【资料分享】Xilinx XCZU7EV工业核心板规格书（四核ARM Cortex-A53 + 双核ARM Cortex-R5 + FPGA，主频1.5GHz）

1 核心板简介

创龙科技SOM-TLZU是一款基于Xilinx UltraScale+ MPSoC系列XCZU7EV高性能处理器设计的高端异构多核SoC工业核心板，处理器集成PS端（四核ARM Cortex-A53 + 双核ARM Cortex-R5） + PL端UltraScale+架构可编程逻辑资源，支持4K@60fps H.264/H.265视频硬件编解码，并支持SATA大容量存储接口。

核心板通过工业级高速B2B连接器引出PCIe、SATA、Ethernet、USB3.0、CAN、UART、GTR、GTH等接口，可通过PS端加载PL端程序，且PS端和PL端可独立开发。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。

用户使用核心板进行二次开发时，仅需专注上层运用，降低了开发难度和时间成本，可快速进行产品方案评估与技术预研。

图 1 核心板正面图

 

图 2 核心板背面图

 

图 3 核心板斜视图

 

图 4 核心板侧视图

2 典型应用领域

• 软件无线电
• 雷达探测
• 光电探测
• 视频追踪
• 图像处理
• 水下探测
• 定位导航
• 深度学习
• 医疗设备

3 软硬件参数

硬件框图

图 5 核心板硬件框图

 

图 6 Xilinx UltraScale + MPSoC处理器功能框图

 

图 7 Xilinx UltraScale + MPSoC处理器特性参数

硬件参数

表 1

CPU	Xilinx UltraScale+ MPSoC XCZU7EV-2FFVC1156I
	4x ARM Cortex-A53，主频1.5GHz
	2x ARM Cortex-R5F，主频600MHz
	UltraScale+架构可编程逻辑资源
	Mali-400 MP2 GPU图形加速器，支持OpenGL ES 1.1/2.0、OpenVG 1.1
	Video Encoder/Decoder(VCU)视频编解码器，支持4K@60fps H.264/H.265
ROM	PS端：8GByte eMMC
	PS端：128MByte(2x 64MByte) SPI FLASH
RAM	PS：单通道64bit DDR总线，4GByte DDR4
	PL：单通道64bit DDR总线，4GByte DDR4
Logic Cell	504K
OSC	PS端：33.33MHz
B2B Connector	2x 400pin公座高速B2B连接器，共800pin，间距0.8mm，合高7.0mm
LED	1x 电源指示灯
	2x PS端用户可编程指示灯
	1x PL端DONE指示灯
硬件资源	2x DisplayPort，4K@30fps
	2x SATA，速率最高支持6Gbps
	1x PS端PCIe，支持Gen1(2.5GT/s)、Gen2(5GT/s)，支持x1、x2、x4模式
	4x 10/100/1000M Ethernet，支持GMII、RGMII和SGMII接口 备注：Ethernet2与USB0存在引脚复用关系，Ethernet3与USB1存在引脚复用关系，可通过EMIO方式引出使用
	2x MMC/SD/SDIO，支持SD3.0/SDIO3.0/eMMC4.51/MMC4.51规范 备注：核心板板载eMMC设备已使用SD0，未引出至B2B连接器
	2x USB3.0/2.0，支持HOST或OTG模式
	1x QSPI，最高支持150MHz工作频率
	2x SPI，最高支持50MHz工作频率
	2x UART，最高支持波特率为6.25Mbps
	2x CAN，支持CAN 2.0A、CAN 2.0B标准
	2x I2C，支持I2C总线规范2.0
	1x RTC，支持报警设置和周期中断设置
	2x Watchdog
	4x Timer
	1x PS端ADC，采样率高达1MSPS
	4x PS-GTR高速串行收发器，支持6Gbps
	20x GTH高速串行收发器，支持16.375Gbps
	2x PL端PCIe：支持Gen1(2.5Gbps)、Gen2(5Gbps)、Gen3(8Gbps)；支持x1、x2、x4、x8、x16模式
	1x PL端ADC，采样率高达200kSPS
	1x JTAG，支持IEEE 1149.1和IEEE 1149.6
	PS端IO：12个MIO26~MIO33，MIO40~MIO43 PL端IO：单端（29个），差分对（105对），共239个IO

备注：PS端部分引脚资源存在复用关系；PS端PCIe、SATA、USB3.0、DisplayPort、SGMII功能需基于PS-GTR实现。

 

软件参数

表 2

ARM端软件支持	U-Boot-2022.01、Linux-5.15.36、Yocto 3.4(honister)
Xilinx Unified版本号	2022.2
软件开发套件提供	PetaLinux-2022.2、Xilinx Vitis 2022.2、Xilinx HLS 2022.2、Vivado 2022.2
驱动支持	SPI FLASH	DDR4
	eMMC	MMC/SD
	USB2.0	USB3.0
	LED	KEY
	RS232	RS422
	RS485	CAN
	Ethernet	SATA
	HDMI IN	HDMI OUT
	SDI IN	SDI OUT
	DisplayPort	EEPROM
	Watchdog	RTC
	ADC

4 开发资料

（1） 提供核心板引脚定义、核心板3D图形文件、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；

（2） 提供系统固化镜像、文件系统镜像、内核驱动源码，以及丰富的Demo程序；

（3） 提供完整的平台开发包、入门教程，节省软件整理时间，让应用开发更简单；

（4） 提供详细的PS + PL SoC架构通信教程，完美解决异构多核开发瓶颈。

开发案例主要包括：

• 基于Linux、裸机的应用开发案例
• 基于PS + PL的异构多核开发案例
• 基于PL端的HDL、HLS开发案例
• CameraLink、SDI、HDMI视频输入/输出案例
• H.264、H.265视频硬件编解码演示案例
• 高速AD(AD9613)采集 + 高速DA(AD9706)输出案例
• AD9361软件无线电案例
• Aurora光口通信案例
• PCIe通信案例

5 电气特性

工作环境

表 3

环境参数	最小值	典型值	最大值
工作温度	-40°C	/	85°C
工作电压	/	9.0V	/

 

功耗测试

 

表 4

工作状态	电压典型值	电流典型值	功耗典型值
状态1	9.0V	0.52A	4.68W
状态2	9.0V	1.05A	9.45W

备注：功耗基于TLZU-EVM评估板测得。数据与具体应用场景有关，仅供参考。

状态1：评估板不接入其他外接模块，PS端启动系统，不执行额外应用程序；PL端运行LED测试程序。

状态2：评估板不接入其他外接模块，PS端启动系统，运行DDR压力读写测试程序，4个ARM Cortex-A53核心的资源使用率均约为100%；PL端IFD综合测试程序，资源利用率如下图所示，电源估算功率为5.361W。

6 机械尺寸

表 5

PCB尺寸	65mm*100mm
PCB层数	16层
PCB板厚	2.5mm
安装孔数量	4个

 

图 8 核心板机械尺寸图

7 产品型号

表 6

型号	CPU	ARM主频	eMMC	DDR4	SPI FLASH	温度级别
SOM-TLZU-2-64GE-32/32GD-I-A2.0	XCZU7EV	1.5GHz	8GByte	PS：4GByte PL：4GByte	128MByte	工业级

备注：标配为SOM-TLZU-2-64GE-32/32GD-I-A2.0。

型号参数解释

图 9 型号参数解释

　　

8 技术服务

（1）        协助底板设计和测试，减少硬件设计失误；

（2）        协助解决按照用户手册操作出现的异常问题；

（3）        协助产品故障判定；

（4）        协助正确编译与运行所提供的源代码；

（5）        协助进行产品二次开发；

（6）        提供长期的售后服务。

9 增值服务

• 主板定制设计
• 核心板定制设计
• 嵌入式软件开发
• 项目合作开发
• 技术培训

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