米联客MPSOC MLK-F20-CM02-2CG-3EG-4EV开发板硬件手册
1 整体概述
MLK-F20-CM02-2CG-3EG-4EV(MLK-8X)系列开发平台是米联客 Zynq UltraScale+系列开发平台的全新高端产品。其核心模块集成电源管理:0.85V核心电源,最大输出12A。用户基于核心模块设计功能底板(提供功能底板设计方案)。降低项目功能底板设计难度和生产成本,加速项目开发。其应用领域包含高速通信;机器视觉、伺服系统、视频采集、消费电子;项目研发前期验证;电子类相关专业开发人员学习。
2 硬件参数概述
SOC 型号 | XCZU2CG-1SFVC784E | |||
FPGA 主 要 参 数 | 套餐 | CM02-2CG套餐(A) | CM02-2CG套餐(B) | CM02-2CG套餐(C) |
构架 | Zynq UltraScale+ | |||
APU | Dual-core ARM Cortex-A53 1.2Ghz | |||
RPU | Dual-core ARM Cortex-R5 500Mhz | |||
GPU | 不支持 | |||
VCU | 不支持 | |||
速度等级 | -1 | -1 | -1 | |
逻辑单元(Logic Cells) | 103K | 103K | 103K | |
Total Block RAM | 5.3Mb | 5.3Mb | 5.3Mb | |
DSP(DSP slices) | 240 | 240 | 240 | |
CLB Flip-Flops | 94K | 94K | 94K | |
CLB LUTs | 47K | 47K | 47K | |
GTR Transceiver | 4对 | 4对 | 4对 | |
PSDDR4 | 1GB DDR4(单片512MB*2片) 数据带宽2400MHz*32Mbit | 2GB DDR4(单片512MB*4片) 数据带宽2400MHz*64Mbit | 2GB DDR4(单片512MB*4片) 数据带宽2400MHz*64Mbit | |
PLDDR4 | 不支持 | 不支持 | 不支持 | |
FLASH | 不支持 | 256Mbit QSPI FLASH 速度4bit*125Mbps | 256Mbit QSPI FLASH 速度4bit*125Mbps | |
EMMC | 不支持 | 不支持 | 8GB 8bit | |
时钟管理 | PS:33.333333MHZ PL:100MHZ | PS:33.333333MHZ PL:100MHZ | PS:33.333333MHZ PL:100MHZ | |
按键 | 核心板1个 | 核心板1个 | 核心板1个 | |
外形 | 60mm*70mm*10mm | 60mm*70mm*10mm | 60mm*70mm*10mm | |
板载连接器 | DF40C-100DP x4 | DF40C-100DP x4 | DF40C-100DP x4 | |
电源 | DC-12V | DC-12V | DC-12V | |
Boot模式 | QSPI/SD/EMMC/JTAG | QSPI/SD/EMMC/JTAG | QSPI/SD/EMMC/JTAG | |
散热 | 整体覆盖散热片60*70*11mm | 整体覆盖散热片60*70*11mm | 整体覆盖散热片60*70*11mm | |
功耗 | 最大功耗:8W | 最大功耗:8W | 最大功耗:8W | |
尺寸 | 60*70*10mm | 60*70*10mm | 60*70*10mm | |
重量 | 30.4g(不带散热片) | 30.6g(不带散热片) | 30.6g(不带散热片) | |
工作温度 | 商业级:0-70° | 商业级:0-70° | 商业级:0-70° |
MLK-CM02-3EG 核心板硬件参数 | |||
SOC 型号 | XCZU3EG-2SFVC784I | ||
FPGA 主 要 参 数 | 套餐 | CM02-3EG套餐(A) | CM02-3EG套餐(B) |
构架 | Zynq UltraScale+ | ||
APU | Quad-core ARM Cortex-A53 1333Mhz | ||
RPU | Dual-core ARM Cortex-R5 533Mhz | ||
GPU | Mali-400MP2 600Mhz | ||
VCU | 不支持 | ||
速度等级 | -2 | -2 | |
逻辑单元(Logic Cells) | 154K | 154K | |
Total Block RAM | 7.6Mb | 7.6Mb | |
DSP(DSP slices) | 360 | 360 | |
CLB Flip-Flops | 141K | 141K | |
CLB LUTs | 71K | 71K | |
GTR Transceiver | 4对 | 4对 | |
PSDDR4 | 4GB DDR4(单片1GB*4片) 数据带宽2400MHz*64Mbit | 4GB DDR4(单片1GB*4片) 数据带宽2400MHz*64Mbit | |
PLDDR4 | 不支持 | 1GB DDR4(单片1GB*1片) 数据带宽2400MHz*16Mbit | |
FLASH | 256Mbit QSPI FLASH 速度4bit*125Mbps | 256Mbit QSPI FLASH 速度4bit*125Mbps | |
EMMC | 8GB 8bit | 8GB 8bit | |
时钟管理 | PS:33.333333MHZ PL:100MHZ | PS:33.333333MHZ PL:100MHZ | |
按键 | 核心板1个 | 核心板1个 | |
外形 | 60mm*70mm*10mm | 60mm*70mm*10mm | |
板载连接器 | DF40C-100DP x4 | DF40C-100DP x4 | |
电源 | DC-12V | DC-12V | |
Boot模式 | QSPI/SD/EMMC/JTAG | QSPI/SD/EMMC/JTAG | |
散热 | 整体覆盖散热片60*70*11mm | 整体覆盖散热片60*70*11mm | |
功耗 | 最大功耗:10W | 最大功耗:10W | |
尺寸 | 60*70*10mm | 60*70*10mm | |
重量 | 20g(不带散热片) | 20.5g(不带散热片) | |
工作温度 | 工业级:-40~85° | 工业级:-40~85° |
MLK-CM02-4EV 核心板硬件参数 | ||
SOC型号 | XCZU4EV-2SFVC784I | |
FPGA主要参数 | 套餐 | CM02-4EV套餐 |
构架 | Zynq UltraScale+ | |
APU | Quad-core ARM Cortex-A53 1333Mhz | |
RPU | Dual-core ARM Cortex-R5 533Mhz | |
GPU | Mali-400MP2 600Mhz | |
VCU | 支持H.264 / H.265视频编解码 | |
速度等级 | -2 | |
逻辑单元(Logic Cells) | 192K | |
Total Block RAM | 4.5Mb | |
DSP(DSP slices) | 728 | |
CLB Flip-Flops | 176K | |
CLB LUTs | 88K | |
GTR Transceiver | 4对 | |
GTH Transceiver | 4对 | |
PSDDR4 | 4GB DDR4(单片1GB*4片) 数据带宽2400MHz*64Mbit | |
PLDDR4 | 1GB DDR4(单片1GB*1片) 数据带宽2400MHz*16Mbit | |
FLASH | 256Mbit QSPI FLASH 速度4bit*125Mbps | |
EMMC | 8GB 8bit | |
时钟管理 | PS:33.333333MHZ PL:100MHZ | |
按键 | 核心板1个 | |
外形 | 60mm*70mm*10mm | |
板载连接器 | DF40C-100DP x4 | |
电源 | DC-12V | |
Boot模式 | QSPI/SD/EMMC/JTAG | |
散热 | 整体覆盖散热片60*70*11mm | |
功耗 | 最大功耗:15W | |
尺寸 | 60*70*10mm | |
重量 | 30.6g(不带散热片) | |
工作温度 | 工业级:-40~85° |
扩展接口定义
CM02-2CG
套餐 | CM02-2CG套餐(A) | CM02-2CG套餐(B) | CM02-2CG套餐(C) |
引出GTR | 4对GTR | 4对GTR | 4对GTR |
引出MIO | 61GPIO(仅支持1.8V) | 61GPIO(仅支持1.8V) | 61GPIO(仅支持1.8V) |
引出IO | HD:72GPIO 36对差分对
HP:48GPIO 24对差分对 BANK65(支持ADJ)
HP:48GPIO 24对差分对 BANK66(支持ADJ) | HD:72GPIO 36对差分对
HP:48GPIO 24对差分对 BANK65(支持ADJ)
HP:48GPIO 24对差分对 BANK66(支持ADJ) | HD:72GPIO 36对差分对
HP:48GPIO 24对差分对 BANK65(支持ADJ)
HP:48GPIO 24对差分对 BANK66(支持ADJ) |
CM02-3EG
套餐 | CM02-3EG套餐(A) | CM02-3EG套餐(B) |
引出GTR | 4对GTR | 4对GTR |
引出MIO | 61GPIO(仅支持1.8V) | 61GPIO(仅支持1.8V) |
引出IO | HD:72GPIO 36对差分对
HP:48GPIO 24对差分对;BANK65(支持ADJ)
HP:48GPIO 24对差分对;BANK66(支持ADJ) | HD:72GPIO 36对差分对
HP:48GPIO 24对差分对;BANK65(支持ADJ)
HP:48GPIO 24对差分对;BANK66(支持ADJ) |
CM02-4EV
套餐 | CM02-4EV套餐 |
引出GTH | 4对GTH |
引出GTR | 4对GTR |
引出MIO | 61GPIO(仅支持1.8V) |
引出IO | HD:72GPIO 36对差分对 HP:48GPIO 24对差分对;BANK65(支持ADJ) HP:48GPIO 24对差分对;BANK66(支持ADJ) |
MLK-F20-CM02-7EG/EV底板硬件参数 | |
DP视频输出 | DP接口最高支持2K60fps或者4K30fps |
存储PCIE | 1路M.2接口(PCIEx1) |
PS以太网 | 1路10/100/1000以太网,最高1000Mbit/s |
USB3.0 | 1路USB3.0/2.0 |
CAN | 2路 CAN |
USB UART | 1路PS UART,1路PL UART |
TF卡座 | 插入SD卡,SD卡存储启动文件 |
FEP接口 | FEPx4;FEPA:48GPIO/24对差分对+1路GTH;FEPB:48GPIO/24对差分对 |
JTAG接口 | 使用下载器进行调试和下载 |
按键 | PS 端 1 个,PL 端 1 个 |
LED | PS 端 2 个,PL 端 2 个 |
外形 | 核心板 60*70mm;底板 130*100mm |
板载连接器 | (核心板)DF40C-100DP x4;(底板)DF40C-100DS x4 |
电源 | DC-12V |
注:上表所述1路GTH仅支持4EV核心板;1路GTH=4组TX/RX差分对+2对GTH CLK
3 核心模块
注意:示意图只标注芯片位置,并不代表实物,使用者请根据实际使用的核心模块进行开发
CM02核心模块-2CG
CM02-2CG-(A)(B)(C)核心板
|
实物图样以用户实际购买实物为准
CM02核心模块-3EG
CM02-3EG-(A)(B)核心板
|
实物图样以用户实际购买实物为准
CM02核心模块-4EV
CM02-4EV核心板
|
实物图样以用户实际购买实物为准
4 功能底板
注意: 示意图只标注芯片位置,并不代表实物,使用者请根据实际使用的功能底板进行开发
注意: GTH部分电路仅支持4EV核心板,2CG、3EG核心板不带GTH功能
注意: 8X-4EV和8X-2CG/3EG仅FPGA型号和VCU功能不一致,其他硬件配置完全相同(2CG/3EG不支持VCU)
注意: 下图以8X-2CG底板为例,8X底板兼容所有型号8X核心板。(其他型号不做举例)
5 硬件详细描述
1: ZYNQ SOC
核心模块搭载一颗Xilinx Ultrascale+FPGA芯片,型号:XCZU2CG-1SFVC784E。此芯片封装是SFVC784,速度等级是-1,温度等级是商业级。
XCZU2CG-1SFVC784E | ||
FPGA主要参数 | 型号 | XCZU2CG-1SFVC784E |
构架 | Zynq UltraScale+ | |
温度等级 | 商业级 | |
速度等级 | -1 | |
APU | Dual-core ARM Cortex-A53 1.2Ghz | |
RPU | Dual-core ARM Cortex-R5 500Mhz | |
GPU | 不支持 | |
VCU | 不支持 | |
Logic Cells | 103K | |
Total Block RAM | 5.3Mb | |
DSP Slices | 240 | |
CLB Flip-Flops | 94K | |
CLB LUTs | 47K | |
GTR Transceiver | 4对 |
核心模块搭载一颗Xilinx Ultrascale+FPGA芯片,型号:XCZU3EG-2SFVC784I。此芯片封装是SFVC784,速度等级是-2,温度等级是工业级。
芯片型号 | XCZU3EG-2SFVC784I | |
FPGA主要参数 | 型号 | XCZU3EG-2SFVC784I |
构架 | Zynq UltraScale+ | |
温度等级 | 工业级 | |
速度等级 | -2 | |
APU | Quad-core ARM Cortex-A53 1333Mhz | |
RPU | Dual-core ARM Cortex-R5 533Mhz | |
GPU | Mali-400MP2 600Mhz | |
VCU | 不支持 | |
Logic Cells | 154K | |
Total Block RAM | 7.6Mb | |
DSP Slices | 360 | |
CLB Flip-Flops | 141K | |
CLB LUTs | 71K | |
GTR Transceiver | 4对 |
核心模块搭载一颗Xilinx Ultrascale+FPGA芯片,型号:XCZU4EV-2SFVC784I。此芯片封装是SFVC784,速度等级是-2,温度等级是工业级。
芯片型号 | XCZU4EV-2SFVC784I | |
FPGA主要参数 | 型号 | XCZU4EV-2SFVC784I |
构架 | Zynq UltraScale+ | |
温度等级 | 工业级 | |
速度等级 | -2 | |
APU | Quad-core ARM Cortex-A53 1333Mhz | |
RPU | Dual-core ARM Cortex-R5 533Mhz | |
GPU | Mali-400MP2 600Mhz | |
VCU | 支持H.264 / H.265视频编解码 | |
Logic Cells | 192K | |
Total Block RAM | 4.5M | |
DSP Slices | 728 | |
CLB Flip-Flops | 176K | |
CLB LUTs | 88K | |
GTR Transceiver | 4对 | |
GTH Transceiver | 4对 |
2:DDR内存
核心模块搭载了 2片/4片镁光(Micron)的 DDR4 内存。单片内存大小为 512MB/1GB, 数据接口 16bit,内存数据主频高达 2400MHz;
套餐型号 | 8X-2CG(A) | 8X-2CG(B) | 8X-2CG(C) |
DDR型号 | MT40A256M16GE_083E | ||
DDR内存大小(片) | 512MB/片 | ||
PSDDR(片) | 2片 | 2片 | 4片 |
PLDDR(片) | 不支持 | 不支持 | 不支持 |
套餐型号 | 8X-3EG(A) | 8X-3EG(B) |
DDR型号 | MT40A512M16LY-062E-IT-E | |
DDR内存大小 | 1GB/片 | |
PSDDR(片) | 4片 | 4片 |
PLDDR(片) | 不支持 | 1片 |
套餐型号 | 8X-4EV |
DDR型号 | MT40A512M16LY-062E-IT-E |
DDR内存大小 | 1GB/片 |
PSDDR(片) | 4片 |
PLDDR(片) | 1片 |
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:
MT40A256M16GE_083E(商业级DDR 用于商业级核心模块)
MT40A512M16LY-062E(商业级DDR 用于商业级核心模块)
MT40A512M16LY-062E-IT-E(工业级DDR 用于工业级核心模块)
PSDDR4芯片接FPGA芯片的BANK504,供电电压为1.2V;
注: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。
PLDDR4芯片接FPGA芯片的BANK64,供电电压为1.2V;
注:PL部分DDR需要使用到MIG配置,PIN脚约束需要在MIG中定义。通过阅读原理图,可以快速正确定位FPGA的PIN脚号;
3:PROM SPI FALSH
核心模块具有 1 片 4bit SPI FLASH,目前型号是 IS25WP256D-JLLE。FLASH 可用于保存数据
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。
注意:8X-2CG(A)版本核心板不带FLASH芯片,其他所有型号都有此FLASH芯片;
4:EMMC
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:
以下为IO部分原理图:PS部分的EMMC 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MIO的位置。
5:SD卡
由于TF卡工作在3.3V ,而PS侧IO工作于1.8V ,因此使用了MAX13035E作为电平桥接芯片使电平电压保持一致。
6:系统时钟
核心模块上具备一颗 33.333333MHZ的时钟,输入到PS端;一颗 100MHZ 差分时钟,输入到PL端;
核心模块PS系统时钟:PS侧33.333333MHz单端时钟
7:上电复位
芯片支持上电复位,复位整个芯片。其中PS_POR_B管脚为上电复位管脚。此复位信号接到上电复位芯片TPS3106K33DNVR。MR管脚接按钮,按下按钮接地则芯片复位;
注意:核心板未集成MR管脚对应的按钮,MR接入板级连接器至底板;
PS_POR_B上电复位管脚接PS侧BANK503;电平电压为1.8V;
注意:核心板未集成MR管脚对应的按钮,MR接入板级连接器至底板;
8:模式开关
注意:模式开关核心模块未集成,已通过连接器接至底板(MODE0/1/2)
启动模式 | 开关状态 |
JTAG调试模式 | 开关1-ON开关2-ON开关3-ON |
EMMC启动 | 开关1-OFF开关2-OFF开关3-ON |
SD卡启动 | 开关1- OFF开关2-ON开关3-OFF |
USB3.0启动 | 开关1-OFF开关2-OFF开关3-OFF |
QSPI FLASH启动 | 开关1-ON开关2-OFF开关3-ON |
9:以太网
开发板集成1路千兆以太网。PS 侧以太网 RGMII 接口在 ZYNQ IP 中配置,通过阅读原理图,可以快速确定RGMII管脚位置。
以太网芯片使用一颗单独的为25M单端时钟,确保时钟的稳定性。
10:PS USB3.0/2.0 接口
USB2.0 使用 USB3320 芯片连接 FPGA 的 MIO[52-63],转换出2.0信号DM/P接出连接器。
USB3.0 未使用芯片,FPGA部分GTR过ESD抑制器直接接入USB3.0接口连接器;
USB3.0的时钟需要使用一颗单独的差分时钟提供时钟信号,信号接FPGA的GTR CLK1。
11:PS DP接口
DP的时钟需要使用一颗单独的差分时钟提供时钟信号,信号接FPGA的GTR CLK2。
12:PS PCIE M.2接口
开发板PS端配备了一个PCIE 标准的M.2 接口,用于连接M .2的SSD固态硬盘。PS端的M.2接口只支持PCIEx1。
NVME的时钟需要使用一颗单独的差分时钟芯片提供时钟信号,信号接FPGA的GTR CLK0。
13:USB UART
开发板上集成了1路USB转串口,ZYNQ ARM UART 通过 CP2104 USB 转串口芯片实现和电脑通信,用于信息调试。
读者需要注意,这的 UART_TXD 实际上是从 UART 芯片到 ZYNQ 芯片,UART_RXD 数据是从 ZYNQ 芯片到 UART 芯片。
14:CAN
15: EEPROM
M24C02是基于I2C总线的存储器件,遵循二线制协议,它具有接口方便,体积小,数据掉电不丢失等特点。
由于MIO电压未1V8,EEPROM芯片电压未3V3,所以需要用到电平转换芯片;
16:FEP
FEPA接口接出48GPIO/24对HP差分对+1路GTH;
FEPB接口接出48GPIO/24对HP差分对+48个IO/24对HD差分对;
其中HP电压为ADJ(1.8V或者1.2V);HD电压为固定1.8V和3.3V;
注意:FEPA接口的GTH仅支持4EV核心板,2CG/3EG核心板不支持;
注意:FEPA接口的GTH仅支持4EV核心板,2CG/3EG核心板不支持;
注意:1路GTH=4组RX/TX差分对+2对GTH CLK;
上图为FEPA连接器管脚定义,其中左侧连接器接入GTH BANK
17:底板电源管理
注意:当客户自己设计功能底板时,确保功能底板的电源晚于核心板的电源启动,否则可能导致功能异常。
18:按键
核心模块具备1个(可用)按键输入,默认上拉,当按键按下时,接GND。
按钮上拉VADJ_BK65,电压跟随BANK65,按下按钮KEY信号接地,不按接VCC。
底板具备2个(可用)按键输入,1个接PS侧一个接PL侧,默认上拉,当按键按下时,接GND。
19:LED
20:JTAG
21:电源
核心模块为12V供电;核心模块由底板通过板级连接器供电核心板;
22:风扇及散热片
FPGA正常工作时会产生大量的热量,开发板主芯片增加了一套散热风扇(散热片+风扇),防止芯片过热。风扇由底板电源供电。开发板出厂前,已安装风扇。
6 核心模块 BANK分布
7 尺寸图
核心板尺寸为70(mm)x60(mm)x10(mm),核心板PCB采用14层设计;
底板尺寸为100(mm)x130(mm),底板PCB采用8层设计;
附录1:命名规则
米联客硬件全新启用新的命名规则,对于老的型号,两个名字会同时使用
1 核心模块命名规则
2 开发平台命名规则
附录2:常见问题
1 联系方式
技术交流群网址: https://www.uisrc.com/f-380.html查看最新可以加入的QQ群
技术微信:18951232035
技术电话:18951232035
官方微信公众号(新微信公众号):
2 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
3 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/
FPGA|SOC生态店:https://milianke.taobao.com
销售电话:18921033576
常州溧阳总部:常州溧阳市中关村吴潭渡路雅创高科制造谷 10-1幢楼
4 在线视频
https://www.uisrc.com/video.html
5 资源下载
https://www.uisrc.com/download.html
6 软件或其他下载
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