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米联客MLK-F27-CU02-KU3P-KU5P AMD MPSOC开发板硬件手册

文档创建者:uisrc
浏览次数:3019
最后更新:2023-09-09
HW硬件板卡
开发平台: 2_MLK-Fx
1 整体概述
Kintex UltraScale+ MKU3P/KU5P是米联客电子Kintex 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24A。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
  
Kintex UltraScale+ MKU3P/KU5P硬件参数
  
SOC型号
XCKU3P/KU5P-1FFVB676I
FPGA主要参数
型号
XCKU3P-1FFVB676I
XCKU5P-1FFVB676I
构架
Kintex UltraScale+
Kintex UltraScale+
速度等级
-1
-1
逻辑单元(Logic Cells)
356K
475K
Total Block RAM
12.7Mb
16.9Mb
UltraRAM
13.5Mb
18Mb
DSP(DSP slices)
1368
1824
CLB Flip-Flops
325K
434K
CLB LUTs
163K
217K
GTY Transceiver
16对
16对
DDR4
2GB DDR4(单片1GB*2片),数据带宽2400MHz*32bit
FLASH
256Mbit QSPI FLASH 1  片,速度 4bit*125Mbps
时钟管理
1 100M 单端时钟,1 100M 差分时钟
电源管理
0.85V 核心电源,最大输出 24A
拨码开关
模式选择
USB UART
底板1USB UART
以太网
底板210/100/100以太网,最高1000Mbit/s
QSFP接口
核心板1QSFP 100G接口
ZSFP
核心板2ZSFP 25G接口
SFP
底板2SFP+ 10G接口
MIPI
底板2MIPI
HDMI接口
底板1HDMI输出
PCIE3.0接口
底板PCIE3.0 X4
HEP
1HEP1HP BANK+1GTY BANK
FEP
1FEP2HD BANK
JTAG接口
核心板1个,底板1
按键
核心板1个,底板1
LED
核心板3个,底板2
底板外形
111x210 mm
核心板板载连接器
FX10A-140P/14-SVx1、 FX10A-168P-SV x2
底板板载连接器
FX10A-140S/14-SVx1、 FX10A-168S-SV x2
电源
DC-12V/2A
主机6PIN电源接口
连接电脑主机内的6PIN供电线

注意:KU3P与KU5P仅主芯片不同其余外设全部相同。
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:KU3P与KU5P开发板仅FPGA不一样其他外设全部一样。
image.jpg

5硬件详细描述
1: Kintex Ultrascale+
image.jpg

MKU3P核心模块搭载一颗Xilinx Ultrascale+FPGA芯片,型号:XCKU3P-1FFVB676I。此芯片封装是FFVB676,速度等级是-1,温度等级是工业级。具备了硬件编程和软件编程功能。

  
SOC型号  
  
XCKU3P-1FFVB676I
FPGA主要参数
型号
XCKU3P-1FFVB676I
构架
Kintex UltraScale+
速度等级
-1
Logic Cells
356K
Total Block RAM
12.7Mb
UltraRAM
13.5Mb
DSP Slices
1368
CLB Flip-Flops
325K
CLB LUTs
163K
GTY Transceiver
16对

引出IO:
  
核心模块
  
MLK-CU02-KU3P
引出GTY
16对GTY
引出IO
156个IO/78对差分对

image.jpg
MKU5P核心模块搭载一颗Xilinx Ultrascale+FPGA芯片,型号:XCKU5P-1FFVB676I。此芯片封装是FFVB676,速度等级是-1,温度等级是工业级。具备了硬件编程和软件编程功能。

  
SOC型号  
  
XCKU5P-1FFVB676I
FPGA主要参数
型号
XCKU5P-1FFVB676I
构架
Kintex UltraScale+
速度等级
-1
Logic Cells
475K
Total Block RAM
16.9Mb
UltraRAM
18Mb
DSP Slices
1824
CLB Flip-Flops
434K
CLB LUTs
217K
GTY  Transceiver
16对

引出IO:

  
核心模块
  
MLK-CU02-KU5P
引出GTY
16对GTY
引出IO
156个IO/78对差分对


2:DDR内存
image.jpg

MKU3P/5P 核心模块搭载了 2 片镁光(Micron)的 DDR4 内存,现型号MT40A512M16LY-062E-IT-E。单片内存大小为1GB, 数据接口 16bit,2 片 DDR4 内存共有 2GB。内存数据主频高达 2400MHz,数据带宽可达 2400MHz*32bit;
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:
       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)


image.jpg
开发板采用高速布线,DDR4 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DDR4稳定工作。

3:PROM SPI FALSH
image.jpg

MKU3P/5P 核心模块具有 1片 4bitSPI FLASH,型号是 IS25WP256D-JLLE。FLASH可用于保存数据
和代码,初始化 PL部分子系统。
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3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。
MT25QL256ABA1EW9-0SIT
S25FL256SAGNFI000
S25FL256SAGNFI001
以下为部分IO原理图。
image.jpg

4:系统时钟
MKU3P/5P 核心模块上具备一颗 100MHZ 的单端时钟,一颗 100MHZ 差分时钟;
4.1:核心模块时钟
核心模块时钟1:100MHz单端时钟
image.jpg
核心模块时钟2:100MHz差分时钟
[/url]
image.jpg

5:系统复位
  芯片支持上电复位,复位整个芯片。
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6:核心模块电源管理
核心模块集成电源管理,核心板输入电压 12V 。
1、核心模块提供 0.85V 核心电源,最大输出 24A。
2、核心模块提供 0.85V、1.8V、3.3V、2.5V、0.6V、1.2V 等电源。
3、核心模块电源由底板供电(核心板也可以单独供电)。
核心模块上电时序如下:
image.jpg
image.jpg
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7:功能底板电源管理
底板集成电源管理,电源输入12V,输出1.8V、3.3V、5V等。
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8: ZSFP
核心模块具有 2 路 ZSFP 接口,可接市场上通用的光模块,用于高速信号传输。KUP核心板具有
16对 GTY,其中 2 对用于 ZSFP 接口。
ZSFP 接口可以接千兆光模块,做千兆光纤通信;ZSFP接口可以接万兆光模块,做万兆光纤通信。
ZSFP 接口可以接千兆电口模块,实现千兆以太网通信;ZSFP接口可以接万兆模块,实现万兆以
太网通信。
以下为部分IO原理图
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9:QSFP28

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核心模块具有 1 路 QSFP 接口,可接市场上通用的光模块,用于高速信号传输。KUP核心板具有
16 对 GTY,其中 4对用于 QSFP 接口。
以下为部分IO原理图。
image.jpg
image.jpg


10:JTAG接口

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底板及核心板各具有一路JTAG接口,以供下载和调试。
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11: USB UART
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功能底板集成了1颗CP2104,可以实现串口数据通信,方便系统调试。
以下为部分输入IO原理图。
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以下为串口部分电源,串口5V电源由主机提供后经过电源芯片转换为1V8;
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12: 10/100/1000M以太网
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开发板底板具有2路千兆以太网口,用户进行千兆网络通信开发,收发总线与对应时钟严格等长。

以下为ETHA部分IO原理图。
image.jpg

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。
以下为ETHB部分IO原理图。
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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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13:MIPI接口
image.jpg

开发板具有两路MIPI接口
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14:HDMI
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功能底板的HDMI输出接口直接由FPGA驱动,支持最大1080@60fps输出。
以下为部分IO原理图。
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以下为HDMI OUT上拉电源

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15:PCIE3.0接口
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板载PCIE具备 4 对 GTY 收发器,可用于 PCIE 3.0高速通信。
PCIE时钟由主机提供。

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16:SFP+接口
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开发板底板具有2路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+接口可以接万兆模块,实现万兆以太网通信。

以下为IO部分原理图:
image.jpg
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17:FEP接口
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板载4个FEP(Fast Expand Port) 60 PIN 的 HEADER 。其中两个FEP 接口构成一组FEPX2, 4个FEP构成两组。板载2路FEP接口及HEPA和FEPB
HEPA:(1个HP BANK+1个GTYBANK)
FEPB:(2个HD BANK)
以下为部分HEPA接口IO原理图。
HEPA带有1整个GTY 高速收发器(仅HEP接口有,FEP接口无)
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HEPA带有1整个HP BANK,其中带彩色的2对标注信号为HP BANK GC全局时钟信号;

Xilinx FPGA HP BANK电平只支持1.2V-1.8V不支持3.3V;

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HEPA接口的HP BANK支持ADJ,ADJ调节如下图,可用跳线帽调节1.2V或1.8V,发货默认1.8V;
出厂自带一只跳线帽;

注:禁止带电调节ADJ电压,否则可能击穿FPGA芯片!!!
image.jpg
HEPA接口HP BANK 24对差分对/48GPIO已做全部等长;误差5mil;
HEPA接口GTY BANK未做全部等长,只做了对内等长;误差5mil;

以下为部分FEPB接口IO原理图。
FEPB带有2个HD BANK;其中带彩色的2对标注信号为HD BANK HDGC局部时钟信号;

Xilinx FPGA HD BANK电平只支持1.2V-3.3V
image.jpg
FEPB接口的HD BANK支持ADJ,ADJ调节如下图,可用跳线帽调节3.3V或1.8V,发货默认1.8V;
出厂自带一只跳线帽;
注:禁止带电调节ADJ电压,否则可能击穿FPGA芯片!!!
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FEPB接口2组HD BANK 24对差分对/48GPIO已做全部等长;误差5mil;
    2个HD BANK走线已在底板上做补偿接出至FEPB的IO全部等长;

18:按键
18.1:核心板按键
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开发板核心板具备1个键输入,默认上拉,当按键按下时,接GND。
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18.2:底板按键
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开发板底板具备1个键输入,默认上拉,当按键按下时,接GND。
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19:LED19.1:核心板LED
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开发板核心板具有3用户LED。
默认上拉,当对应管脚设置为高电平时灯灭,当对应管脚设置为低电平时灯亮。
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19.2:底板LED
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底板具有2(可用)LED。
默认上拉,当对应管脚设置为高电平时灯灭,当对应管脚设置为低电平时灯亮。
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20:电源
底板具有一个12V电源供电接口。此接口电源供电,可以用于实际开发和测试,请使用配套电源或稳压电源对开发板进行供电,板卡配套电源为DC-12V/2A。

21: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 XCKU3P/5P-1FFVB676I 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
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