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[A7/Z7/K7系列] 米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册

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uisrc 发表于 2022-3-28 19:00:23 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 
1产品概述
    自2018年MZ7100系列开发平台发布以来,MZ7100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,MZ7100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
MZ7100核心板硬件参数
SOC型号
XC7Z100FFG900-2I
ARM主要参数
Cortex-A9 双核主频 800M
FPGA主要参数
型号
XC7Z100FFG900-2I
架构
Kintex7
速度等级
-2
逻辑单元(Logic Cells)
444K
查找表(LUTs)
277400
Block RAM(#36kb Blocks)
26.5Mb
DSP(DSP slices)
2020
触发器(Flip-flops)
554800
XADC
1路(和GPIO复用)
GTX
16对,单路最大支持 10.3125Gbps
核心电源
1.0V电源最大输出30A
PS DDR
DDR3L 1GB 1066MHZ*32bits
PL DDR
DDR3L 1GB 1600MHZ*32bits
EMMC
8GB/4GB
FLASH
256bit QSPI-Flash(2片128Mbit QPSI) 8bit数据位宽
PS晶振
33.3333MHZ(核心模块上)
PL晶振
100MHZ(核心模块上)
GTX晶振
核心板上集成了具有通过模式开关修改时钟频率的可编程时钟
千兆以太网
PS 端 1 路千兆网 RJ45接口
USB OTG
核心板集成1路 USB OTG芯片
USB 串口
核心板集成1路 USB 转串口芯片
JTAG接口
核心板引出了JTAG调试接口
PS-IO
引出2个MIO到连接器
PL-IO
207个IO 其中可以实现86对差分IO支持ADJ电压可调(修改核心板ADJ电阻)
电源输入
核心模块
5V@6A
功能底板
12V@3A
连接型号
核心模块
广濑 FX8-140P-SV92 2个 FX8-100P-SV92 2个
功能底板
广濑 FX8-140S-SV92 2个 FX8-100S-SV92 2个
外形尺寸
核心模块
80mm*68mm
核心板和功能底板连接器合高
3mm


3核心模块
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-1.jpg
4硬件详细描述1:ZYNQ SOC
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-2.png
核心模块搭载了一颗 XILINX 可编程 SOC芯片XC7Z100FFG900-2I。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。
SOC型号
XC7Z100FFG900-2I
ARM主要参数
Cortex-A9 双核主频 800M
FPGA主要参数
型号
XC7Z100FFG900-2I
架构
Kintex7
速度等级
-2
逻辑单元(Logic Cells)
444K
查找表(LUTs)
277400
Block RAM(#36kb Blocks)
26.5Mb
DSP(DSP slices)
2020
触发器(Flip-flops)
554800
XADC
1路(和GPIO复用)
GTX
16对,单路最大支持 10.3125Gbps
核心板引出IO
PS-MIO
2个(MIO50、MIO51)
PL- IO
207个其中可以做86对差分


2:DDR内存
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-3.png
核心模块搭载了4片镁光(Micron)DDR3L内存。2片与ZYNQ的PS内存接口相连;另外2片与 FPGA 的 PL 连接,用户可通过MIG访问 PL 部分的内存。
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。PL 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1600MHZ,数据带宽可达 1600MHz*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)
2-1:PS DDR原理图
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。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-4.png

米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-5.png
2-2:PL DDR原理图
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,比如PL-DDR3-D29对应于FPGA的J4脚,PL-DDR3-D25对应于FPGA的J3脚。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-6.png
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-7.png 米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-8.png
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-9.png
3:QSPI
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-10.png
采用2片4QSPI FLASH可用于保存数据和代码。
主要技术参数:单片FLASH 128Mbit 2片共256Mbit
-加载模式采用x8支持
-最高时钟104 MHz, MIZ7100 rates @ 100 MHz 8bit 模式下可以达到 800Mbs
-工作于 3.3V
-为了正确使用 QSPI FLASH 工作于 8bit 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FLASH 可以工作于反馈模式。 Zynq 只支持 24bit 的寻址 空间,256Mb 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,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。
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。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-11.png 米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-12.png
4:EMMC
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-13.png
核心板焊接了4GB/8GB大容量的 EMMC,MZ7100核心板上的EMMC通过EMIO 连接到了ZYNQ 的 PS 端接口,接口采用 SD 模式,由于使用EMIO最高速度20M。EMMC 具备体积小,容量大,使用方便,速度快等优点。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。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-14.png 米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-15.png 米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-16.png
5:SD接口
开发板 TF-CARD与主芯片PS部分连接,支持SDIO 模式。TF-CARD 可以用来保存数据和程序, 如 LIUNX 操作系统。PS 部分相关的引脚是 MIO[40-46],MIO14为TF卡检测信号。 TF卡由于没有写保护功能,因此写保护不起作用。由于TF卡工作在3.3V ,而MZ7100工作于1.8V,因此使用了TXS02612作为电平桥接芯片。
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TF卡所在的SDIO0的MIO的位置。
SDIO接口引出到了核心板连接器上。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-17.png

6: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。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-18.png
7:PL时钟
    PL一路时钟接到BANK35的E16和E15脚,由于BANK35是1.8V BANK 所以定义FPGA IO的时候可以使用LVDS电平约束。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-19.png
8:GTX时钟
核心板上集成了具有通过模式开关修改时钟频率的可编程时钟,分别接到了MGT110_CLK1和MGT111_CLK1
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-20.png
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-21.png
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-22.png
9:上电复位
开发平台上电复位信号是 PS_POR_B,此复位信号接到上DDR电源的PGOOD脚。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-23.png 米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-24.png
开发平台外部复位信号是 PS_RST,此复位信号接到功能底板的按键输入。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-25.png 米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-26.png
10:模式开关
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-27.png
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,老版本使用JTAG的时候设置到SD卡模式并拔掉SD卡)
模式
SW-PIN1
SW-PIN2
JTAG
ON
ON
SD
OFF
OFF
QSPI
ON
OFF


米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-28.png
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-29.png
11:PS以太网
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-30.png
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。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-31.png 米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-32.png
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-33.png
以太网芯片引出的以太网通信信号接到了核心板连接器上:
ETH_TD0_P/ETH_TD0_N;
ETH_TD1_P/ETH_TD1_N;
ETH_TD2_P/ETH_TD2_N;
ETH_TD3_P/ETH_TD3_N;
12:USB-OTG接口
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-34.png
OTG芯片采用TUSB1210_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。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-35.png 米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-36.png
OTG_ID OTG_P/OTG_N USB5V0引出到了核心板连接器上
13:USB串口
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-37.png
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。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-38.png
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-39.png
MZ7100核心板串口稳定,可以直接使用核心板连接器上的UART_D_P和UART_D_N引出到功能底板使用,简化功能底板的设计。

14:JTAG接口
核心板上JTAG接口
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-40.png
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-41.png 米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-42.png
注意JTAG接口不支持热插拔,尤其是很多电源的大地没接好,导致了电平不一致,损坏JTAG接口。建议可以先插入JTAG然后再把USB接口插入到电脑,因为USB接口是支持热插拔的,这样最大程度避免JTAG的损坏。
15:电源管理15-1:核心板电源管理
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-43.png
外设电源应该晚于核心板的电源启动,这里使用了核心板的3.3V使能功能底板的3.3V

16:散热片
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定制散热片,强劲散热。
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-45.png
17:连接器定义
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米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-48.png 米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-49.png
18:等长描述
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-50.png
19:核心板扩展即可ADJ电阻调压位置
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-51.png
5ZYNQ-XC7Z100-FFG900 BANK 分别
米联客-ZYNQ-MZ7100核心模块硬件手册-52.png
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:
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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
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官方淘宝1店:https://milianke.taobao.com

销售电话:18921033576

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南京研发基地:南京市栖霞区仙林大道181号5幢2220/2221
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