米联客MLK-CU01-040-060 AMD UltraScale fpga核心模块硬件手册

1 整体概述

MLK-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硬件参数
芯片型号		XCKU040-2FFVA1156I	XCKU060-2FFVA1156I/E
FPGA 主要参数	构架	Kintex UltraScale	Kintex UltraScale
	速度等级	-2	-2
	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	20对
DDR4		2GB（4片512MB）/4GB（4片1GB）数据时钟2400MHZ*64bit	4GB（4片1GB）数据时钟2400MHZ*64bit
QSPI FLASH		256MB，速度4bit*125Mbps	256MB，速度4bit*125Mbps
时钟管理		100MHZ单端时钟；100M差分时钟	100MHZ单端时钟；100M差分时钟
按键		2个	2个
LED		8个	8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
功耗		最大功耗：25W	最大功耗：30W
尺寸		68mm80mm11.76mm	68mm80mm11.76mm
重量		50.8g（不带散热片）	50.8g（不带散热片）

引出IO

核心模块	MLK-CU01-040/060
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

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°；

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

040核心板正面

060核心板正面

核心板反面

4 硬件详细描述

1: Kintex UltraScale

核心模块搭载一颗Kintex UltraScale FPGA芯片，型号XCKU040/060-2FFVA1156I，此芯片的封装时FFVA1156，速度等级是-2，温度等级是工业级。

核心模块	MLK-CU01-040/060
FPGA主要参数	型号	XCKU040-2FFVA1156I	XCKU060-2FFVA1156I
	构架	Kintex UltraScale	Kintex UltraScale
	温度等级	工业级	工业级
	速度等级	-2	-2
	Logic Cells	530250	725550
	Block RAM	21.1Mb	38Mb
	DSP Slices	1920	2760
	CLB Flip-Flops	484800	663630
	CLB LUTs	242400	331680
	GTH Transceiver	20对	20对

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

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°；

2: DDR内存

MLK-CU01-040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512MB/1GB，数据接口 16bit，内存数据主频高达 2400MHz；

MLK-CU01-060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1GB，数据接口16bit，内存数据主频高达2400MHz；

DDR 型号 1GB/512MB 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-E	MT40A512M16LY-062E-IT-E
DDR内存大小	512MB/片	1GB/片	1GB/片
DDR数量	4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)

核心模块单独为DDR4提供一路VTT电源，保证系统的稳定工作。

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；

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。

3: PROM SPI FALSH

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。

MT25QU256ABA1EW9-0SIT

MT25QU512ABB1EW9-0SIT

IS25WP256D-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所在的MIO的位置：

如上图所示：核心模块具有1片FLASH，电压电平为3.3V接FPGA的BANK0；

4: 系统时钟

XCKU040/060核心板上具备一颗100MHZ 的单端时钟，一颗100MHZ差分时钟；

核心板单端时钟1：100MHZ

核心板差分时钟2：100MHZ

5: 上电复位

芯片支持上电复位，复位整个芯片。其中POR_OVERRIDE管脚为上电复位管脚，此复位芯片接到芯片BANK0。

6: 电源管理

核心板集成电源管理，核心板输入电压12V。

1、核心板提供0.95V核心电源，最大输出24A。

2、核心板提供0.95V、1.8V、1.2V、3.3V、0.9V等电源。

3、核心板电源由底板供电。

核心板上电时序如下：

7: 按钮

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。

KEY1接FPGA芯片的AM12；

KEY1接FPGA芯片的AL12；

核心模块按键由BANK64控制。

8: LED

核心模块具有8个（可用）LED。

核心模块LED由BANK64控制。

9: 风扇及散热片

FPGA芯片正常工作时会产生大量的热量。MKU040CORE开发板安装了一套散热装置（散热盘+风扇），防止芯片过热。

10: 扩展接口

11: 等长定义

BK44 HP 差分对形式扇出；共48GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=1094mil

BK45 HP 差分对形式扇出；共48GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=1385mil

BK46 HP 差分对形式扇出；共48GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=1067mil

BK48 HP 差分对形式扇出；共48GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=1066mil

BK65 HR 差分对形式扇出；共48GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=1412mil

GTH224

GTH224_RX0 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=799mil

GTH224_RX1 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=791mil

GTH224_RX2 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=794mil

GTH224_RX3 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=864mil

GTH224_TX0 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=675mil

GTH224_TX1 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=731mil

GTH224_TX2 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=647mil

GTH224_TX3 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=719mil

GTH224_CLK0差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=2013mil

GTH224_CLK1差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=1128mil

GTH225

GTH225_RX0 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=764mil

GTH225_RX1 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=770mil

GTH225_RX2 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=775mil

GTH225_RX3 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=764mil

GTH225_TX0 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=746mil

GTH225_TX1 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=635mil

GTH225_TX2 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=630mil

GTH225_TX3 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=663mil

GTH225_CLK0差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=2233mil

GTH225_CLK1差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=1459mil

GTH226

GTH226_RX0 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=771mil

GTH226_RX1 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=775mil

GTH226_RX2 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=764mil

GTH226_RX3 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=770mil

GTH226_TX0 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=636mil

GTH226_TX1 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=630mil

GTH226_TX2 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=642mil

GTH226_TX3 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=635mil

GTH226_CLK0 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=2265mil

GTH226_CLK1 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=1610mil

GTH227

GTH227_RX0 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=777mil

GTH227_RX1 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=764mil

GTH227_RX2 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=770mil

GTH227_RX3 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=777mil

GTH227_TX0 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=630mil

GTH227_TX1 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=642mil

GTH227_TX2 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=635mil

GTH227_TX3 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=630mil

GTH227_CLK0差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=2462mil

GTH227_CLK1差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=1229mil

GTH228

GTH228_RX0 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=855mil

GTH228_RX1 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=783mil

GTH228_RX2 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=777mil

GTH228_RX3 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=877mil

GTH228_TX0 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=732mil

GTH228_TX1 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=765mil

GTH228_TX2 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=656mil

GTH228_TX3 差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=757mil

GTH228_CLK0差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=1961mil

GTH228_CLK1差分对形式扇出；共2GPIO做pin pair全部等长；误差正负5mil；Len=2067mil

5 核心模块FPGA BANK分布

6 尺寸图

核心板尺寸为68(mm)x80(mm)x11.76(mm),核心板PCB采用14层设计;

核心板结构尺寸如下图所示：

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

https://www.uisrc.com/video.html

5 资源下载

https://www.uisrc.com/download.html

6 软件或其他下载

https://www.uisrc.com/f-download.html

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