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米联客MLK-F22-CM03-7EG-7EV AMD MPSOC开发板硬件手册

文档创建者:uisrc
浏览次数:935
最后更新:2023-09-09
HW硬件板卡
开发平台: 2_MLK-Fx
1 整体概述
MLK-F22-CM03-7EG/7EV核心模块是米联客电子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48A。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
  
MLK-CM03-7EG/EV核心板硬件参数
  
芯片型号

XCZU7EG-2FFVC1156I
XCZU7EV-2FFVC1156I
FPGA
  
  
  
  
构架
Zynq UltraScale+
Zynq UltraScale+
APU
Quad-core ARM Cortex-A53  1333Mhz
Quad-core ARM Cortex-A53  1333Mhz
RPU
Dual-core ARM Cortex-R5 533Mhz
Dual-core ARM Cortex-R5 533Mhz
GPU
Mali-400MP2 600Mhz
Mali-400MP2 600Mhz
VCU
不支持
支持H.264 / H.265视频编解码
速度等级
-2
-2
逻辑单元(Logic Cells)
504K
504K
Block RAM
11Mb
11Mb
DSP(DSP slices)
1728
1728
CLB Flip-Flops
461K
461K
CLB LUTs
230K
230K
UltraRAM
27Mb
27Mb
GTH Transceiver
20对(5个BANK)
20对(5个BANK)
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
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
FLASH
(256Mbit QSPI FLASH )*2
  
速度4bit*125Mbps
(256Mbit QSPI FLASH )*2
  
速度4bit*125Mbps
EMMC
8GB bit
8GB bit
时钟管理
PS:33.333333MHZ    PL100MHZ
PS:33.333333MHZ    PL100MHZ
按键
2
2
板载连接器
FX10A-140P/14-SVx1
  
FX10A-168P-SV x2
FX10A-140P/14-SVx1
  
FX10A-168P-SV x2
电源
DC-12V
DC-12V
Boot模式
QSPI/SD/EMMC/JTAG
QSPI/SD/EMMC/JTAG
功耗
最大功耗:30W
最大功耗:30W
尺寸
80mm*90mm*11.5mm
80mm*90mm*11.5mm
重量
30.4g(不带散热片)
30.6g(不带散热片)
MLK-F22-CM03-7EG/EV 底板硬件参数

SFP+
4SFP+

DP视频输出
DP 接口最高支持 2K60fps 或者  4K30fps

存储PCIE
1 M.2 PCIE 接口

存储SATA
1 M.2 SATA 接口

PS以太网
1 10/100/1000 以太网,最高 1000Mbit/s

PL 以太网
2 10/100/1000 以太网,最高 1000Mbit/s

USB3.0
1 USB3.0/2.0

CAN
1 CAN

USB 232
1 USB 232

TF卡座
插入 SD 卡,SD 卡存储启动文件

FEP 接口
FEPx4;两组96GPIO/48对差分对

JTAG 接口
使用下载器进行调试和下载

按键
按键4个,核心板2个,底板2

LED
LED 6个,核心板2个,底板4

外形
核心板 80*90*11.5(mm);底板 245*182 *22(mm)

重量
187g(不含核心板散热片)

板载连接器
FX10A-140P/14-SVx1 FX10A-168P-SV x2

电源
DC-12V

MLK-F22-CM03-7EG/7EV开发板采用底板+核心板分体模式设计,为客户提供更便捷的使用。用户可使用我司的核心板,根据实际开发需求自行设计底板,缩短开发周期,提升产品设计周期。

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
image.jpg
image.jpg
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:F22-7EV 和 F22-7EG 仅 FPGA 型号和 VCU 功能不一致,其他硬件配置完全相同(7EG 不支持 VCU)
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5 硬件详细描述
1ZYNQSOC
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核心模块搭载一颗Xilinx Ultrascale+FPGA芯片,型号:XCZU7EG-2FFVC1156I。此芯片封装是FFVC1156,速度等级是-2,温度等级是工业级。
  
核心模块   
  
MLK-CM03-7EG
FPGA主要参数
型号
XCZU7EG-2FFVC1156I
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
504K
Block RAM
11Mb
DSP Slices
1728
CLB Flip-Flops
461K
CLB LUTs
230K
GTH  Transceiver
20对(5个BANK)
GTR  Transceiver
4

引出IO:
  
核心模块
  
MLK-CM03-7EG
引出GTR
4对GTR
引出GTH
20对GTH(4个BANK)
引出MIO
55GPIO(仅支持1.8V)
引出IO
HP:96GPIO 48对差分对  BANK67/68(支持ADJ)
  
  
HP:48GPIO 24对差分对  BANK28(仅支持1V8)


image.jpg
核心模块搭载一颗Xilinx Ultrascale+FPGA芯片,型号:XCZU7EV-2FFVC1156I。此芯片封装是FFVC1156,速度等级是-2,温度等级是商业级。
  
核心模块   
  
MLK-CM03-7EV
FPGA主要参数
型号
XCZU7EV-2FFVC1156I
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
504K
Block RAM
11Mb
DSP Slices
1728
CLB Flip-Flops
461K
CLB LUTs
230K
GTH  Transceiver
20对(5个BANK)
GTR  Transceiver
4

引出IO:
  
核心模块
  
MLK-CM03-7EG
引出GTR
4对GTR
引出GTH
20对GTH(4个BANK)
引出MIO
55GPIO(仅支持1.8V)
引出IO
HP:96GPIO 48对差分对  BANK67/68(支持ADJ)
  
HP:48GPIO 24对差分对  BANK28(仅支持1V8)

2DDR内存
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核心模块搭载了8片镁光(Micron)的工业级DDR4内存(PS侧4片/PL侧4片)。单片内存大小为1GB,数据接口16bit,内存数据主频高达2400MHz;
  
芯片型号
  
XCZU7EG-2FFVC1156I
XCZU7EV-2FFVC1156I
DDR型号
MT40A512M16LY-062E-IT-E
DDR内存大小
1GB/片
PSDDR(片)
4片
4片
PLDDR(片)
4片
4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)

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PSDDR4芯片接FPGA芯片的BANK504,供电电压为1.2V;
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核心模块单独为PSDDR提供一路VTT电源,保证系统稳定工作;
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。
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PSDDR4部分IO分配如上图所示:开发板采用高速布线,PSDDR4的硬件设计需要严格考虑信号完整性,开发板的电路及 PCB设计已经充分考虑了匹配电阻/终端电阻,走线阻抗控制,走线等长控制,以确保PSDDR4稳定工作。
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核心模块单独为PLDDR提供一路VTT电源,保证系统稳定工作;
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PLDDR4部分IO分配如上图所示:开发板采用高速布线,PLDDR4的硬件设计需要严格考虑信号完整性,开发板的电路及PCB设计已经充分考虑了匹配电阻/终端电阻,走线阻抗控制,走线等长控制,以确保PLDDR4稳定工作。
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;

3PROMSPI FALSH
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核心模块具有2片4bit SPI FLASH,目前型号是IS25WP256D-JLLE。FLASH可用于保存数据
和代码,初始化PS和PL部分子系统。
IS25WP256D-JLLE主要技术参数
• 256Mbit
• x1, x2, and x4 支持
• 工作于 1.8V
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。
MT25QU256ABA1EW9-0SIT
IS25WP256D-JLLE
以下为IO部分原理图: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FLASH所在的MIO的位置
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如上图所示:核心模块具有2片FLASH,电平电压为1.8V接PS侧BANK500;

4:EMMC

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核心模块焊接了8GB大容量的EMMC,EMMC连接到了ZU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:由于芯片价格波动较大,具体型号见实物;
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:
KLM8G1GESD
MTFC8GAKAJCN-4M IT
目前使用型号:KLM8G1GESD

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
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如上图所示:核心模块具有1片EMMC芯片,IO电平电压为1.8V接PS侧BANK501;
5:SD卡

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开发板TF-CARD与主芯片PS BANK500的IO信号相连,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[13-16,21-22,24],其中包含了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。
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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
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核心模块PL差分时钟:PL侧100MHz差分时钟
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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;
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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;
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8: 模式开关
核心模块支持五种启动模式。可以通过模式开关来配置ZU的启动模式,该模式开关位于核心板上。 当MDOE为0000时,开发板支持JTAG调试模式。当MDOE为0101时,开发板支持SD1(EMMC)启动模式。当MDOE为0011时,支持SD0(SD卡)启动模式。当MDOE为0111,支持USB3.0启动模式。当MDOE为0010,启动模式是QSPI模式。
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                 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开关4-ON
SD1启动(EMMC)
开关1-ON开关2-OFF开关3-ON开关4-OFF
SD0启动(SD卡)
开关1-ON开关2-ON开关3-OFF开关4-OFF
USB3.0 启动
开关1-ON开关2- OFF开关3- OFF开关4-OFF
QSPI FLASH 启动
开关1-ON开关2-ON开关3-OFF开关4-ON

注意:模式开关必须断电操作,否则可能击穿芯片。
9: 以太网
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开发板集成3路千兆以太网。PS侧集成了1路PS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。
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PS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
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PL侧集成了2路PL以太网在BANK28,此BANK是HP BANK,IO电平是1.8V
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PL以太网芯片使用两颗单独的为25M单端时钟,确保时钟的稳定性。  
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10:PS USB3.0/2.0 接口

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USB3.0使用USB3320芯片连接FPGA的MIO[52-63],转换出3.0信号DM/DP接出至USB3.0。
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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。
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11:PS DP 接口
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开发板带有1路标准的DisplayPort输出显示接口,用于视频图像的显示。最高支持2K@60fps或者4K@30fps输出,DisplayPort由FPGA GTR端的BANK505 MGT驱动输出。
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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。
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12:PSPCIE M.2 接口
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开发板PL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。PL端的M.2接口只支持PCIEx4。
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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GTH223 CLK
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13:PS SATA接口
开发板PS端配备了一个SATA3.1标准的M.2接口,用于连接M.2的SSD固态硬盘,通信速度高达380MB。PS端的M.2接口只支持SATA。
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SATA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 CLK
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14:USB UART
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开发板上集成了1路USB转串口。ZYNQ ARM UART通过CP2104USB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

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CP2104芯片IO电压为1.8V,电源部分来自主机输入。
客户插上串口线无需给开发板上电即可识别串口芯片。

15:CAN
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开发板上有1路CAN通信接口,连接在PS系统端BANK500/501的MIO接口上CAN收发芯片选用了TI公司的SN65HVD232DR芯片。由于CAN工作在3.3V ,而BANK500/501的IO工作于1.8V ,因此使用了TXS0104EPWR作为电平桥接芯片。
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16:RTC和EEPROM
DS1337是一款低功耗,具有56字节非失性RAM的全BCD码时钟日历实时时钟芯片。
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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。
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17:FEP&HEP
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开发板板载1路FEP接口。FEP接口接出48GPIO/24对差分对;接出GPIO电压为ADJ;IO为差分对形式接出且全部做等长;接出BANK为BANK67;BANK67是HP BANK;
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开发板板载1路HEP接口。HEP接口接出48GPIO/24对差分对;接出GPIO电压为ADJ;IO为差分对形式接出且全部做等长;接出BANK为BANK68;BANK68是HP BANK;并且带有4对GTH高速信号和2对高速时钟信号。
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注意:调节 ADJ 电压时请务必断电操作!

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注意:ADJ电压由跳线帽控制,客户可选择1.8V或1.2V电平电压。FEP默认电压为1.8V,客户可根据开发板上丝印去调节想要的电压。

18:SFP+
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开发板具有20对GTH收发器,其中8对用于SFP+接口。可接市场上通用的光模块,用于高速信号传输。SFP+接口可以接千兆光模块,做千兆光纤通信;SFP+接口可以接万兆光模块,做万兆光纤通信。SFP+接口可以接千兆电口模块,实现千兆以太网通信;SFP+接口可以接万兆电口模块,实现万兆以太网通信。
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SFP+模块使用CDC61002可编程时钟芯片,客户可根据需要调节输出的时钟频率。
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19:PCIEX8接口
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板卡具备20对GTH收发器,其中8对用于PCIE接口,可用于PCIE高速通信。
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PCIE接口具有1路拨码开关,可以选择PCIE模式为X1/X4/X8;
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20:按键
核心模块具备2个(可用)按键输入,默认上拉,当按键按下时,接GND。
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底板具备4个(可用)按键输入;
2个接PS侧默认上拉;当按键按下时,接GND。

PS侧按键接MIO44、MIO45。
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2个接PL侧默认上拉;当按键按下时,接GND。

PS侧按键接K24、F21。
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21:LED
核心模块具有2个(可用)LED。
核心模块LED由BANK88控制。
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底板具有2个PS侧(可用)LED。

PS_LED1接MIO17,PS_LED2接MIO23;
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底板具有2个PL侧(可用)LED
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22:电源
注意: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。
23:风扇及散热片
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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 FPGA BANK分布
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7 尺寸图
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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
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2 开发平台命名规则
S-代表单板
F-代表核心板+底板方式的FEP扩展接口的开发平台
H-代表核心板+底板方式的FMC-HPC扩展接口的开发平台
L-代表核心板+底板方式的FMC-LPC扩展接口的开发平台
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附录2:常见问题1 联系方式
技术微信:18951232035
技术电话:18951232035

官方微信公众号(新微信公众号):
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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
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