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- i: r) p6 f9 u- t6 C

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' R: z" r9 w" K% z9 N+ Z* s	CPU：TI Sitara AM5728 3 e$ Z, z2 U+ W$ p& O1 G
	2x ARM Cortex-A15，主频1.5GHz- \|8 w* a" \|+ ?; k' t7 T
	2x DSP C66x，主频750MHz，支持浮点运算 ' C4 f: L w+ Z7 F4 \8 _- _+ ^
	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 . M$ D% e% G! l3 G( }$ E7 O
	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2 N2 r j+ @2 y- v) S, L! l% k( d
	1x IVA-HD Video Codec，支持1路1080P60 H.264视频硬件编解码 c' D7 Z, J Z ^
	2x SGX544 3D GPU图形加速器 ) d& _; n/ N1 y1 P
	1x GC320 2D图形加速器 0 x: v7 S$ h9 ~ l1 {
ROM. R5 E. l, g1 N: h' I' g	4/8GByte eMMC , Q* g* [% q# s! G; M
ROM. R5 E. l, g1 N: h' I' g	32Kbit ATAES132A-SHEQ加密芯片" @, k- c0 X# E3 }
RAM6 X* i8 ^3 O" t0 f8 P8 s+ O	1/2GByte DDR3 + f& z4 w, o' P5 F( k" J8 k
RAM6 X* i8 ^3 O" t0 f8 P8 s+ O	2.5MByte On-Chip Memory 2 I0 e% m* y' L' x
B2B Connector ) g) s2 s2 {- K$ e3 f	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720pin0 T; h! m# y1 C% @) B: r) k
LED, F( \7 N/ t8 Z0 e: _. f% E) K- s	2x电源指示灯（核心板1个，底板1个）1 s0 v; O7 C2 n5 q: ^& c# l5 {9 J
LED, F( \7 N/ t8 Z0 e: _. f% E) K- s	5x用户可编程指示灯（核心板2个，底板3个） / q$ C+ ~6 M1 r% n; W
Sensor ( \* s4 B% K% l$ o" K	1x TMP102AIDRLT温度传感器0 `" ~* r$ W; Q: A8 S+ P) e: I+ i
KEY ; S$ W* c7 n& U) P; x! t' l# e	1x电源复位按键- u" S$ y3 d* }1 u1 ^2 z
	1x系统复位按键! `& W, g. h# d) F
	2x用户输入按键5 z0 M# W7 S1 b7 h% I3 E
	1x非屏蔽中断按键 y+ p n4 R' y" B( w- K
SD # F- O( @+ ]9 \1 h# C) i* [	1x Micro SD接口! {( h& Z* V1 \
RTC) v3 @: T! \|" X% K2 l) ^	1x 1.5F法拉电容1 L" T) l Q$ W
Ethernet: z7 _. S! E* Z	2x RGMII，RJ45接口，10/100/1000M自适应; I6 V/ b0 C( \- M! v, z F; X
USB : Q, f2 d! I9 a0 w, ~	1x USB 2.0 DRD（Dual-Role-Device - Host or Device），Micro USB接口) Q }& n) x" T1 U/ m o
USB : Q, f2 d! I9 a0 w, ~	1x USB 3.0 HOST接口! F7 r$ k0 _9 C/ g4 X
CAN( ?6 f D& P/ z" I) o; q	1x CAN，3pin 3.81mm绿色端子方式 4 G) {8 w" j; Y; A3 c( T
UART2 K8 N% `* \|. ?1 O, G4 l# \	1x Debug UART，UART3，Micro USB接口( T5 S1 [6 f; j$ W
	1x RS232 UART，UART1，DB9接口 9 i" y' y' z0 U% g7 i' { U1 x; r9 x
	1x RS485 UART，UART10，3pin 3.81mm绿色端子方式/ J/ p$ X6 l" v& _% W8 H3 h4 K
	1x TTL UART，UART92 g& o. n1 s: N2 n9 a9 R! w! I
DISPLAY . z9 \|! X6 v/ g# i1 H	1x HDMI OUT接口 1 `$ S- U; p: I+ T& \|' t% t2 \
	1x LCD RES电阻触摸屏接口，40pin FFC连接器，间距0.5mm% t2 s8 L8 t& a% q' ?; R4 V
	1x LCD CAP电容触摸屏接口，40pin FFC连接器，间距0.5mm $ w9 I4 j1 `1 _. k0 r# e
Video6 D" x' Z6 P7 H" D$ u$ b H/ d	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$ d b% ~2 N" K" ~2 X
SATA9 }8 a b% C7 q+ k. \	1x 7pin SATA硬盘接口 + \|0 L* ]; K8 o% G3 @& t
FAN ; b3 H& Q, O" M	1x FAN，3pin排针端子，12V供电，间距2.54mm ( r* {3 Q$ \|' l/ j4 h
IO ) j q' ]) \5 p6 ?	1x 排针拓展接口，2x 15pin规格，包含eQEP、eCAP、PWM、TIMER等拓展信号 % p2 O: J7 m7 ?; \
IO ) j q' ]) \5 p6 ?	1x IDC3简易牛角座，2x 25pin规格，间距2.54mm，含GPMC等拓展信号 # o j1 Q; c& {, [
JTAG- N1 ?2 W6 N5 ^% \	1x 14pin TI Rev B JTAG接口，间距2.54mm 0 s: S t& t2 k# k
BOOT SET. O2 R' {. @9 D( U	1x 5bit启动方式选择拨码开关 0 h) V3 \6 C ]3 P0 f0 E) b$ {
SWITCH7 E: j' l! w; h" D8 c	1x电源摇头开关& c2 p! f" w$ a( z* ~0 H
POWER 4 e9 b4 Y" B7 s7 E3 o% Z	1x 12V6A直流输入DC417电源接口，外径4.4mm，内径1.65mm 6 l8 a S9 \. V. d

表 2 FPGA端硬件参数

FPGA + [2 Y2 n1 g# s2 p	Xilinx Artix-7 XC7A100T-2FGG484I/XC7A200T-2FBG484I) g- q& U( A+ a7 }4 P! _$ f
ROM : A+ R) {9 u% @7 p	256Mbit SPI NOR FLASH f: A g0 y5 W( h3 r
RAM 2 {- Y& a* \|5 Y	512M/1GByte DDR3" F4 m; o Q' F3 p
LED. N# t$ u% T9 a	1x电源指示灯（核心板）4 z6 b- \8 h# K6 n& D
LED. N# t$ u% T9 a	5x用户可编程指示灯（核心板2个，底板3个）1 G. u8 `4 z0 f) l/ Z( d
KEY 7 E% B! E) T; X( ~	2x用户输入按键; s N4 I2 Z. M
KEY 7 E% B! E) T; X( ~	1x PROGRAM_B复位按键 % i0 \|$ t; ~$ R' F8 F" n
SFP 2 Z: e# D- l: h5 d3 ]- ?. y	2x SFP光口，由高速串行收发器（GTP）引出: P6 m% X8 l1 N2 \
HDMI 5 h1 q0 X% `: x) [7 }' [	1x HDMI OUT接口! c: W; J" f y3 [1 S
XADC 0 P8 Q. l" Y; J% L* f! u$ K K	1x排针接口，2x 5pin规格，间距2.54mm，双通道差分输入，1MSPS 0 d1 D, O9 B4 W1 x& B, V% o
IO- j0 g, G7 s) H2 k	1x 400pin FMC连接器，LPC标准8 y2 Y& x7 F9 B6 }- @0 _
	1x 12pin PMOD接口 & w! \- ~5 j4 I1 \. w
	1x 48pin公座欧式端子/ }& M$ F2 c6 \/ l% \
JTAG) p! D# g# G% V5 W1 v. x	1x 14pin JTAG接口，间距2.0mm: o p3 H% V, L! E; U4 P

软件参数

表 3

ARM端软件支持 Y- N6 [; b- @: [	Linux-4.9.65，Linux-RT 4.9.65 : d" U' V& V: Q: r
DSP端软件支持2 O& Z0 x/ o* p1 x	TI-RTOS l6 e+ q4 c; W% c, ~5 x
CCS版本号2 R+ B4 w) @6 U4 e	CCS7.4% C3 I+ \ Z3 E* ]- U
VIVADO版本号; x. k& n2 {$ V" H5 b	2017.4- B8 h2 E6 V E& f8 Q! x h8 z% Y4 M
图形界面开发工具 8 k! K9 \- J9 s. p% e6 }0 O I	Qt + E1 g( d- M& R1 D7 g- L/ J' e# t3 G
双核通信组件支持: M! p/ F0 u b: h5 g1 v$ _9 L; K' N	IPC0 k8 j8 e# _, z W3 t6 H, ^
软件开发套件提供 3 o9 {- d9 i0 x4 t$ u8 }; Z	Processor-SDK Linux-RT、Processor-SDK TI-RTOS 9 d& P: j( T' U. E) A6 j& \|) Z
驱动支持 . i6 ~- M$ v2 k, X; a+ Y	SPI FLASH! o( z: P, M w# \. }. t" i& J	DDR3; U& L; h n# Y+ \|9 E4 J5 V
	PCIe; t6 e. }# M8 y$ C8 w	eMMC- C) R' D4 A, E' T. P
	MMC/SD , S3 m" A- y# b9 s0 X7 t$ i	USB 3.0 . K$ q, b1 n* y/ [: v& J
	JTAG% O+ A1 j' I! G4 h8 W. }& ]	USB 2.0 / \' {+ I6 y3 h# Z! a. I$ \|. K
	LED7 Z1 a _( t$ H3 b9 c; L	BUTTON ; d2 j' H: e0 c. i, L9 V5 c W: ^
	RS2323 r. i$ m' n( n" V" D	RS485 ! J: F5 f1 e. D9 Z& v: b6 X, W
	HDMI OUT ' z" E. Z- h. m	DCAN ; A1 V6 L7 h, ~! g5 O4 O3 }0 S, J- j
	SATA & V: ~1 P1 d# @3 \$ T" z	RTC & S3 J& I5 m8 k) P
	4.3inch Touch Screen LCD$ R, C ^/ R; ]/ U9 Y$ E4 v# c	7inch Touch Screen LCD ; j4 v5 N7 I( P! W
	EMCRYDT IC ' ?, I6 y* Q/ ?. e* n T& y* g2 k0 W	TEMPERATURE SENSOR1 ^8 P2 H. l+ S
	eCAP $ E" G9 ~ ^- p2 }' N" n* R	I2C; X( v. _1 G1 I% C" v! ]
	USB CAMERA q/ \' V c" F	USB WIFI 9 E- K$ X b1 i6 L
	USB 4G . ?0 y( }+ ]! V1 E# H; L" m! c	USB Mouse7 U; S' X! V* B$ o7 C
	NMI 1 a9 G6 w$ z8 A5 t& q% Q# V	, H, W5 L V3 ]; R

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。+ M8 \# N$ X- x& ?5 Z( b- i1 j, l

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/ X$ q: Q, L( [; ^: Q

5电气特性
工作环境

表 4

环境参数 : z) y; Q4 O" c	最小值 ' z* d; [) a+ `7 C	典型值 # O; B* L+ n/ F: Y" ?0 M- M	最大值$ `# c6 [, x& j* D r3 Y( v7 x
核心板工作温度" u3 l8 n; ^* @	-40°C9 s/ O1 ~/ J P3 O0 g9 c	/ ; w' h% d$ C% Y- ^	85°C ! l& x; T5 [+ \|' i6 W- ?/ t( b8 \|3 N, h
核心板工作电压8 i1 a! t: n5 M" a9 t m9 }0 R4 j	/& u4 d% X5 I$ B g/ B5 u5 ]	9V4 `1 z( p' g1 E( O- x# T" k	/" U( I1 a4 P$ W( S' e6 C
评估板工作电压 e0 f) O; b) K0 [0 X	/ 4 ?- G: t" s: U; n9 V# [6 k	12V" z% @, \% H& J' G	/' j4 q4 r v3 M0 j" N1 d1 \|1 }

功耗测试

表 5

类别 ' I1 C; P/ D% K. M	典型值电压, [7 b% s% R5 m5 I( T; P o7 V$ v	典型值电流3 ^% A- Q% g2 k; z+ f	典型值功耗 # J* x, e, K! C" U; I
核心板1 C9 [2 ]; F# i s7 \. O	9V& \0 p" a0 W4 Q4 r" `& P* M k- }	870mA, B9 D Z& o2 z	7.83W- N* t+ q0 R4 P7 f- A. M8 t( F$ W
评估板4 j* c* c! Q2 J	12V , L3 `1 v1 a+ n6 ^- b6 o- m2 N	950mA Y! Y% H6 p- C$ Q( _/ m: g	11.40W $ k! O0 G5 D& h9 R- \|% s. B H; E* C

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

: q+ \) u/ Q% X	核心板 - M2 O& y/ @7 x8 o; k4 i* @	评估底板! N% m/ @, @5 ?% t
PCB尺寸 * r8 f7 J; f* L	112mm*75mm& n$ W+ e4 p3 L	260mm160mm , Z; y3 G8 A$ L$ j f2 z
PCB层数& @# t9 r. J5 s1 ^ ~	12层 k! }) h2 R% I3 Q2 c; b	6层 ; M) l# l4 ]$ P
板厚, J4 N3 S% @* O! T' T	1.6mm" }' c; k8 X7 S$ J i4 q- U	2.0mm " x$ k& a" P% n
安装孔数量 ( P9 Z. l9 ^3 X- y# a- T	8个 0 S. f4 Z7 `& ^	12个% G; D5 m6 B5 _& [, a' X

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

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

爱新觉罗晓明 · 发表于 2020-12-22 11:03

学习一下，谢谢分享。

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

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