Cortex-A15 / Xilinx Artix-7 FPGA处理器设计的评估板

Tronlong小分队 · 发表于 2020-9-23 10:27

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1评估板简介
创龙TL5728F-EVM是一款基于TI Sitara系列AM5728双核ARM Cortex-A15 +浮点双核DSP C66x + Xilinx Artix-7 FPGA处理器设计的高端异构多核评估板，由核心板与底板组成。核心板内部AM5728与Artix-7通过GPMC、I2C通信总线连接。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。
评估板接口资源丰富，引出双路千兆网口、双路SFP光口、USB 3.0、GPMC、SATA、HDMI、FMC等接口，方便用户快速进行产品方案评估与技术预研。

图 1评估板正面图1

图 2评估板正面图2

2典型应用领域

运动控制
测试测量
机器视觉
智能电力
视频追踪
定位导航
0 c) }( A# Y: {6 W) s

3软硬件参数
硬件框图

图 3 评估板硬件框图

图 4评估板硬件资源图解1

图 5评估板硬件资源图解2

硬件参数

表 1 AM5728端硬件参数

CPU" D+ {; x6 ?, k) ^	CPU：TI Sitara AM5728 . u h) K1 Z3 F7 n8 N
	2x ARM Cortex-A15，主频1.5GHz 2 J! ]4 s, Q4 X7 u
	2x DSP C66x，主频750MHz，支持浮点运算 8 R/ p- B. O* v4 N
	2x IPU(Image Processing Unit)，每个IPU子系统含2个ARM Cortex-M4核心，共4个ARM Cortex-M4 核心8 }3 Z2 A' c# S# o; I5 B
	2x PRU-ICSS，每个PRU-ICSS子系统含2个PRU(Programmable Real-time Unit)核心，共4个PRU核心，支持EtherCAT等协议 6 a. m' A1 _& _9 X" c3 f$ b7 d: }) s
	1x IVA-HD Video Codec，支持1路1080P60 H.264视频硬件编解码# v0 G- v1 B* ?" {6 ^$ X+ p+ A6 d
	2x SGX544 3D GPU图形加速器7 {2 n% ~! E8 { r3 A y# E- z0 t* {
	1x GC320 2D图形加速器5 q/ n3 p: _& X/ z
ROM * i8 A3 T# J' l, [; m	4/8GByte eMMC ( h7 a$ m0 } P& b+ y- g
ROM * i8 A3 T# J' l, [; m	32Kbit ATAES132A-SHEQ加密芯片6 P( n( r2 w, t# w. @4 s) K$ u
RAM1 n0 [, y" f7 N2 q# ~6 j, K	1/2GByte DDR3) H: S1 s& U# P& M1 Y: Q% j b2 F
RAM1 n0 [, y" f7 N2 q# ~6 j, K	2.5MByte On-Chip Memory % j" L# D( [3 i; k
B2B Connector1 }; v& e! T: @8 E: D r! h/ C' o6 U	2x 180pin公座高速B2B连接器，2x 180pin母座高速B2B连接器，间距0.5mm，合高5mm，共720pin 2 n8 i$ }& F. Z6 S! U! \/ l
LED 9 W" @& J/ I, p& ~% @	2x电源指示灯（核心板1个，底板1个） 3 Q/ S. \" D5 _
LED 9 W" @& J/ I, p& ~% @	5x用户可编程指示灯（核心板2个，底板3个）1 ?' P5 I4 @2 {; i: }, @
Sensor 8 @* v( J* s1 N/ M	1x TMP102AIDRLT温度传感器" h U) ]) m: I
KEY6 ~& x* z! O7 Q	1x电源复位按键 8 _- {' i: U0 c/ \|, @
	1x系统复位按键3 G8 v( x# n5 E5 t3 q6 o* S
	2x用户输入按键 ; o/ _6 V2 f$ o8 ~3 k
	1x非屏蔽中断按键 + A2 N3 P+ R/ L& `$ U' S
SD6 P) M9 B: o7 _) x4 q	1x Micro SD接口0 B) j2 l2 j6 q9 \| R# M0 c
RTC $ O" z' Q" H! N+ S, v	1x 1.5F法拉电容 % x% o# t3 O6 M' l1 c
Ethernet 4 F& _6 G. h4 o( ]& j" `/ a6 {	2x RGMII，RJ45接口，10/100/1000M自适应/ e8 u' P' A* c! p9 H; O
USB 6 z5 Q8 V+ \|- }7 K! X5 ~4 R	1x USB 2.0 DRD（Dual-Role-Device - Host or Device），Micro USB接口 % P( a$ H+ {0 Y3 K
USB 6 z5 Q8 V+ \|- }7 K! X5 ~4 R	1x USB 3.0 HOST接口 4 M! e/ J* c0 z0 t" J! [
CAN # W* X0 H$ y' G3 c {& M c0 S5 l	1x CAN，3pin 3.81mm绿色端子方式 ~4 g" B' Q) E) T
UART- u7 s" L9 E% B0 w3 \	1x Debug UART，UART3，Micro USB接口 ! o& D3 ^0 H/ r
	1x RS232 UART，UART1，DB9接口1 l- t* H5 Z! c4 h5 B. a
	1x RS485 UART，UART10，3pin 3.81mm绿色端子方式 , {% \$ h8 m7 f
	1x TTL UART，UART9 {% D7 W' M" j, ? s# g
DISPLAY 3 I5 S- p3 }; _" X- j; D2 ~	1x HDMI OUT接口6 J6 M6 P3 h3 x. \6 t! E/ T5 ^
	1x LCD RES电阻触摸屏接口，40pin FFC连接器，间距0.5mm1 }! U$ j+ D# @+ D0 v! Y( e5 m- o
	1x LCD CAP电容触摸屏接口，40pin FFC连接器，间距0.5mm 1 B% e& G: L, s' S1 Y, V; m3 i; y% F
Video 0 Z: K b% z, h, z. t+ s	1x V-PORT接口，48pin公座欧式端子方式，引出VIN4A端口，可接TVP5158四路D1、GV7601 HD-SDI等视频采集模块 % M; A# `% a# \; u0 i3 m
SATA 5 r3 Z1 Z0 s; U: z @. x	1x 7pin SATA硬盘接口( j0 ?% F) {1 j
FAN 5 d# Y1 X7 h o4 z	1x FAN，3pin排针端子，12V供电，间距2.54mm e0 H* K5 l% P% b; I3 K- z& h
IO ]& M" b! J; C	1x 排针拓展接口，2x 15pin规格，包含eQEP、eCAP、PWM、TIMER等拓展信号$ O7 m6 w: g/ A9 h1 h
IO ]& M" b! J; C	1x IDC3简易牛角座，2x 25pin规格，间距2.54mm，含GPMC等拓展信号. G# [; L# I* `. P
JTAG7 k& G, Z5 g8 _# q	1x 14pin TI Rev B JTAG接口，间距2.54mm ( v% R7 ?1 d& Z
BOOT SET2 ]! W+ i% Z4 D1 ?6 @	1x 5bit启动方式选择拨码开关+ K' U" L! u8 Z0 o8 ]
SWITCH0 R! B- F t: e- w. F. x. I5 _	1x电源摇头开关 5 M# \! d6 ^# c9 a: \% M
POWER # ^; G2 ^( T3 J5 {# r	1x 12V6A直流输入DC417电源接口，外径4.4mm，内径1.65mm8 t! y0 T( f$ H1 V3 w; Q& x \

表 2 FPGA端硬件参数

FPGA* Q/ x0 N% }* y2 R	Xilinx Artix-7 XC7A100T-2FGG484I/XC7A200T-2FBG484I 7 \|0 \|& @* ]6 W
ROM8 s' I+ ]& b# b- E3 T* D	256Mbit SPI NOR FLASH$ a/ u' J3 C2 z3 b* J0 ?( s
RAM) H7 H: `' W/ S- m5 S	512M/1GByte DDR3 & R. u2 e9 k* D+ Y
LED% x6 @* D- L- W' Y$ I7 Q	1x电源指示灯（核心板）7 x2 }& s. H. R: c3 x0 W
LED% x6 @* D- L- W' Y$ I7 Q	5x用户可编程指示灯（核心板2个，底板3个） 1 X6 F' v( O& c: s0 l( h
KEY: a4 E5 o+ p% I+ Q6 w	2x用户输入按键 9 k! m/ k# \|4 L' t! K
KEY: a4 E5 o+ p% I+ Q6 w	1x PROGRAM_B复位按键 - J! a/ @: M; N; i1 w$ j5 \|/ B
SFP ^2 u$ x+ o6 o$ @. \	2x SFP光口，由高速串行收发器（GTP）引出 @. _; N, W3 Q" z
HDMI 8 k9 v) \|/ Z! O1 s7 e2 K- j	1x HDMI OUT接口 4 a2 `* ]; W! v) m
XADC8 {4 E) ~4 E T	1x排针接口，2x 5pin规格，间距2.54mm，双通道差分输入，1MSPS 0 W/ d8 [3 ?, y( I; f1 [
IO( j6 }% T' N: T6 s	1x 400pin FMC连接器，LPC标准5 V, V* K; r% q* w% B/ G
	1x 12pin PMOD接口 . ^$ M$ x5 f( l% \9 ?. N, c
	1x 48pin公座欧式端子 ( @, `6 j1 D5 U1 f
JTAG ! F' P4 ^9 f8 [+ F7 r' _; h	1x 14pin JTAG接口，间距2.0mm3 t( O5 e5 _( n& y2 I- `

软件参数

表 3

ARM端软件支持) u/ `; @0 z/ G& N0 A9 L B	Linux-4.9.65，Linux-RT 4.9.65) U2 W4 D3 c1 J2 E3 D
DSP端软件支持: y1 u4 w5 r/ c	TI-RTOS# F* F2 ?; E7 M9 a& ^. ], V8 \
CCS版本号 & I, E( \|! z3 A6 x" c# O	CCS7.4 " Y- R% P* x' Q2 q
VIVADO版本号$ [( Q" \) N. b8 M8 x	2017.4 % c/ U! ^+ U* f& r( U* L
图形界面开发工具 # ^+ y, n3 P, s) N% n. _2 k* y9 _- I( f	Qt - Z8 g9 L2 y ^0 T/ R# J$ W
双核通信组件支持 ) D( q! f0 d) I2 r1 }	IPC 3 F2 n- x1 \|4 N( k4 @6 Z. J
软件开发套件提供 ) [ t0 h* Z3 _% l7 I	Processor-SDK Linux-RT、Processor-SDK TI-RTOS4 \5 \8 s; B* v6 F
驱动支持* h" B$ E, B- I" Q	SPI FLASH & E$ M0 Z3 z3 A% k	DDR3! X' s3 V+ U( F! N2 f
	PCIe 9 d8 e7 S, I* H0 t	eMMC ! S- Q; B1 ^. m
	MMC/SD 9 s3 y' [+ _5 n: I! l: }	USB 3.0 2 t8 A) Q0 K; g3 a
	JTAG 1 G* [+ w, [& A% W* x: l/ H	USB 2.0$ v: h, ?/ f3 }8 l, q7 [) A
	LED8 p( D& E: P3 d) H# O5 z& Q	BUTTON 6 n9 [3 J* v/ C1 {# l
	RS232; o& \; j" U& K+ D/ C8 j	RS485
	HDMI OUT @* o2 _. l* \+ `# ]$ f _* g	DCAN) M3 A; t" m; j3 Z3 r
	SATA / m+ `5 \|) L& }' k& e; B	RTC " o) \|* ~3 j. f! w
	4.3inch Touch Screen LCD / S3 }) q5 x0 n. B+ k B	7inch Touch Screen LCD, n7 }4 I& s3 e) `
	EMCRYDT IC# \|- H. W# l0 l2 }4 R+ A" _	TEMPERATURE SENSOR ( b" Q) M2 E: c5 i& R; H' _! o/ ?7 w6 \|
	eCAP 8 G1 f \|$ v8 A/ x/ J	I2C) o& @2 p% l( r& E
	USB CAMERA: P3 g6 t1 Z* B! t; }, n	USB WIFI9 }( H6 ^- P0 [: d: m. O( e" k
	USB 4G ( P+ n H# n/ @+ K& J: K3 g! v	USB Mouse4 h2 V2 V* R1 C. L( L* _
	NMI& c) V7 v, p0 n; Z U	- V' g! A- d7 ]7 Z$ e' u0 g& H9 V4 M

4开发资料

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；
提供系统烧写镜像、内核驱动源码、文件系统源码，以及丰富的Demo程序；
提供完整的平台开发包、入门教程，节省软件整理时间，上手容易；
提供详细的DSP+ARM+FPGA架构通信教程，完美解决异构多核开发瓶颈。
. U, X5 {; r2 |; c7 C

开发例程主要包括：

基于Linux的应用开发例程
基于TI-RTOS的开发例程
基于FPGA的开发例程
基于IPC、OpenCL的多核开发例程
基于Linux的EtherCAT开发例程
基于Linux的多路视频采集开发例程
基于H.264视频的硬件编解码开发例程
基于GPMC的ARM与FPGA通信开发例程
Qt开发例程
基于AD9613的高速AD采集处理例程
SFP光口开发例程3 D# `. K* v1 L8 f( b* I

5电气特性
工作环境

表 4

环境参数8 N) E4 z) F4 q3 h' \|	最小值 J+ U0 b, ^- E3 T5 U; \: v& Q$ u	典型值 ! c, i- ~* c d5 {) Q8 O% E	最大值+ {( m1 N, a6 l+ Y( f! {: e
核心板工作温度0 J% }" A2 D; R! }7 q	-40°C 4 b* J& i6 ^6 N3 U) ^	/# X9 L6 _+ `, s. q. R	85°C ; T+ G2 ]; r, R
核心板工作电压 1 [6 @% I8 _8 r$ b	/ " f" B- I D! I. m9 \|7 \0 u	9V- b/ l4 W/ t, r, ?0 e( X! N6 O; K! J	/ / L' r. L: w+ m: d
评估板工作电压 + a. \|- z) z! Z) `# Z( Y	/ w2 k. q' v1 T	12V * T' A/ {6 H6 ?	/ ( m2 U3 f1 [ T0 E, [

功耗测试

表 5

类别+ ]4 f( }) S0 Y" ^ w0 K	典型值电压$ ~8 e/ n; F' s	典型值电流+ ^; `. M( Z) F! ~/ a	典型值功耗 ) W: N6 ^0 U0 T4 q4 S2 k
核心板 1 f4 l5 x- ^) \, n5 o1 a k	9V! Y* }* t# N+ ?7 o- S. h2 H5 G	870mA - \( P9 n0 v% ?/ W) [	7.83W 3 d% m8 o" g: r8 q
评估板 6 q4 [) {) r7 `	12V 0 F, h+ V; W2 ?/ q) T( R8 {3 c	950mA ! I# @7 H0 O% N, U	11.40W 5 b9 I& a( S2 V9 \( I0 \7 W

备注：功耗测试数据与具体应用场景有关，测试数据仅供参考。

6机械尺寸图

表 6

) t2 J+ j' D" q% S6 g# u	核心板7 D1 z5 @/ j/ y	评估底板: s W3 m. `% Y" ]. t8 V c
PCB尺寸$ k! b! ^% n& j( V	112mm*75mm- _- N. i7 g8 Y7 P4 W	260mm*160mm5 @ p5 f; M( A+ f7 K# q
PCB层数+ U7 x9 B3 z8 C+ o9 ~	12层. H+ M8 h- L( A; l8 h	6层 7 o, E3 b- Z5 Y0 @% v
板厚 " R$ m. i) }" h; X: ~' m	1.6mm % A0 W0 \|$ K; j4 f2 w5 ~	2.0mm 0 L7 a1 X! O! F% O8 V! z7 R3 ^
安装孔数量1 l0 w6 P3 E4 ]& i) [; g, ^# T+ v$ Q	8个. l1 g2 \|- i# O4 C; {	12个 , y; V$ m7 t- V' C7 l

图 6核心板机械尺寸图（顶层透视图）

图 7评估底板机械尺寸图

爱新觉罗晓明 · 发表于 2020-12-22 11:03

学习一下，谢谢分享。

llbnmo · 发表于 2020-9-23 11:05

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

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Cortex-A15 / Xilinx Artix-7 FPGA处理器设计的评估板

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