【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
CPUXilinx 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
ROMPS端：8GByte eMMC
PS端：128MByte(2x 64MByte) SPI FLASH
RAMPS：单通道64bit DDR总线，4GByte DDR4
PL：单通道64bit DDR总线，4GByte DDR4
Logic Cell504K
OSCPS端：33.33MHz
B2B Connector2x 400pin公座高速B2B连接器，共800pin，间距0.8mm，合高7.0mm
LED1x 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~MIO43PL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 FLASHDDR4
eMMCMMC/SD
USB2.0USB3.0
LEDKEY
RS232RS422
RS485CAN
EthernetSATA
HDMI INHDMI OUT
SDI INSDI OUT
DisplayPortEEPROM
WatchdogRTC
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19.0V0.52A4.68W
状态29.0V1.05A9.45W
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CPUARM主频eMMCDDR4SPI FLASH温度级别
SOM-TLZU-2-64GE-32/32GD-I-A2.0XCZU7EV1.5GHz8GBytePS：4GBytePL：4GByte128MByte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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