System Board

產品簡介

Eclypse Z7 是 DIGILENT 於 2020 年推出之最新 FPGA / SoC 開發板，用於嵌入式量測系統的快速原型設計和開發。 Eclypse Z7 是 DIGILENT Eclypse 平台的第一塊主機板最大的特色是採用了最新開發的模組化擴充高速 Zmod 介面，搭配 Xilinx Zynq-7020SoC 及軟體 API，具有快速，靈活的特性，可減少研發創新所需的期程，十分適合用於邊緣運算(Edge computing)、醫療儀器應用、通訊系統的控制與應用。

Zmod 創新介面

Zmod 是 DIGILENT 針對外接擴充介面所提供的創新解決方案，使用了 Opal Kelly 的開源 SYZYGY 標準介面。 Zmod 是 DIGILENT 全新使用的外接介面，傳輸速度介於 Pmod 與 FMC 卡之間，但更具成本效益，並增加了高速 I/O 的自定義選項。

Eclypse 平台軟體

Eclypse 平台是 DIGILENT 所研發的新平台，Eclypse Z7 則是 DIGILENT 專為 Eclypse 平台所設計的最新開發板。 Eclypse 平台將開放軟體 API與 Eclypse 硬體配對，支援 Petalinux。 使用者插入自己選擇的 Zmod 外接，便可開始為新的高速測量，儀器和控制系統製作原型設計，不需先與FPGA 連接。在這樣的設計概念下，嵌入式 Linux 開發人員可以在不具備硬體專業知識的情況下利用 FPGA 的功能。 未來預計也會提供 C 語言、C++等其他語言的支援。

Zynq APSoC 架構

Eclypse Z7 採用 Zynq APSoC 架構。 Zynq APSoC 分為兩個不同的子系統：處理系統（PS）和可編程邏輯（PL）。PL 與 Xilinx 7系列 Artix FPGA 幾乎相同，但多了幾個專用介面與總線並緊密耦合到 PS。 PL 不包含與典型的 7 系列 FPGA 相同的配置硬體，須直接通過處理器或通過 JTAG 進行配置。 

硬體介面說明

Eclypse Z7 各項硬體介面配置如下圖所示：

規格特色

Eclypse Z7 規格如下：  

電源規格

Eclypse Z7 配電設計如下：

說明 l All on-board power supplies are enabled or disabled by the power switch (SW1) or by an external SPST switch connected to the SWT header (J13). (Note: If an external switch is used, SW1 should be placed in the “OFF” position, as the two will be placed in parallel.) The power indicator LED, the topmost LED of the circuit board indicator (LD4), is illuminated red when all supply rails reach their nominal voltage. Two additional indicator LEDs are illuminated when the VIO supplies associated with the two Zmod Ports are powered. LD2 is associated with Zmod Port A and the VADJA rail. LD3 is associated with Zmod Port B and the VADJB rail.

更多產品訊息  

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：

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：

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) 

 Zybo Z7 嵌入式視覺套裝實際應用情形

Xilinx 大學計畫合作夥伴

DIGILENT是 Xilinx 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 教學使用的板卡與週邊硬體，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 

• Zybo Z7 DMA Audio Demo
• Zybo Z7 HDMI Demo
• Zybo Z7 Pcam 5C Demo
• Zybo Z7 Pmod VGA Demo
• Zybo Z7 XADC Demo

精選Pmod與嵌入式產品組合

更多產品訊息

產品簡介

Digilent Genesys ZU 是獨立的 Zynq UltraScale+ EG/ EV MPSoC 開發板，甫於2020年上市便受到許多使用者的注意。 核心是 Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC ARM-FPGA 混合，結合了強大的多媒體和網路介面功能，雙規格再加上可升級的儲存、網路、多媒體介面及各種各樣的擴充連接器，使其成為通用的計算平台，並可作為高級 REVISION 系統。 除了多媒體影像傳輸必備的介面外，Genesys ZU 更提供了全新規格的 Zmod ─ 符合 SYZYGY 標準的高速擴充模組介面，可靈活擴充並輕鬆連接附加模組，相當適合用於快速原型設計、5G 無線基礎架構、雲端運算、AI 及 航太國防等應用開發上，也適合用於高解析度影像、多媒體、汽車 ADAS、監控與其他嵌入式視覺應用。

Zynq UltraScale + MPSoC架構

Zynq UltraScale + MPSoC 是 Xilinx 第二代 Zynq 平台，將強大的處理系統（PS）和用戶可編程邏輯（PL）組合到同一設備中。 Zynq UltraScale+ 處理系統核心做為 PS 與可編程邏輯（PL）之間的邏輯連接，同時使用 Vivado IP 將 IP 核心與處理系統整合在一起。 處理系統具有運行頻率高達 1.5GHz 的 Arm 旗艦款 Cortex -A53 64 位元四核心處理器、Cortex-R5 雙核心即時處理器及其他介面。PS 與 PL 可與多個介面和其他信號耦合，以有效地將使用者建立的硬體加速器及其他功能整合至處理器可以存取的 PL 邏輯中。處理系統和可編程邏輯之間的介面由三個主要部分組成：擴充多路復用 I/O（EMIO）、可編程邏輯 I/O 與 AXI I/O 組。除此之外，處理系統還提供多達 78 個多路復用 I/O（MIO）介面。 78 個 MIO 訊號分為三個儲存區，每個儲存區包括 26 個設備 pin 腳。每個儲存體（500、501和502、501和502）都有自己的硬體介面電源pin腳。

圖：Zynq UltraScale+ EG

Xilinx 大學計畫合作夥伴

DIGILENT是 Xilinx 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 教學使用的板卡與週邊硬體，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。 

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®Design Suite 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。將FPGA邏輯設計和嵌入式 ARM 軟體開發融合到一個易於使用的直觀設計流程中，可以設計各種複雜的系統。對於不希望在設計中使用處理器的用戶，也可以將 MPSoC 視為獨立的FPGA 。 Genesys ZU 的兩個規格都適用於此功能，包括邏輯分析和高級綜合（HLS）功能。 

硬體介面說明

Genesys ZU各項硬體介面配置如下圖所示：

型號與規格

Genesys ZU 有 2 種規格：3EG 與 5EV。 型號與規格如下： 

電源規格

Genesys ZU 配電設計如下：

說明 l The VCC0V9_MGTAVCC* and VCC0V9_VCU* rails are not used on the Genesys ZU-3EG variant. When the board is turned on, the 12V input voltage provided by the bundled PCIe ATX supply is filtered and fed to the series MOSFETs of the protection circuit. The LM5060 IC monitors the input voltage and the current drawn by the entire board. If an input overvoltage/undervoltage or an overcurrent condition is detected, the LM5060 isolates the VCC12V0 net from the external supply by turning off the series MOSFETs. During normal operation the MOSFETs provide a low impedance path and the VCC12V0 net is correctly biased with 12V. This voltage serves both as output rail for the FMC port and power input for downstream voltages. 

規格特色

• 1x FMC expansion connector
• 1x FMC Gigabit expansion connector*
• 4x Pmod ports
• 1x SYZYGY port
• 1.2a Dual-Lane DisplayPort
• 2x Pcam Dual-Lane
• Audio Codec
• HDMI Sink and HDMI Source*
• 2.4 GHz on-board WiFi
• 1G w/IEEE 1588 Ethernet
• WLAN/WWAN/LoRa: option - MiniPCIe
• SFP+ 10G Ethernet*
• USB Type-C 3.1 Gen1 Dual-Role Device
• MiniPCIe / mSATA: dual slot, Half-/Full-size
• USB 2.0 Host: 2 x Type-A
• DDR4, 4GB, 1866 MT/s (2133 MT/sB), upgrade-able
• ISSI 256 Mib SNOR Flash
• 104 MB/s SD
• SSD option: mSATA

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產品簡介

Digilent ZedBoard 為採用 Xilinx Zynq-7000 all programmable系統晶片（AP系統晶片）的開發板。無論是Linux、Android、Windows亦或基於其它系統進行設計，ZedBoard 都能滿足開發者的需求。此外，ZedBoard 的多種擴充連接器能讓處理系統和可編程邏輯I/O更便於用戶使用。搭載 Zynq-7000 AP系統晶片、ARM 處理系統與 7 系列可編程邏輯，ZedBoard 能夠幫助您實現獨一無二的強大設計，可應用於視訊處理、可重組計算、電機控制、嵌入式系統應用、軟體加速、SDR 應用、Linux / Android / RTOS 開發、ARM RISK應用等領域。

除上述單一平台之外，和澄科技另結合 ZedBoard 與 Analog Devices AD9361 發展出 ZedBoard SDR，提供可模擬及自動產生VHDL/Verilog之電路模型，利於 MATLAB & Simulink之軟體無線電環境建立。

尺寸與方塊圖

ZedBoard 的尺寸為 6.3 x 6.3 吋，約為 16 x 16 公分。其尺寸圖與方塊圖如下：

Bank Assignment

下圖為 Zynq Z7020 CSG484 的 Bank Assignments

規格與功能

• Xilinx XC7Z020-1CSG484CES EPP
  • 主配置：QSPI Flash
  • 輔助配置選項：Cascaded JTAG / SD Card
• 記憶體
  • 512 MB DDR3 (128M x 32)
  • 256 Mb QSPI Flash
• 介面
  • 使用Digilent SMT1等效電路進行USB-JTAG編程
  • 10/100/1G 乙太網路
  • USB OTG 2.0
  • SD 卡
  • USB 2.0 USB-UART 介面
  • 5 個 Pmod 介面
  • 1 個 LPC FMC
  • 1 個 AMS 接頭
  • 2 個重置按鈕 (1 PS, 1 PL)
  • 7 個按鈕 (2 PS, 5 PL)
  • 8 個 dip/slide 開關 (PL)
  • 9 個 User LEDs (1 PS, 8 PL)
  • DONE LED (PL)
• 內建振盪器
  • 33.333 MHz (PS)
  • 100 MHz (PL)
• 顯示/音訊
  • HDMI 輸出
  • VGA (12-bit Color)
  • 128x32 OLED 顯示
  • 音訊線路輸入/輸出、耳機、麥克風
• 電源
  • 開關
  • 12V @ 5A AC/DC
• 軟體
  • ISE WebPACK 版本
  • ChipScope Pro locked to XC7Z020 版本

USB轉UART

ZedBoard 提供USB轉UART介面，可以連接到PS UART外接裝置。

USB-JTAG

ZedBoard 提供 JTAG 功能 (以 Digilent USB-JTAG SMT1為基礎)，支援並整合至 Xilinx ISE 工具中，包括 iMPACT，ChipScope 與 SDK Debugger。 

電源

ZedBoard 採用 Maxim 電源解決方案進行供電。

參考資源

• Zedboard DMA Audio Demo
• Zedboard OLED Demo
• Zedboard.org User Created Projects
• Zedboard LED Demo
• ZedBoard.org

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