米联客MLK-CU01-040-060 AMD UltraScale核心模块硬件手册

发布时间 2023-09-16 17:40:53作者: 米联客(milianke)

1 整体概述

MLK-CU01-040-060核心模块是米联客电子Kintex UltraScale系列开发平台的全新高端产品。其核心模块集成电源管理:0.95V核心电源,最大输出24A。用户基于核心模块设计功能底板(提供功能底板设计方案)。降低项目功能底板设计难度和生产成本,加速项目开发。其应用领域包含高速通信;机器视觉、伺服系统、视频采集、消费电子;项目研发前期验证;电子类相关专业开发人员学习。

2 硬件参数概述

MLK-CU01-040-060硬件参数

芯片型号

 

XCKU040-2FFVA1156I

XCKU060-2FFVA1156I/E

FPGA

构架

Kintex UltraScale

Kintex UltraScale

速度等级

-2

-2

逻辑单元(Logic Cells)

530250

725550

Block RAM

21.1Mb

38Mb

DSP(DSP slices)

1920

2760

CLB Flip-Flops

484800

663630

CLB LUTs

242400

331680

GTH Transceiver

20

20

DDR4

2GB4512MB/4GB41GB

数据时钟2400MHZ*64bit

4GB41GB

数据时钟2400MHZ*64bit

QSPI FLASH

256MB,速度4bit*125Mbps

256MB,速度4bit*125Mbps

时钟管理

100MHZ单端时钟;100M差分时钟

100MHZ单端时钟;100M差分时钟

按键

2

2

LED

8

8

板载连接器

FX10A-140P/14-SVx1

FX10A-168P-SV x2

FX10A-140P/14-SVx1

FX10A-168P-SV x2

电源

DC-12V

DC-12V

功耗

最大功耗:25W

最大功耗:30W

尺寸

68mm*80mm*11.76mm

68mm*80mm*11.76mm

重量

50.8g(不带散热片)

50.8g(不带散热片)

引出IO

核心模块

MLK-CU01-040/060

引出GTH

20GTH5BANK

引出IO

HP4BANK96对差分对,192GPIO

其中BANK44/45支持ADJBANK46/48仅支持1.8V

 

HR1BANK24对差分对,48GPIO,仅支持3.3V

 

注:XCKU060-2FFVA1156I:工业级芯片;XCKU060-2FFVA1156E:商业级芯片;

注:工业级芯片温度范围:-40°- +85°;商业级芯片温度范围:0°- +70°;

3 核心模块

注意:示意图只标注芯片位置,并不代表实物,使用者请根据实际使用的核心模块进行开发

040核心板正面

060核心板正面

核心板反面

4 硬件详细描述

1: Kintex UltraScale

核心模块搭载一颗Kintex UltraScale FPGA芯片,型号XCKU040/060-2FFVA1156I,此芯片的封装时FFVA1156,速度等级是-2,温度等级是工业级。

核心模块

MLK-CU01-040/060

FPGA主要参数

型号

XCKU040-2FFVA1156I

XCKU060-2FFVA1156I

构架

Kintex UltraScale

Kintex UltraScale

温度等级

工业级

工业级

速度等级

-2

-2

Logic Cells

530250

725550

Block RAM

21.1Mb

38Mb

DSP Slices

1920

2760

CLB Flip-Flops

484800

663630

CLB LUTs

242400

331680

GTH Transceiver

20

20

 

 

 

 

 

 

 

核心模块搭载一颗Kintex UltraScale FPGA芯片,型号XCKU060-2FFVA1156E,此芯片的封装时FFVA1156,速度等级是-2,温度等级是商业级。

核心模块

MLK-CU01-060

FPGA主要参数

型号

XCKU060-2FFVA1156E

构架

Kintex UltraScale

温度等级

商业级

速度等级

-2

Logic Cells

725550

Block RAM

38Mb

DSP Slices

2760

CLB Flip-Flops

663630

CLB LUTs

331680

GTH Transceiver

20

 

 

 

 

 

 

 

注:XCKU060-2FFVA1156I:工业级芯片;XCKU060-2FFVA1156E:商业级芯片;

注:工业级芯片温度范围:-40°- +85°;商业级芯片温度范围:0°- +70°;

2: DDR内存

MLK-CU01-040核心模块搭载了4片镁光(Micron)的工业级DDR4内存,单片内存大小为512MB/1GB,数据接口 16bit,内存数据主频高达 2400MHz

MLK-CU01-060核心模块搭载了4片镁光(Micron)的工业级DDR4内存,单片内存大小为1GB,数据接口16bit,内存数据主频高达2400MHz

DDR 型号 1GB/512MB 单颗可选,具体见网页销售说明;

 

芯片型号

XCKU040-2FFVA1156I

XCKU040-2FFVA1156I

XCKU060-2FFVA1156I

DDR型号

MT40A256M16GE_083E-IT

MT40A512M16LY-062E-IT-E

MT40A512M16LY-062E-IT-E

DDR内存大小

512MB/

1GB/

1GB/

DDR数量

4

4

4

 

核心模块根据市场供货,以及商业及工业级会选用以下几种型号进行量产:

MT40A256M16GE_083E(商业级DDR 用于商业级核心模块)

MT40A512M16LY-062E(商业级DDR 用于商业级核心模块)

MT40A512M16LY-062E-IT-E(工业级DDR 用于工业级核心模块)

 

 

 

核心模块单独为DDR4提供一路VTT电源,保证系统的稳定工作。

注:PL部分DDR需要使用到MIG配置,PIN脚约束需要在MIG中定义。通过阅读原理图,可以快速正确定位FPGA的PIN脚号;

 

 

DDR4部分IO分配如上图所示:开发板采用高速布线,DDR4的硬件设计需要严格考虑信号完整性,开发板的电路及PCB设计已经充分考虑了匹配电阻/终端电阻,走线阻抗控制,走线等长控制,以确保DDR4稳定工作。

 

3: PROM SPI FALSH

 

核心模块具有 1 4bit SPI FLASH,目前型号是 IS25LP256D-JLLEFLASH 可用于保存数据

和代码,初始化部分子系统。

 

注意:核心板模块的QSPI FLASH型号根据市场货源而定,目前米联客使用以下3种型号,客户购买板卡的时候如果需要知道型号可以问下客服,一般编程可以不需要知道型号。

MT25QU256ABA1EW9-0SIT

MT25QU512ABB1EW9-0SIT

IS25WP256D-JLLE

IS25LP256D-JLLE主要技术参数

• 256Mbit

• x1, x2, and x4 支持

• 工作于 3.3V

以下为IO部分原理图:通过阅读原理图,可以快速正确定位FLASH所在的MIO的位置:

 

 

如上图所示:核心模块具有1片FLASH,电压电平为3.3V接FPGA的BANK0;

4: 系统时钟

XCKU040/060核心板上具备一颗100MHZ 的单端时钟,一颗100MHZ差分时钟;

 

核心板单端时钟1100MHZ

 

 

核心板差分时钟2:100MHZ

 

5: 上电复位

芯片支持上电复位,复位整个芯片。其中POR_OVERRIDE管脚为上电复位管脚,此复位芯片接到芯片BANK0。

 

6: 电源管理

核心板集成电源管理,核心板输入电压12V

1、核心板提供0.95V核心电源,最大输出24A

2、核心板提供0.95V1.8V1.2V3.3V0.9V等电源。

3、核心板电源由底板供电。

核心板上电时序如下:

 

 

 

 

 

 

 

 

7: 按钮

核心模块具备2个(可用)按键输入,默认上拉,当按键按下时,接GND。

 

KEY1接FPGA芯片的AM12;

 

KEY1接FPGA芯片的AL12;

 

 

 

核心模块按键由BANK64控制。

8: LED

核心模块具有8个(可用)LED

核心模块LEDBANK64控制。

 

 

 

 

9: 风扇及散热片

FPGA芯片正常工作时会产生大量的热量。MKU040CORE开发板安装了一套散热装置(散热盘+风扇),防止芯片过热。

 

 

10: 扩展接口

11: 等长定义

BK44 HP 差分对形式扇出;共48GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=1094mil

BK45 HP 差分对形式扇出;共48GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=1385mil

BK46 HP 差分对形式扇出;共48GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=1067mil

BK48 HP 差分对形式扇出;共48GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=1066mil

BK65 HR 差分对形式扇出;共48GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=1412mil

 

 

GTH224

GTH224_RX0 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=799mil

GTH224_RX1 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=791mil

GTH224_RX2 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=794mil

GTH224_RX3 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=864mil

GTH224_TX0 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=675mil

GTH224_TX1 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=731mil

GTH224_TX2 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=647mil

GTH224_TX3 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=719mil

GTH224_CLK0差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=2013mil

GTH224_CLK1差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=1128mil

 

GTH225

GTH225_RX0 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=764mil

GTH225_RX1 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=770mil

GTH225_RX2 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=775mil

GTH225_RX3 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=764mil

GTH225_TX0 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=746mil

GTH225_TX1 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=635mil

GTH225_TX2 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=630mil

GTH225_TX3 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=663mil

GTH225_CLK0差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=2233mil

GTH225_CLK1差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=1459mil

 

GTH226

GTH226_RX0 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=771mil

GTH226_RX1 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=775mil

GTH226_RX2 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=764mil

GTH226_RX3 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=770mil

GTH226_TX0 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=636mil

GTH226_TX1 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=630mil

GTH226_TX2 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=642mil

GTH226_TX3 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=635mil

GTH226_CLK0 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=2265mil

GTH226_CLK1 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=1610mil

 

 

GTH227

GTH227_RX0 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=777mil

GTH227_RX1 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=764mil

GTH227_RX2 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=770mil

GTH227_RX3 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=777mil

GTH227_TX0 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=630mil

GTH227_TX1 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=642mil

GTH227_TX2 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=635mil

GTH227_TX3 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=630mil

GTH227_CLK0差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=2462mil

GTH227_CLK1差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=1229mil

 

GTH228

GTH228_RX0 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=855mil

GTH228_RX1 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=783mil

GTH228_RX2 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=777mil

GTH228_RX3 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=877mil

GTH228_TX0 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=732mil

GTH228_TX1 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=765mil

GTH228_TX2 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=656mil

GTH228_TX3 差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=757mil

GTH228_CLK0差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=1961mil

GTH228_CLK1差分对形式扇出;共2GPIO做pin pair全部等长;误差正负5mil;Len=2067mil

5 核心模块FPGA BANK分布

 

6 尺寸图

核心板尺寸为68(mm)x80(mm)x11.76(mm),核心板PCB采用14层设计;

核心板结构尺寸如下图所示:

 

附录1:命名规则

米联客硬件全新启用新的命名规则,对于老的型号,两个名字会同时使用

1 核心模块命名规则

 

2 开发平台命名规则

S-代表单板

F-代表核心板+底板方式的FEP扩展接口的开发平台

H-代表核心板+底板方式的FMC-HPC扩展接口的开发平台

L-代表核心板+底板方式的FMC-LPC扩展接口的开发平台

 

附录2:常见问题

1 联系方式

技术交流群网址: https://www.uisrc.com/f-380.html查看最新可以加入的QQ

 

技术微信:18951232035

技术电话:18951232035

 

官方微信公众号(新微信公众号):

2 售后

1、7天无理由退货(人为原因除外)

2、质保期限:本司产品自快递签收之日起,提供一年质保服务(主芯片,比如FPGA 或者CPU等除外)。

3、维修换货,需提供淘宝订单编号或合同编号,联系销售/技术支持安排退回事宜。

售后维修请登录工单系统:https://www.uisrc.com/plugin.php?id=x7ree_service

4、以下情形不属于质保范畴。

A:由于用户使用不当造成板子的损坏:比如电压过高造成的开发板短路,自行焊接造成的焊盘脱落、铜线起皮 等

B:用户日常维护不当造成板子的损坏:比如放置不当导致线路板腐蚀、基板出现裂纹等

5、质保范畴外(上方第4条)及质保期限以外的产品,本司提供有偿维修服务。维修仅收取器件材料成本,往返运 费全部由客户承担。

6、寄回地址,登录网页获取最新的售后地址:https://www.uisrc.com/t-1982.html

3 销售

天猫米联客旗舰店:https://milianke.tmall.com

京东米联客旗舰店:https://milianke.jd.com/

FPGA|SOC生态店:https://milianke.taobao.com

 

销售电话:18921033576

 

常州溧阳总部:常州溧阳市中关村吴潭渡路雅创高科制造谷 10-1幢楼

4 在线视频

https://www.uisrc.com/video.html

5 资源下载

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6 软件或其他下载

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