米联客MLK-F23-CM03-7EG-7EV AMD MPSOC开发板硬件手册

1 整体概述

MLK-F23-CM03-7EG/7EV（07B）系列开发平台是米联客电子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    主    要    参    数	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   PL：100MHZ		PS:33.333333MHZ    PL：100MHZ
按键		2个		2个
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）
MLKF23-CM03-7EG/EV底板硬件参数
HDMI_IN_4K			HDMI 2.0最高支持4K 60fps视频输入
HDMI_OUT_4K			HDMI 2.0最高支持4K 60fps视频输出
HDMI_IN_1080P			1 路 1080P HDMI 视频输入
HDMI_OUT_1080P			1 路 1080P HDMI 视频输出
QSFP			四通道SFP接口，可以用作40G以太网
SFP+			8路SFP+
3G SDI			支持四路3G SDI IN/OUT (豪华版)    支持一路3G SDI IN/OUT (基础版)
DP视频输出			DP接口最高支持2K60fps或者4K30fps
存储PCIE			1路M.2接口（PCIEx1）
PS以太网			1路10/100/1000以太网，最高1000Mbit/s
PL以太网			1路10/100/1000以太网，最高1000Mbit/s
USB3.0			4路USB3.0/2.0
CAN			2路 CAN
RS485			2路 RS485
PS UART			1路PS UART
PL UART			1路PLUART
TF卡座			插入SD卡，SD卡存储启动文件
FEP接口			FEPx2；48GPIO/24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个
LED			LED 6个，核心板2个，底板4个
外形			核心板80*90*11.5(mm)；底板225*190 *22(mm)
重量			309g（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

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

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：07B-7EV和07B-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）

5 硬件详细描述
1: ZYNQ SOC

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对

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)

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对

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)

2: DDR内存

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)

PSDDR4芯片接FPGA芯片的BANK504，供电电压为1.2V；

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。

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。

核心模块单独为PLDDR提供一路VTT电源，保证系统稳定工作；

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；

3:PROM SPI FALSH

核心模块具有 2片 4bit SPIFLASH，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

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

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

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

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。

由于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。

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

核心模块PL差分时钟：PL侧100MHz差分时钟

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；

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；

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。

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

开发板集成2路千兆以太网。PS 侧以太网 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。

PL侧集成了1路PL以太网在BANK28，此BANK是 HP BANK，IO电平是 1.8 V

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。

10:PS USB3.0/2.0 接口

USB2.0 使用 USB3320 芯片连接 FPGA 的 MIO[52-63]，转换出2.0信号DM/P接出至HUB芯片。

USB3320芯片使用24M无源晶振：

开发板上通过USB Hub芯片（GL3523）拓展出4路USB3.0 /2.0接口，其中USB2.0信号由USB3320芯片转出，USB3.0信号由FPGA的GTR信号直接提供。

GL3523 芯片使用25M无源晶振：

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。

11:PS DP接口

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。

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。

12:PS PCIE M.2接口

开发板PS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。PS端的M.2接口只支持PCIEx1。

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GTR CLK0。

13:USB UART

[url=] 开发板上集成了2路USB转串口，1路PS,1路PL。ZYNQ ARM UART 通过 CP2104 USB 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。

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。

14:CAN

开发板上有2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。

15: 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。

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。

16: RS485

开发板上有2路485通信接口，485通信端口连接在PL端BANK28的IO接口上。由于485工作在3.3V，而BANK28的IO工作于1.8V，因此使用了TXS0104EPWR 作为电平桥接芯片。

[/url]


17: HDMI1080P

开发板扩展板上有1路HDMI1080P OUT和1路HDMI1080P IN接口；HDMI输入使用ADV7611解码芯片，实现HDMI输入功能，输入可以达到1080P @60HZ。HDMI输出采用了IO模拟HDMI信号，输出可以达到1080P@60HZ高清传输。

HDMI IN通信端口连接在PL端BANK67的IO接口上。由于ADV7611BSWZ-P芯片工作在3.3V，而BANK67的IO工作于1.8V，因此使用了SN74AVC16T245 作为电平桥接芯片。

ADV7611的时钟使用一颗28.63636MHZ无源晶振：

HDMI OUT 通信端口连接在PL 端BANK67的IO接口上，HDMIOUT未使用芯片,直接上拉输出至连接器；

[url=]18:3GSDI

开发板卡上支持4路/1路3G-SDI接口。3G-SDI接口使用 75 欧姆阻抗的同轴电缆和BNC 连接器对视频编码后的串行信号进行传输。在同轴线缆上，数据的传输形式是NRZI（翻转不归零码）的形[url=][url=][/url]

式，数据速率高达2.97Gbps。

注意：豪华版为4路3GSDI，基础版为1路3GSDI.

3GSDI的时钟使用一颗148.5MHZ的差分时钟芯片接FPGA的GTH CLK：

19:HDMI 4K

开发板扩展板上有1路HDMI2.0 IN和1路HDMI2.0OUT接口，HDMI IN通信端口连接在GTH 高速收发器BANK223的上，数据信号和时钟信号经过TMDS181IRGZT芯片连接至HDMI4K连接器，输入最高可以支持4096x2160 @60HZ

HDMI OUT 通信端口连接在GTH 高速收发器BANK223上，数据信号和时钟信号经过SN65DP159RGZ芯片连接至HDMI4K连接器，输出最高可以支持到4096x2160 @60HZ高清传输。

注意：由于HDMI 4K部分设计图过大无法截全，这边只截取主要部分示意，具体见原理图PDF。

HDMI 4K使用SI5319C提供对应的时钟频率。

[url=]20:FEP

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BANK68;BANK68是HP BANK；

[/url]

注意：调节ADJ电压时请务必断电操作！

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。

[url=]21:SFP+

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。

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。

[url=]22:QSFP

开发板具备20对GTH收发器，其中4对用于QSFP接口,可用于40G以太网技术方案。

[url=]23: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。

[/url]

底板具备2个（可用）按键输入，1个接PS侧一个接PL侧，默认上拉，当按键按下时，接GND。

PS侧按键接MIO17，PL侧按键与PL侧网口复位共用一个IO。

[url=]24:LED

核心模块具有2个（可用）LED。

核心模块LED由BANK88控制。

底板具有2个PS侧（可用）LED。

PS_LED1接MIO38；PS_LED2接MIO23；

[/url]

底板具有2个PL侧（可用）LED。

PL侧LED与HDMI OUT 1080P的IIC共用IO(HDMI OUT 1080P IIC默认NC)

[url=]25:JTAG

底板集成 1 路 JTAG 接口，以供下载和调试。

[url=]26:底板电源管理

MLK-F23 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/5A。为防止底板电源先启动， 从核心板引出 VCCO_3V3来使能底板上的5V、3.3V、1.8V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。

27: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。

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[url=]6 核心模块 FPGA BANK分布

7 尺寸图




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


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

附录2:常见问题1 联系方式

技术交流群网址： https://www.uisrc.com/f-380.html查看最新可以加入的QQ群

技术微信：18951232035

技术电话：18951232035

官方微信公众号（新微信公众号）：

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

4 在线视频

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5 资源下载

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6 软件或其他下载

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