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米联客MLK-F26-CU01-040-060 AMD FPGA开发板硬件手册

文档创建者:uisrc
浏览次数:2546
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-F26-CU01-040/060核心模块是米联客电子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:0.95V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
  
MLK-CU01-040/060核心板硬件参数
  
芯片型号
XCKU040-2FFVA1156I
XCKU060-2FFVA1156I/E
FPGA
  
  
  
  
构架
Kintex UltraScale
Kintex UltraScale
速度等级
-2
-2
温度等级
工业级-40°~+85°
工业级-40°~+85°/商业级0°~+70°
逻辑单元(Logic Cells)
530250
725550
Block RAM
21.1Mb
38Mb
DSP(DSP slices)
1920
2760
CLB Flip-Flops
484800
663630
CLB LUTs
242400
331680
GTH Transceiver
20对(5BANK
20对(5BANK
PLDDR4
4GB DDR4(单片512M*4/1GB*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 )
  
速度4bit*125Mbps
(256Mbit QSPI FLASH )
  
速度4bit*125Mbps
时钟管理
100MHZ单端时钟;100MHZ差分时钟
100MHZ单端时钟;100MHZ差分时钟
电源管理
0.95V核心电源,最大输出24A
0.95V核心电源,最大输出24A
按键
2
2
LED
8
8
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
启动模式
QSPI/JTAG
QSPI/JTAG
功耗
最大功耗:25W
最大功耗:30W
尺寸
68mm*80mm
60mm*80mm
重量
50.8g
50.8g
注:XCKU060-2FFVA1156I:工业级芯片;XCKU060-2FFVA1156E:商业级芯片;
注:工业级芯片温度范围:-40°-+85°;商业级芯片温度范围:0°- +70°;
  
MLK-F26-CU01-040/060 底板硬件参数
  
SFP+
4SFP+,单路可支持16.375Gbps
PCIE3.0*8
底板PCIE3.0*8
HDMI接口
1HDMI输入,1HDMI输出,支持1080P
3GSDI*
3GSDI  IN*23GSDI OUT*2
以太网
210/100/1000 以太网,最高 1000Mbit/s
USB3.0
1USB3.0/2.0
USB 232
1USB 232串口
FEP 接口
FEPx4
JTAG 接口
使用下载器进行调试和下载
按键
按键3
LED
LED 3
外形
底板200mm*115mm
重量
152.5g(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-F26-CU01-040/060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
image.jpg
5 硬件详细描述
1ZYNQ SOC
image.jpg

核心模块搭载一颗Xilinx Ultrascale FPGA芯片,型号:XCKU040-2FFVA1156I。此芯片封装是FFVA1156,速度等级是
-2,温度等级是工业级。
  
核心模块   
  
XCKU-CU01-040
FPGA主要参数
型号
XCKU040-2FFVA1156I
构架
Kintex UltraScale
温度等级
工业级
速度等级
-2
Logic Cells
530250
Block RAM
21.1Mb
DSP Slices
1920
CLB Flip-Flops
484800
CLB LUTs
242400
GTH  Transceiver
20对(5组BANK)
引出IO:
  
核心模块
  
MLK-CU01-040
引出GTH
20对GTH(5组BANK)
引出IO
HP:4组BANK,96对差分对,192GPIO;
  
其中BANK44/45支持ADJ,BANK46/48仅支持1.8V;
  
  
HR:1组BANK,24对差分对,48GPIO,仅支持3.3V


image.jpg
核心模块搭载一颗Xilinx Ultrascale FPGA芯片,型号:XCKU060-2FFVA1156I。此芯片封装是FFVA1156,速度等级是-2,温度等级是工业级。
  
核心模块   
  
XCKU-CU01-060
FPGA主要参数
型号
XCKU060-2FFVA1156I
构架
Kintex UltraScale
温度等级
工业级
速度等级
-2
Logic Cells
725550
Block RAM
38Mb
DSP Slices
2760
CLB Flip-Flops
663630
CLB LUTs
331680
GTH  Transceiver
20对(5BANK

核心模块搭载一颗Kintex UltraScale FPGA芯片,型号XCKU060-2FFVA1156E,此芯片的封装时FFVA1156,速度等级是-2,温度等级是商业级。
  
核心模块  
  
MLK-CU01-060
FPGA主要参数
型号
XCKU060-2FFVA1156E
构架
Kintex UltraScale
温度等级
商业级
速度等级
-2
Logic Cells
725550
Block RAM
38Mb
DSP Slices
2760
CLB Flip-Flops
663630
CLB LUTs
331680
GTH Transceiver
20对












引出IO:

  
核心模块
  
MLK-CU01-060
引出GTH
20GTH5BANK
引出IO
HP4BANK96对差分对,192GPIO
  
其中BANK44/45支持ADJBANK46/48仅支持1.8V
  
  
HR1BANK24对差分对,48GPIO,仅支持3.3V
注:XCKU060-2FFVA1156I:工业级芯片;XCKU060-2FFVA1156E:商业级芯片;
注:工业级芯片温度范围:-40°- +85°;商业级芯片温度范围:0°- +70°

2DDR内存
image.jpg


核心模块搭载了4片镁光(Micron)的工业级DDR4内存。单片内存大小为512M/1GB,数据接口16bit,4片DDR4内存共有2GB/4GB。内存数据主频高达2400MHz;数据宽带可达2400MHz*64bit。
DDR型号512M/1GB单颗可选,具体见网页销售说明;
  
芯片型号
  
XCKU040-2FFVA1156I
XCKU040-2FFVA1156I
XCKU060-2FFVA1156I
DDR型号
MT40A256M16GE_083E IT
MT40A512M16LY_062E  IT
MT40A512M16LY_062E  IT
DDR(片)
4片
4片
4片
内存大小
512M
1GB
1GB

image.jpg

image.jpg

image.jpg

image.jpg

DDR4部分IO分配如上图所示: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。
image.jpg

核心模块单独为DDR提供一路VTT电源,保证系统稳定工作。

3PROM SPI FALSH
image.jpg


核心模块具有1片4bit SPI FLASH,目前型号是IS25LP256D-JLLE。FLASH可用于保存数据
和代码,初始化PSPL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
IS25LP256D-JLLE
IS25LP256D-JLLE主要技术参数
• 256Mbit
• x1, x2, and x4 支持
• 工作于 3.3V
以下为IO部分原理图:通过阅读原理图,可以快速正确定位FLASH IO所在的位置
image.jpg
如上图所示:核心模块具有1片FLASH,电平电压为3.3V接BANK0。

4:系统时钟
核心模块上具备一颗100MHZ的单端时钟;一颗100MHZ差分时钟;
核心模块100MHz单端时钟原理图:
image.jpg
核心模块100MHz差分时钟原理图:
image.jpg
底板板载可编程时钟芯片为高速收发器GTH提供可编程时钟源。

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时钟选择模式开关对应模式如下:
image.jpg

5: 上电复位
芯片支持上电复位,复位整个芯片。

image.jpg


6JTAG接口
image.jpg

底板具有一路JTAG接口,以供下载和调试。

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7: 以太网
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开发板集成2路千兆以太网。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。采用的PHY型号为YT8531。通过阅读原理图,可以快速确定RGMII管脚位置。

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image.jpg

2路以太网芯片使用一颗25M单端时钟。
image.jpg
8USB3.0 接口
image.jpg

底板具有一路USB3.0 DEVICE,使用芯片型号FT601Q-B-T,可用于USB3.0通信。
image.jpg
image.jpg
image.jpg

9UART
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底板具有一路CP2104转串口,用于开发板串口通信和调试。
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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。

10: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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11: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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IIC_SCL接FPGA的AM34管脚;

IIC_SDA接FPGA的AK34管脚。

12:FEP&HEP
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开发板板载2路FEP接口。FEP接口接出96 GPIO/48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BANK44;BANK44是HP BANK;(ADJ:1.2V-1.8V)
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开发板板载2路HEP接口。HEP接口接出96 GPIO/48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BANK45;BANK45是HP BANK;(ADJ:1.2V-1.8V)并且带有4对GTH高速信号和2对高速时钟信号。
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13:SFP+
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开发板具有20对GTH收发器,其中4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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14:HDMI接口
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底板具有两路HDMI接口,一路作为HDMI输入,一路作为HDMI输出。
HDMI输入使用ADV7611解码芯片,实现HDMI输入功能,输入可以达到1080P 。
HDMI输出采用了IO模拟HDMI信号,输出可以达到1080P高清传输。
HDMI输入:
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HDMI输出:
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15:3GSDI

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底板具有4个3GSDI
其中2路输入:
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2路输出:
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16: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3个(可用)按键输入,默认上拉;当按键按下时,接GND。
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17LED
核心模块具有8个(可用)LED。

核心模块LED由BANK64控制。
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底板具有3(可用)LED
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18:电源管理
底板电源:

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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。

19: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
核心板结构尺寸图:68(mm)x80(mm)   PCB14
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底板结构尺寸图:210(mm)x115(mm)  PCB6
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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
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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
17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   
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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