1 核心板簡介創龍科技SOM-TLZU是一款基于Xilinx UltraScale+ MPSoC系列XCZU7EV高性能處理器設計的高端異構多核SoC工業核心板，處理器集成PS端（四核ARM Cortex-A53 + 雙核ARM Cortex-R5） + PL端UltraScale+架構可編程邏輯資源，支持4K@60fps H.264/H.265視頻硬件編解碼，并支持SATA大容量存儲接口。 核心板通過工業級高速B2B連接器引出PCIe、SATA、Ethernet、USB3.0、CAN、UART、GTR、GTH等接口，可通過PS端加載PL端程序，且PS端和PL端可獨立開發。核心板經過專業的PCB Layout和高低溫測試驗證，穩定可靠，可滿足各種工業應用環境。 用戶使用核心板進行二次開發時，僅需專注上層運用，降低了開發難度和時間成本，可快速進行產品方案評估與技術預研。
圖 1 核心板正面圖
圖 2 核心板背面圖
圖 3 核心板斜視圖
圖 4 核心板側視圖
2 典型應用領域
- 軟件無線電
- 雷達探測
- 光電探測
- 視頻追蹤
- 圖像處理
- 水下探測
- 定位導航
- 深度學習
- 醫療設備
3 軟硬件參數硬件框圖 圖 5 核心板硬件框圖
圖 6 Xilinx UltraScale + MPSoC處理器功能框圖
圖 7 Xilinx UltraScale + MPSoC處理器特性參數
硬件參數
表 1 CPU | Xilinx UltraScale+ MPSoC XCZU7EV-2FFVC1156I | 4x ARM Cortex-A53，主頻1.5GHz | 2x ARM Cortex-R5F，主頻600MHz | UltraScale+架構可編程邏輯資源 | Mali-400 MP2 GPU圖形加速器，支持OpenGL ES 1.1/2.0、OpenVG 1.1 | Video Encoder/Decoder(VCU)視頻編 解碼器，支持4K@60fps H.264/H.265 | ROM | PS端：8GByte eMMC | PS端：128MByte(2x 64MByte) SPI FLASH | RAM | PS：單通道64bit DDR 總線，4GByte DDR4 | PL：單通道64bit DDR總線，4GByte DDR4 | Logic Cell | 504K | OSC | PS端：33.33MHz | B2B Connector | 2x 400pin公座高速B2B連接器，共800pin，間距0.8mm，合高7.0mm | | 1x 電源指示燈 | 2x PS端用戶可編程指示燈 | 1x PL端DONE指示燈 | 硬件資源 | 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 備注：Ethernet2與USB0存在引腳復用關系，Ethernet3與USB1存在引腳復用關系，可通過EMIO方式引出使用 | 2x MMC/SD/SDIO，支持SD3.0/SDIO3.0/eMMC4.51/MMC4.51規范 備注：核心板板載eMMC設備已使用SD0，未引出至B2B連接器 | 2x USB3.0/2.0，支持HOST或OTG模式 | 1x QSPI，最高支持150MHz工作頻率 | 2x SPI，最高支持50MHz工作頻率 | 2x UART，最高支持波特率為6.25Mbps | 2x CAN，支持CAN 2.0A、CAN 2.0B標準 | 2x I2C，支持I2C總線規范2.0 | 1x RTC，支持報警設置和周期中斷設置 | 2x Watchdog | 4x Timer | | | 20x GTH高速串行收發器，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，采樣率高達200kSPS | 1x JTAG，支持IEEE 1149.1和IEEE 1149.6 | PS端IO：12個MIO26~MIO33，MIO40~MIO43 PL端IO：單端（29個），差分對（105對），共239個IO |
備注：PS端部分引腳資源存在復用關系；PS端PCIe、SATA、USB3.0、DisplayPort、SGMII功能需基于PS-GTR實現。
軟件參數
表 2 ARM端軟件支持 | U-Boot-2022.01、 Linux-5.15.36、Yocto 3.4(honister) | Xilinx Unified版本號 | 2022.2 | 軟件開發套件提供 | PetaLinux-2022.2、Xilinx Vitis 2022.2、Xilinx HLS 2022.2、Vivado 2022.2 | 驅動支持 | SPI FLASH | DDR4 | eMMC | MMC/SD | USB2.0 | USB3.0 | LED | KEY | RS232 | RS422 | RS485 | CAN | Ethernet | SATA | | HDMI OUT | SDI IN | SDI OUT | DisplayPort | EEPROM | Watchdog | RTC | ADC |
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4 開發資料（1） 提供核心板引腳定義、核心板3D圖形文件、可編輯底板原理圖、可編輯底板PCB、芯片Datasheet，縮短硬件設計周期； （2） 提供系統固化鏡像、文件系統鏡像、內核驅動源碼，以及豐富的Demo程序； （3） 提供完整的平臺開發包、入門教程，節省軟件整理時間，讓應用開發更簡單； （4） 提供詳細的PS + PL SoC架構通信教程，完美解決異構多核開發瓶頸。 開發案例主要包括： - 基于Linux、裸機的應用開發案例
- 基于PS + PL的異構多核開發案例
- 基于PL端的HDL、HLS開發案例
- CameraLink、SDI、HDMI視頻輸入/輸出案例
- H.264、H.265視頻硬件編解碼演示案例
- 高速AD(AD9613)采集 + 高速DA(AD9706)輸出案例
- AD9361軟件無線電案例
- Aurora光口通信案例
- PCIe通信案例
5 電氣特性工作環境
表 3 環境參數 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 工作溫度 | -40°C | / | 85°C | | / | 9.0V | / |
功耗測試
表 4 工作狀態 | 電壓典型值 | | 功耗典型值 | 狀態1 | 9.0V | 0.52A | 4.68W | 狀態2 | 9.0V | 1.05A | 9.45W |
備注：功耗基于TLZU-EVM評估板測得。數據與具體應用場景有關，僅供參考。 狀態1：評估板不接入其他外接模塊，PS端啟動系統，不執行額外應用程序；PL端運行LED測試程序。 狀態2：評估板不接入其他外接模塊，PS端啟動系統，運行DDR壓力讀寫測試程序，4個ARM Cortex-A53核心的資源使用率均約為100%；PL端IFD綜合測試程序，資源利用率如下圖所示，電源估算功率為5.361W。
6 機械尺寸
表 5 PCB尺寸 | 65mm*100mm | PCB層數 | 16層 | PCB板厚 | 2.5mm | 安裝孔數量 | 4個 |
圖 8 核心板機械尺寸圖
7 產品型號表 6 型號 | CPU | ARM主頻 | eMMC | DDR4 | SPI FLASH | 溫度級別 | SOM-TLZU-2-64GE-32/32GD-I-A2.0 | XCZU7EV | 1.5GHz | 8GByte | PS：4GByte PL：4GByte | 128MByte | 工業級 |
備注：標配為SOM-TLZU-2-64GE-32/32GD-I-A2.0。
型號參數解釋
圖 9 型號參數解釋
8 技術服務
（1） 協助底板設計和測試，減少硬件設計失誤； （2） 協助解決按照用戶手冊操作出現的異常問題； （3） 協助產品故障判定； （4） 協助正確編譯與運行所提供的源代碼； （5） 協助進行產品二次開發； （6） 提供長期的售后服務。
9 增值服務
- 主板定制設計
- 核心板定制設計
- 嵌入式軟件開發
- 項目合作開發
- 技術培訓
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