYNQ-MZ7X400-7Z010/7Z020核心模块硬件手册
1产品概述
自2017年MZ7XCORE400系列开发平台发布以来,该系列开发平台和核心模块经过多次迭代升级,在工业自动化、水利电力控制设备、医疗图像设备等领域广泛应用,产品性能接受了广大客户的检验,稳定可靠。2021年因芯片普遍紧缺涨价,核心模块再次升级以确保供货稳定和降低用户的使用成本。
2硬件参数概述
核心模块硬件参数 | ||||
ARM主要参数 | SOC型号 | XC7Z010-1CLG400I | XC7Z020-2CLG400I | |
ARM最高主频 | 667MHZ | 776MHZ | ||
FPGA主要参数 | 架构 | Artix7 | Artix7 | |
速度等级 | -1 | -2 | ||
逻辑单元(Logic Cells) | 28k | 85k | ||
查找表(LUTs) | 17600 | 53200 | ||
BlockRAM(#36kbBlocks) | 2.1Mb | 4.9Mb | ||
DSP(DSP slices) | 80 | 220 | ||
触发器(Flip-flops) | 35200 | 106400 | ||
XADC | 1路(和GPIO复用) | 1路(和GPIO复用) | ||
PS DDR | DDR3L 1GB 1066MHZ*32bits | |||
EMMC | 8GB/4GB | |||
SD卡 | 引出1路SD卡接口 | |||
FLASH | 128Mbit QSPI-Flash | |||
PS晶振 | 33.3333MHZ(核心模块上) | |||
千兆以太网 | 1 路工业级千兆网芯片集成在核心板上,并且以太网数据接口引出到连接器 | |||
USB OTG | 1路USB OTG芯片集成到核心板上,数据接口引出到连接器 | |||
USB 串口 | 1路USB串口芯片集成到核心板上(默认不焊接,推荐底板单独焊接USB串口芯片) | |||
JTAG接口 | 引出JTAG接口,同时引出到连接器 | |||
电源输入 | 核心模块 | 4.7~5V@2A | ||
连接型号 | 核心模块 | 广濑 FX8-100P-SV92 2个 FX8-60P-SV92 1个 | ||
底板 | 广濑 FX8-100S-SV92 2个 FX8-60S-SV92 1个 | |||
外形尺寸 | 核心模块 | 50mm*50mm | ||
连接器合高 | 3mm | |||
工作温度 | -40°~ +85° | |||
重量 | 15g(不含散热片) |
3核心模块
3核心模块
4硬件详细描述
1:ZYNQ SOC
核心模块搭载了一颗 XILINX 可编程 SOC 芯片 XC7Z010-1LG400I/ XC7Z020-2LG400I。该芯片集成了ARM Cortex-A9 双核CPU以及可编程逻辑单元,同时具备了硬件编程和软件编程功能。
核心模块硬件参数 | |||
SOC型号 | XC7Z010-1CLG400I | XC7Z020-2CLG400I | |
ARM最高主频 | 667MHZ | 776MHZ | |
架构 | Artix7 | Artix7 | |
速度等级 | -1 | -2 | |
逻辑单元(Logic Cells) | 28k | 85k | |
查找表(LUTs) | 17600 | 53200 | |
BlockRAM(#36kbBlocks) | 2.1Mb | 4.9Mb | |
DSP(DSP slices) | 80 | 220 | |
触发器(Flip-flops) | 35200 | 106400 | |
XADC | 1路(和GPIO复用) | 1路(和GPIO复用) |
2:DDR内存
核心模块搭载了2片镁光(Micron)DDR3L内存。2片与ZYNQ的PS内存接口相连。
单片DDR内存大小是 512MB ,数据接口是16bit。PS 端2片内存组成32bit数据接口,内存大小1GB,内存数据主频高达 1066MHZ,数据带宽可达 1066MHz*32bit。
注意:由于 Vivado 软件中 DDR 的型号不全,为兼容核心模块使用的 DDR,使用软件时,选择MT41K256M16 RE-125,核心模块根据市场供货,以及商业及工业级会选用以下几种型号进行量产:
MT41K256M16TW-107:P(商业级DDR 用于商业级核心模块)
MT41K256M16TW-107 IT:P(工业级DDR 用于工业级核心模块)
MT41K256M16TW-107AAT:P (车规级DDR 用于工业级核心模块)
PS DDR无需进行PIN脚约束,使用的时候只需要对ZYNQ IP的DDR配置部分正确设置相关参数。
3:QSPI
4bit SPI FLASH,可用于保存数据和代码。
主要技术参数:128Mbit:
-x1, x2, and x4 支持
-最高时钟104 MHz, rates @ 100 MHz 4bit 模式下可以达到 400Mbs
-工作于 3.3V
-为了正确使用 QSPI FLASH 工作于 4bit 模式, MIO[1:0,8]需要被正确设置。 MIO[8]需要通过 一个 20K 的上电阻上拉到 3.3V,让 4bit FLASH 可以工作于反馈模式。 Zynq 只支持 24bit 的寻址 空间,128Mb 是通过内部 bank 的切换实现全部访问。
注意:核心板模块的QSPI FLASH型号根据市场货源而定,目前米联客使用以下2种型号,客户购买板卡的时候如果需要知道型号可以问下客服,一般编程可以不需要知道型号。
W25Q128FV
N25Q128A13ESE40F
PS部分的FLASH IO在ZYNQ IP中配置,通过阅读原理图,可以快速正确定位QSPI FLASH 的MIO的位置。
4:EMMC
核心板焊接了4GB/8GB大容量的 EMMC,EMMC 连接到了 ZYNQ 的 PS 端接口,接口采用 SD 模式。EMMC 具备体积小,容量大,使用方便,速度快等优点,数据时钟可以达到 50MHZ。由于直接焊接在核心板上,因此可以使用在震动或者环境相对恶劣的场合。
注意:EMMC根据应用场合供货情况会选择不同的兼容型号目前已经量产过的EMMC型号如下:
KLM8G1GEME-B041(商业级EMMC用于商业级核心模块)
MTFC8GAKAJCN-4M(工业级EMMC用于工业级级核心模块)
KLMBG4GEUF-B04P(车规级EMMC用于工业级级核心模块)
KLMBG4GEUF-B04Q(车规级EMMC用于工业级级核心模块)
PS部分的SDIO IO在ZYNQ IP中配置,通过阅读原理图,可以快速正确定位EMMC所在的SDIO1的MIO的位置。
5:PS系统时钟
对于PS的系统输入时钟只需要在ZYNQ IP核中正确设置时钟频率,不需要进行PIN脚约束。
6:上电复位
开发平台上电复位信号是 PS_POR_B,该信号接到了最后一级电源的PGOOD引脚。
开发平台外部复位信号是 PS_RST,如果有需要,此复位信号接到功能底板的按键输入。
7:模式开关
模式开关在核心板上,通过设置模式开光,可以实现JTAG模式、SD卡模式、QSPI模式的切换(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 |
8:PS以太网
以太网芯片集成在核心模块上,可以简化用户板卡的布线难度,降低用户板卡的硬件成本。
PS部分以太网RGMII接口在ZYNQ IP中配置,通过阅读原理图,可以快速正确定位以RGMII接口所在的ETH0的MIO的位置。
9:USB2.0接口
OTG芯片采用USB3320_QFN32,已经集成在核心模块上。
PS部分USB2.0 OTG接口在ZYNQ IP中配置,通过阅读原理图,可以快速正确定位USB2.0 OTG接口所在USB0的MIO的位置。
10:USB串口
注意:默认核心板不焊接此串口芯片,除非特殊情况,否则不使用核心板的串口。
ZYNQ ARM UART1通过CP2104 USB转串口芯片实现和电脑通信,用于信息调试。
PS部分UART串口在ZYNQ IP中配置,通过阅读原理图,可以快速正确定位以UART USB串口接口所在的UART1的MIO的位置。
读者需要注意,这的UART_TXD 实际上是数据从UART芯片发送到ZYNQ芯片,UART_RXD数据是从ZYNQ芯片发送到UART芯片。
11:JTAG接口
核心板上JTAG接口,由于JTAG不支持热插拔,尽量不要使用核心板的JTAG接调试,建议引出扩展到功能底板上,先插好JTAG接口,然后再插USB端接口,这样可以尽量避免JTAG接口的损坏。
12:电源管理
12-1:核心板电源管理
12-2:功能底板电源
底板上外设电源建议晚于核心板的电源启动,以免造成核心板无法正常加载程序。
13:连接器定义
注意:XC7Z010-CLG400 没有BANK13
14:等长描述
15:核心板扩展即可ADJ电阻调压位置
5 ZYNQ- XC7Z010-CLG400I/ XC7Z020-CLG400I 分布
6技术支持
技术支持形式包括米联客社区、QQ群、微信、电话、公众号等,但是不限于以上方式。
米联客官方社区:www.uisrc.com
米联客社区FPGA/SOC QQ群:
群1:516869816 群2:543731097
群3:86730608 群4:34215299
技术微信:18951232035
技术电话:18951232035
官方微信公众号:
7售后
1、7天无理由退货(人为原因除外)
2、质保期限:本司产品自快递签收之日起,提供一年质保服务(主芯片,比如FPGA 或者CPU等除外)。
3、维修换货,需提供淘宝订单编号或合同编号,联系销售/技术支持安排退回事宜。
售后维修请登录工单系统:https://www.uisrc.com/plugin.php?id=x7ree_service
4、以下情形不属于质保范畴。
A:由于用户使用不当造成板子的损坏:比如电压过高造成的开发板短路,自行焊接造成的焊盘脱落、铜线起皮 等
B:用户日常维护不当造成板子的损坏:比如放置不当导致线路板腐蚀、基板出现裂纹等
5、质保范畴外(上方第4条)及质保期限以外的产品,本司提供有偿维修服务。维修仅收取器件材料成本,往返运 费全部由客户承担。
6、寄回地址,登录网页获取最新的售后地址:https://www.uisrc.com/t-1982.html
8销售
天猫米联客旗舰店:https://milianke.tmall.com
京东米联客旗舰店:https://milianke.jd.com/
官方淘宝1店:https://milianke.taobao.com
销售电话:18921033576
公司地址:常州溧阳总部:常州溧阳市中关村-雅创高科智造谷10-1幢
南京研发基地:南京市栖霞区仙林大道181号5幢2220/2221
9视频
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