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满足高性能的工控应用——米尔科技MYD-C7Z020板卡评测
发布时间:2015-07-31
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满足高性能的工控应用——米尔科技MYD-C7Z020板卡评测
发布时间:2015-07-31
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前言

MYD-C7Z020是米尔科技推出的又一款基于赛灵思Zynq-7000(XC7Z020)可编程Soc系列的FPGA+ARM的嵌入式开发板,不少朋友应该还记得爱板网之前评测过的Z-TURN BOARD,同样是出自米尔科技之手,同样是基于Zynq-7000,精致小巧,堪称入门级FPGA开发板性价比之王。而对于米尔科技这次推出的MYD-C7Z020,板卡采用不同的结构设计,以底板+核心板的方式,更像是Z-TURN BOARD的一个进阶版本,一种扩展和补充,更加灵活,也更加方便工程师开发,可以有效的降低产品开发周期,实现产品快速上市。

MYD-C7Z020开发板开箱

米尔科技提供的开发板一向大气,MYD-C7Z020也不例外,虽然包装盒很不起眼,看起来略微简洁,但是开发板搭配的配件是齐全的,有HDMI线、串口线、网线等,无需工程师再另外选购。另外,自带的光盘资料又大大方面工程师进行板卡的快速上手,无需自己在网上艰难的寻找资料。

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  • MYD-C7Z020开发板 *1
  • 12V/1.25A直流电源适配器 *1
  • 1.5米交叉网线 *1
  • DB9串口线 *1
  • HDMI线 *1
  • DVD资料光盘 *1

MYD-C7Z020开发板硬件介绍

可以看到,MYD-C7Z020采用了底板+核心板的组合方式,底板看起来还是非常大的,4层板设计,长宽大概有190mm x 110 mm,主要是搭载一些外设资源;而核心板看起来要精致小巧些,只有75mm x 55 mm,不过是10层板设计,搭载了赛灵思Zynq-7000系列中的XC7Z020 FPGA,当然,根据米尔科技提供的资料,核心板同样有搭载XC7Z010的FPGA,管脚与XC7Z020兼容,不过价格要相对便宜一些,这些工程师可以根据实际需求选择。

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MYD-C7Z020开发板的板载资源几乎都集中在板卡正面,背面可以说光无一物,我们具体来看下板卡有些什么资源。

PS(Processing System)单元部分:(下一页

  • 1 路千兆以太网
  • 4 路USB Host 接口(USB HUB 扩展)
  • 1 路CAN 接口
  • 1 路RS232 串口
  • 1 路I2C 接口
  • 1 个复位按键,1 个用户按键
  • 1 路JTAG
  • 外置实时时钟

PL(Programmable Logic)单元部分:

  • XADC 接口
  • 1 路Xilinx 标准LPFMC 接口
  • 1 路HDMI 接口,YCrCb 16bit,不支持音频
  • 1 路LCD DIP 接口,RGB 16bit,与HDMI 复用显示信号
  • 电阻式电容式触摸屏接口,集成在LCD 触摸屏接口
  • 3 路PMoD(仅XC7Z020)
  • 1 个电源指示灯
  • 1 个FMC 接入指示灯

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从MYD-C7Z020开发板上,我们还是能发现丰富的接口资源,尤其还有几种在其它开发板上并不常见的,我们一一来看。首先看下图,LCD接口、HDMI、DB9串口、千兆以太网口,这些接口还是非常常见的,值得称道的是米尔科技为LCD接口选配了带触摸屏的TFT LCD模组,方便有需要的工程师。

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MYD-C7Z020开发板还搭载了4个USB2.0的Host接口,可以支持更多的USB应用扩展,搭载的MicroSD卡可以实现从SD卡启动。比较有意思的是,开发板提供了两种12V电源的输入方式,一个是标准的DC接口,搭配自带的电源适配器即可,另一个是12V的接口座,需要自己引出导线,可以是为了方便工业环境上的测试。

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下图则是板卡的FMC接口、CAN接口、Pmod接口、XADC接口,其中FMC接口采用的是160 引脚数的LPC连接,我们知道,FMC接口是为基础板(载卡)上的 FPGA提供标准的夹层板(子卡)尺寸、连接器和模块接口。通过这种方式将 I/O 接口与 FPGA 分离,不仅简化了 I/O 接口模块设计,同时还最大化了载卡的重复利用率。

Pmod 是一种少I/O 数的扩展接口,提供一种简易的方式来实现功能的扩展,Pmod 可连接各种功能的模块,例如I/O、外设、传感器、数据采集等等。

XADC则是一个综合的12 位,17 通道,速度达1Ms/s 的数模转换器。

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而在MYD-C7Z020板卡上的SATA接口、PCIE以及SFP接口是并没有连接的,是为XC7015系列保留。

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核心板MYC-C7Z020硬件介绍

核心板采用 Xilinx Zynq-7000 All Programmable SoC XC7Z020,如下图所示(可以选择低配的7Z010,7Z010与7Z020可以脚对脚兼容,XC7Z010与XC7Z020XC7Z020数据手册仅PL部分不同,XC7Z020逻辑单元多于XC7Z010,而在价格上两者之间的差距并不大)。

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Zynq-7000 系列 SoC将 ARM 处理器和 FPGA 架构紧密集成,拥有由两颗 ARM® Cortex™- A9 核组成的处理核心部分( PS),以及一颗 Xilinx 7 系列 FPGA 核心 Artix®-7 所构成的可编程逻辑部分(PL)。该系列芯片中, ARM 拥有相对于市面上其他处理器更强大的计算速度, FPGA 拥有完全可编程能力。 FPGA 的可编程能力, 配合开发板上引出的 I/O 口 ,能够适合多种应用场景。

核心板的板载资源如下:(下一页

  • 1GB DDR3 SDRAM
  • 4GB eMMC
  • Qual SPI-Flash 16MB/32MB
  • 10/100/1000M 千兆以太网接口
  • 外置看门狗电路
  • 电源指示灯(蓝色),一个FPGA 编程完成指示灯(红色)和一个用户指示灯(绿色)

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开发板上电

MYD-C7Z020开发板的启动有两种方式,分别是 从MicroSD 卡启动和 Quad -SPI 启动, 我们可以通过跳线 JP2、JP3进行设置(插上跳帽代表ON),如下图位置所示。

在上电启动板卡的默认程序后发现板卡并没有正常的启动起来,没办法只好重新烧录系统。好在在米尔科技的光盘中提供了编译完成的镜像文件。这里我们用的烧写方法为通过MicroSD卡启动Linux,进入Ramdisk 文件系统中的脚本烧写Bootloader内核到QSPI-Flash,烧写根文件系统到eMMC。

先将光盘中的BOOT.bin、7z020.bin、devicetree.dtb、 uImage、rootfs.tar等文件拷贝到MicroSD卡中,如下图所示。

将开发板的跳线帽JP2 闭合,JP3 断开,插入已烧写文件的MicroSD卡,连接串口波特率为115200,开发板上电。

开发板将引导进入Ramdisk 文件系统,进入Linux 命令行,输入命令开始更新。(登录名的root)

/updatesys.sh /mnt/mmcblk1p1

烧写完成之后,将JP2 断开,JP3断开,重新上电即可进入系统了。

MYD-C7Z020板卡的开发需要用到Xilinx 的设计套件Vivado Design Suite(下载地址),Vivado 是Xilinx 公司针对旗下SoC 全系列产品线推出的一款新一代高度集成的开发套件,包含了逻辑设计、IP 集成、嵌入式系统、仿真、DSP 设计等功能,软件的安装和使用可以参考米尔科技MYD-C7Z020可编程逻辑开发手册,本文就不再一一说明了。

小结

介绍了米尔科技的最新推出的一款FPGA+ARM嵌入式开发板MYD-C7Z020,支持Linux系统,板卡采用核心板加底板的架构模式,底板提供了丰富的扩展接口,如串口,网口,MMC/SD/SDIO卡接口,ADC接口,CAN等接口;核心板基于赛灵思28nm工艺的Zynq-7020 SoC ,提供了稳定的CPU最小系统模块,方便二次开发产品外围接口、功能。米尔科技还为开发者提供了丰富的资料,如用户手册、PDF底板原理图、外扩接口驱动、BSP源码包、开发工具、完善的软件开发环境等,不但大大降低了用户开发的难度,同时也降低产品开发周期,实现产品快速上市,目前MYD-C7Z020开发板在米尔科技官网有现货销售,有兴趣的朋友可以去看看。

参考资料

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原创申明:本文为爱板网原创,谢绝转载!

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学雷锋 ·  2015-08-20