基于ZYNQ的数据存储和实时成像系统

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了基于ZYNQ的数据存储和实时成像系统相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

本文介绍了一种基于数据存储和实时成像系统,主要解决现有成像系统结构复杂,开发周期长及不具有可移植性的问题.

 1 评估板简介

信迈科技 XM-ZYNQ7045-EVM 是一款基Xilinx Zynq-7000 系列 XC7Z045/XC7Z100 高性能处理器设计的高端异构多核 SoC 评估板,处理器集成 PS 端双核 ARM Cortex-A9 + PL 端 Kintex-7 架构 28nm 可编程逻辑资源,评估板由核心板与评估底板组成。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。

评估板接口资源丰富,引出双路千兆网口、四路 SFP+光口、CameraLink、HDMI、F

MC HPC、GTX、PCIe、USB、Micro SD 等接口,方便用户快速进行产品方案评估与技术

预研。

图 1 Xilinx Zynq-7000 处理器功能框图

图2

图3

图4

 图5

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

3 软硬件参数

3.1 硬件参数

表1

CPU

CPU:Xilinx Zynq-7000 XC7Z045/XC7Z100-2FFG900I

2x ARM Cortex-A9,主频 800MHz,2.5DMIPS/MHz Per Core

1x Kintex-7 架构可编程逻辑资源

ROM

PS 端:8GByte eMMC

PS 端:128/256Mbit SPI NOR FLASH

RAM

PS:单通道 32bit DDR 总线,1GByte DDR3

PL:单通道 32bit DDR 总线,1/2GByte DDR3

Logic Cell

XC7Z045:350K,XC7Z100:444K

OSC

PS 端:33.33MHz

B2B Connector

2x 140pin 公座高速 B2B 连接器,2x 140pin 母座高速 B2B 连接器,共 560pin,

间距 0.5mm,合高 7.0mm

LED

2x 电源指示灯(核心板 1 个,评估底板 1 个)

1x PL 端 DONE 灯(核心板 1 个)

3x PS 端用户可编程指示灯(核心板 2 个,评估底板 1 个)

2x PL 端用户可编程指示灯(评估底板 2 个)

KEY

1x 电源复位按键

1x 系统复位按键

1x PS 端用户输入按键

1x PL 端用户输入按键

SD

1x Micro SD 接口(PS 端)

XADC

1x 排针接口,2x 2pin 规格,2.54mm 间距,单通道专用差分输入,1MSPS

Ethernet

1x PS RGMII,RJ45 接口,10/100/1000M 自适应(PHY 位于核心板上)

1x PL RGMII,RJ45 接口,10/100/1000M 自适应

Watchdog

1x Watchdog,3pin 排针方式,2.54mm 间距,通过跳线帽配置

UART

1x Debug UART,Micro USB 接口(PS 端)

1x RS232 UART,DB9 接口(PL 端)

1x RS485 UART,3pin 3.81mm 绿色端子方式(PL 端)

CAN

2x CAN,3pin 3.81mm 绿色端子方式(PL 端)

USB

4x USB 2.0 HOST 接口,使用 HUB 扩展(PHY 位于核心板上)

PCIe

1x PCIe,由两组 GTX 引出,共两通道,x4 金手指连接方式(PL 端)

IO

1x 400pin FMC 连接器,1.27mm 间距,HPC 标准

SATA

1x 7pin SATA 接口,150MHz LVDS 差分时钟(PL 端)

HDMI

1x HDMI OUT(PL 端)

1x HDMI IN(PL 端)

DISPLAY

1x LCD RES 电阻触摸屏,40pin FFC 连接器,间距 0.5mm(PL 端)

CAMERA

2x CAMERA,2x 10pin 排母方式,间距 2.54mm(PL 端)

CameraLink

2x CameraLink Base 接口,支持 Full 模式(PL 端)

SFP+

4x SFP+光口,支持万兆光模块,由高速串行收发器(GTX)引出

LVDS

1x 排针接口,2x 15pin 规格,可接通用 LVDS 显示屏,间距 2.00mm(PL 端)

SMA

1x GTX CLK

1x GTX RX

1x GTX TX

RTC

1x RTC 座,适配纽扣电池 ML2032(3V 可充)、CR2032(3V 不可充)

FAN

1x FAN,3pin 排针端子,12V 供电,间距 2.54mm

JTAG

1x 14pin JTAG 接口,间距 2.0mm

BOOT SET

1x 6bit 启动方式选择拨码开关

SWITCH

1x 电源摆动开关

POWER

1x 12V6A 直流输入 DC-005 电源接口,可接外径 5.5mm、内径 2.1mm 电源插头

3.2 软件参数

表 2

ARM 端软件支持

裸机,FreeRTOS,Linux-4.9.0

Vivado 版本号

2017.4

软件开发套件提供

PetaLinux-2017.4,Xilinx SDK 2017.4,Xilinx HLS 2017.4

驱动支持

SPI NOR FLASH

DDR3

USB 2.0

eMMC

LED

KEY

RS485

MMC/SD

Ethernet

CAN

7in Touch Screen LCD(Res)

XADC

I2C

USB 4G

USB WIFI

RS232

4 开发资料

(1)提供核心板引脚定义、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、内核驱动源码、文件系统源码,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: Ø

  • 基于 Linux 的开发例程
  • 基于裸机的开发案例
  • 基于 FreeRTOS 的开发案例
  • 基于 PS + PL 的异构多核开发案例
  • 基于 OpenAMP 的 Linux + 裸机/FreeRTOS 双核 ARM 通信开发案例
  • 基于 PL 端的 HDL、HLS 开发案例
  • Qt 开发案例
  • CameraLink、SDI、HDMI、PAL 视频输入/输出案例
  • 高速 AD(AD9613)采集 + 高速 DA(AD9706)输出案例
  • AD9361 软件无线电案例
  • UDP(10G)光口通信案例
  • Aurora 光口通信案例
  • PCIe 通信案例

5 电气特性

工作环境

环境参数

最小值

典型值

最大值

核心板工作温度

-40°C

/

85°C

核心板工作电压

/

5.0V

/

评估板工作电压

/

12.0V

/

功耗测试

类别

工作状态

电压典型值

电流典型值

功耗典型值

核心板

状态 1

5.0v

0.40A

2.00W

状态 2

5.0v

1.85A

9.25W

评估板

状态 1

12.0v

0.43A

5.16W

状态 2

12.0v

1.19A

14.28W

备注:功耗基于 CPU 为 XC7Z045 的核心板测得。功耗测试数据与具体应用场景有关,测试数据仅供参考。

状态 1:评估板不接入外接模块,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:评估板不接入外接模块,PS 端启动系统,运行 DDR 压力读写测试程序,2 个 ARM Cortex-A9核心的资源使用率约为 100%;PL 端运行 IFD 综合测试程序。

图 11 状态 2 资源使用率

6机械尺寸

表 4

核心板

评估底板

PCB 尺寸

62mm*100mm

142.75mm*260mm

PCB 层数

14 层

8 层

PCB 板厚

1.6mm

1.6mm

安装孔数量

4

4

图 12 核心板机械尺寸图

图 13 评估底板机械尺寸图

7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。

8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

 更多信息,请联系深圳信迈科技。

以上是关于基于ZYNQ的数据存储和实时成像系统的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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