Zybo Z7:Xilinx Zynq-7000 ARM/FPGA SoC開發板 l 嵌入式視覺應用 l Z7-10 Z7-20 雙規格

產品描述

Digilent Zybo-Z7 是 Zybo FPGA 系列最新的產品 ,一款功能豐富的即用型軟體數位電路開發板,採用 Xilinx Zynq-7000 系列晶片,以 AP SoC架構為基礎,將雙核心 Cortex-A9 ARM 處理器與FPGA 緊密整合於同一晶片上。Zybo Z7 內建豐富的多媒體介面和連接週邊裝置,並內建 MIPI CSI-2(Camera Serial Interface)介面,可搭配鏡頭成為一組實用的嵌入式視覺應用方案,提供極高的傳輸率,降低延遲。

 

硬體介面說明

Zybo Z7 的硬體介面如下圖所示:

Zybo Z7 1000.570 J

 

ZYNQ處理器

  • 667 MHz雙核心Cortex-A9處理器
  • 具有8個DMA通道的DDR3L記憶體控制器和4個高性能AXI3
  • 高頻寬控制器:1G乙太網路,USB 2.0,SDIO
  • 低頻寬控制器:SPI,UART,CAN,I2C
  • 可從JTAG、Quad-SPI與microSD卡進行編輯
  • 可程式設計邏輯等效於Artix-7 FPGA

儲存

  • 支援32位元匯流排@1066 MHz的1GB DDR3
  • 16 MB四路SPI快閃記憶體,含全球唯一的128位亂數和48位元EUI-48/64相容識別碼
  • 支持microSD擴充

功率

  • 由USB或任何5V外部電源供電

USB和乙太網路

  • 千兆乙太網路PHY
  • USB-JTAG程式設計電路
  • USB-UART
  • USB 2.0 OTG PHY,支援主機和設備

音/視訊

  • 相容 MIPI CSI-2的Pcam(鏡頭模組)介面
  • HDMI高畫質輸入介面(Zybo Z7-10不支援CEC)
  • 支援CEC的HDMI端(輸出)
  • 支援立體聲耳機,立體聲輸入和麥克風插孔的音訊轉碼器

開關,按鈕和LED

  • 6個按鈕(2個連接處理器)
  • 4個滑動開關
  • 5個LED(1個連接處理器)
  • 1個RGB LED(Zybo Z7-10)

擴充功能

  • Pmod連接埠:6個(Zybo Z7-20)/ 5個 (Zybo Z7-10)
  • 8個處理器I/O
  • FPGA I/O:40個(Zybo Z7-20)/ 32個(Zybo Z7-10)
  • 支援 4 個類比 0-1.0V至XADC的差動對(differential pairs)

 

Zynq APSoC架構與配置

Zynq APSoC分為兩個不同的子系統:處理系統(PS)和可編程邏輯(PL)。下圖顯示了Zynq APSoC架構的概述,PS顏色為淺綠色,PL為黃色。請注意,Zynq-7020 或 Zynq-7010 設備上不提供 PCIe Gen2 控制器和千兆位收發器。

 

 

 

電源電路

Zybo Z7 電源電路經過精心設計,可滿足 Zynq-7000 和所有其他外接配備的要求,同時還提供靈活的輸入電源選項。 電源電路概述如下圖所示:

 

 

產品規格

Zybo Z7 提供 Zybo Z7-10 與 Z7-20 兩種不同的規格版本,兩種規格間的主要區別在於 Zynq AP SoC 內部 FPGA 的大小,Z7-20 的內部 FPGA 大約是Z7-10 的 3 倍。 此外,Zynq-7010 的 FPGA 連接 pin 腳數量略少於 Zynq-7020 ,所以 Zybo Z7-20 上某幾個功能在 Zybo Z7-10 上是無法使用的。此外,Zybo Z7-20包含一個散熱器,可在運行複雜的快速切換設計時消耗額外 FPGA 資源產生的額外熱量,但 Zybo Z7-10 則沒有配備散熱器。

 

 

兩種規格的差異如下表所示:

  Zybo Z7-10 Zybo Z7-20
FPGA part XC7Z010-1CLG400C XC7Z020-1CLG400C
1 MSPS On-chip ADC Yes Yes
Look-up Tables (LUTs) 17,600 53,200
Flip-flops 35,200 106,400
Block RAM 270 KB 630 KB
Clock Management Tiles 2 4
Available Shield I/O 32 40
Total Pmod Ports 5 6
Fan Connector No Yes
Zynq Heat Sink No Yes
HDMI CEC Support TX port only TX and RX ports
RGB LEDs 1 2

 

 

如文章開頭所述,Zybo Z7 為 Zybo 系列的最新版本,新的 Zybo Z7 版本承繼了原有Zybo的優勢,並增強了部分的硬體功能。 兩者的差異在於:

  • 用 HDMI 輸入替換了 VGA 輸出介面
  • 轉換雙向 HDMI 介面為簡單輸出
  • 固定 HDMI 監視器後備電源問題
  • 增加 1 個支援 MIPI CSI-2 的 Pcam 介面,用於連接相機感測器模組
  • 處理器速度提高到 667 MHz,DDR速度提高到 1066 MHz
  • DDR 容量從 512 MB 增加到 1 GB
  • 將 DDR3 更改為 DDR3L 可降低功耗
  • 增加 RGB LED
  • 提供較大的 Zynq-7000 FPGA 供有需要的使用者選購
  • 由 Digilent 提供的具備 reVISION 功能的 SDSoC 平台

小提醒  l  更詳細的 Zybo、Zybo Z7-10、Zybo Z7-20 硬體規格比較,請參考 Zybo Z7 Migration Guide。 

 

嵌入式視覺應用

Digilent 將 Zybo Z7 結合 Pcam 5C (500萬畫素彩色鏡頭模組) ,發展了嵌入式視覺應用的套組。 視訊數據從 Pcam 接收,透過 HDMI(TX)介面輸出。 可支援支解析度包括 1080p@30Hz 與 720p@60Hz,所提供的檔案格式為 RAW。 因為所使用的是 Onivision OV5640 感測器的 MIPI CSI-2 介面,所以此套組也擁有 OV5640 的影像處理功能,包括自動白平衡、不佳像素去除、自動曝光控制(AEC)、自動50 / 60Hz亮度檢測等。 搭配 Zybo Z7 的處理器使用後,可達到極低的延遲,並有去除馬賽克與 Gamma 校正的功能。

閱讀更多  l  關於此嵌入式視覺組合,更詳細的內容,請參閱 Zybo Z7 Pcam 5C Demo
購買  l  Pcam 5C: 5 MP Fixed Focus Color Camera Module (SKU:410-358) 
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Zybo Z7 Embedded Vision Bundle (SKU#471-020)  

 

 Zybo Z7 嵌入式視覺套裝實際應用情形

  

 

Xilinx 大學計畫合作夥伴

DIGILENTXilinx 大學計畫(Xilinx University Program, XUP)的積極合作夥伴。以 Xilinx FPGA 與 Zynq SoC 技術為基礎,開發多種 IC Design 教學使用的板卡週邊硬體,支援 Vivado 進行數位設計,並以相對親民的售價,使研究者可用較低的成本取得進行教學研究。Zybo Z7還可用於 Xilinx 的 SDSoC 環境,允許您在完全 C/C++ 環境中輕鬆設計 FPGA 加速程序與 video pipelines 。 Digilent 將在不久的將來發佈支援 Linux和 OpenCV 的平台。

台灣購買 l 和澄科技為 DIGILENT 美國原廠於台灣之授權代理商,銷售所有 DIGILENT 產品,並提供線上購買與技術支援服務。
支援Vivado l  DIGILENT 的 FPGA 板支援 Vivado 的 HL WebPack 版本 (下載) ,非HL Design 版本WebPack 版本為免費服務,不需授權文件,並可安裝於多台電腦上。
注意  l   由於 Zybo Z7-10 中的 FPGA 較小,僅含基本的視訊處理功能,高階視訊處理請使用 Zybo Z7-20。
產品限制 l  關於 Zybo Z7 的產品限制請參考 Zybo Z7 Reference Manual (最下面)。


 資源中心 


精選Pmod與嵌入式產品組合

471 020 2

240 081


240 067 

240 130

更多產品訊息

011 yes 128   更多產品資訊: 產品規格表 / 電路圖  /  中文型錄  /  Pcam 5C
20171115 04   產品編號: Zybo Z7-10:410-351-10
    Zybo Z7-10 (含SDSoC Voucher):471-014
    Zybo Z7-20:410-351-20
    Zybo Z7-20 (含SDSoC Voucher):471-015
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