『 RJIBI 』- FACE-Z7 可编程实验平台

FACE-Z7可编程实验平台

产品描述

FACE（FPGA Algorithm aCceleration Engine）FPGA算法加速开发引擎是基于FPGA可编程器件构建的一系列算法加速开发引擎平台。其旨在通过借助FPGA与ARM灵活的软硬件全可编程能力、并行算法实现以及动态可重构的特性搭配外围大容量DDR3/DDR4存储以及PCIe、QSFP、SATA等高速接口，助力高校和科研院所相关科研项目的算法开发与部署。

FACE-Z7是FACE系列中的一员，该平台采用ZYNQ7100芯片为核心，内嵌有ARM Cortex-A9双硬核可支持Linux操作系统。同时片内具有丰富的可编程逻辑资源，可针对不同应用场景不同需求而定制不同的硬件处理模块，并且可以进行功能动态重构。平台提供有音频、视频输入输出接口，OLED显示屏，光纤通信接口以及丰富的基本IO接口。同时平台还具有丰富的扩展IO，便于进行功能扩展。

硬件框图

图 2 FACE-Z7平台框图

平台特性

l  ZYNQ架构，支持嵌入式处理与软硬件协同处理

n  搭载XC7Z035器件（可选XC7Z045或XC7Z100）

n  逻辑资源丰富，满足实验要求

n  IO接口数量充足

n  具备GTH高速串行接口

n  工业级器件，-2速度等级

l  接口丰富、扩展灵活

n  搭载2路FMC-LPC

n  GPIO外设数量充足、种类齐全

n  搭载4路光接口

n  具备HDMI输入输出接口

n  具有音频输入输出接口

n  搭载OLED显示屏

l  主要参考设计

ü  外设接口测试设计

ü  Linux操作系统基本设计

ü  软硬件开发实验案例

ü  嵌入式系统设计实验案例

ü  其他开源参考案例

平台硬件介绍

主要规格

l  系统主芯片 ZYNQ XC7Z035-2FFG900I（可选ZYNQ XC7Z045-2FFG900I或ZYNQ XC7Z100-2FFG900I）

l  平台接口外设 PS

ü  1GB DDR3 存储器

ü  256Mb Flash 存储器

ü  8GB eMMC存储器

ü  10/100/1000M以太网

ü  USB-HOST x4

ü  USB-JTAG

ü  USB-UART

ü  OLED 128x64液晶屏

l  平台接口外设PL

ü  1GB DDR3 存储器

ü  2个可编程按键

ü  8个可编程开关

ü  8个可编程LED灯

ü  32位独立可控LED灯

ü  音频输入输出接口

ü  HDMI输入接口

ü  HDMI显示接口

ü  2x12 Pin扩展接口

ü  4路SFP+

ü  2个FMC-LPC接口

ü  4个SMA接口

平台资源详述

FPGA芯片

FACE-Z7基于Xilinx ZYNQ-7系列芯片,其片上资源丰富。

主芯片可选三种型号芯片，一种为XC7Z035-2FFG900I，其资源如下：

Ø  双核心ARM Cortex-A9处理器

Ø  NEON SIMD与FPU协处理器  

Ø  L1缓存：每个核心32KB指令缓存与数据     

Ø  逻辑资源275K Logic Cells

Ø  查找表资源数量171,900个

Ø  触发器数量343,800个

Ø  BRAM存储容量17.6Mb

Ø  DSP核心数量900个

一种为XC7Z045-2FFG900I，其资源如下：

Ø  双核心ARM Cortex-A9处理器

Ø  NEON SIMD与FPU协处理器  

Ø  L1缓存：每个核心32KB指令缓存与数据     

Ø  逻辑资源350K Logic Cells

Ø  查找表资源数量218,600个

Ø  触发器数量437,200个

Ø  BRAM存储容量19.2Mb

Ø  DSP核心数量900个

一种为XC7Z100-2FFG900I，其资源如下：

Ø  双核心ARM Cortex-A9处理器

Ø  NEON SIMD与FPU协处理器  

Ø  L1缓存：每个核心32KB指令缓存与数据     

Ø  逻辑资源444K Logic Cells

Ø  查找表资源数量277,400个

Ø  触发器数量554,800个

Ø  BRAM存储容量26.5Mb

Ø  DSP核心数量2,020个

详细资源如下所示。

图 4 ZYNQ芯片资源

主要外设视图：

图 1 板卡主要功能外设

表 1 开发平台主要功能外设概览

编号	功能描述
1	12V适配器电源接口
2	JTAG接口
3	USB-Type-C包含（JTAG&UART）
4	SW1（控制FPGA芯片的配置方式）
5	跳线，用来控制FPGA芯片BANK 10/11/12的电平标准。
6	Micro SD卡槽
7	控制多个FPGA芯片配置的选择
8	FMC0-LPC接口
9	FMC1-LPC接口
10	4个并列SFP+接口
11	128x64像素1.3寸的OLED显示屏
12	FPGA外部时钟（PL）
13	LED灯
14	拨码开关
15	ZYNQ芯片
16	AUDIO IN接口
17	AUDIO OUT接口
18	4个USB2.0接口
19	HDMI IN接口
20	HDMI OUT接口
21	板卡电源开关
22	PS端的以太网接口
23	2个按键

lw