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AXKU15S V1.0 开发板用户手册

AXKU15SDevelopment Board User Manual
文档修改履历
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目 录
第一章 开发板简介 6
第二章 ACKU15S 核心板 8
2.1 简介 8
2.2 FPGA 芯片 9
2.3 DDR410
2.4 QSPI Flash16
2.5 时钟配置 17
2.6 LED 灯 18
2.7 电源 19
2.8 结构图 20
2.9 连接器管脚定义 20
第三章 扩展板 40
3.1 简介 40
3.2 PCIe 插槽 40
3.3 千兆网接口 44
3.4 FMC HPC 接口 45
3.5 MIPI 接口 57
3.6 USB 转串口 59
3.7 SD 卡槽 60
3.8 SATA 接口 60
3.9 按键和 LED 灯 61
3.10 EEPROM63
3.11 温度传感器 63
3.12 光纤接口 64
3.13 JTAG 调试口 67
3.14 时钟配置 67
3.15 电源 69
3.16 结构尺寸图 70
芯驿电子科技(上海)有限公司基于 Xilinx FPGA Kintex Ultrascale+开发平台的开发板(型号 AXKU15S)正式发布了,为了让您对此开发平台可以快速了解,我们编写了此用户手册。
这款 Kintex Ultrascale+ FPGA 开发平台采用核心板加扩展板的模式,方便用户对核心板的二次开发利用。核心板使用 Xilinx 的 Kintex Ultrascale+芯片 XCKU15P-FFVE1517 的解决方案,挂载了 5 片每片 1GB 的高速 DDR4 SDRAM 芯片和 2 片每片 64MB 的 QSPI FLASH 芯片。
在底板设计上我们为用户扩展了丰富的外围接口,比如 1 个 PCIe3.0x16 接口、2 路 FMC HPC 接口、1 路千兆以太网接口、2 个 QSFP28 光纤接口、2 路 MIPIx4 输入接口、1 路 UART 串口接口、1 路 SD 卡接口等等。可满足用户各种高速数据交换,视频传输处理以及工业控制的要求,是一款“专业级”的 FPGA 开发平台。为高速数据传输和交换,数据处理的前期验证和后期应用提供了可能。相信这样的一款产品非常适合从事 FPGA 开发的学生、工程师等群体。下图为开发板实物图。

图 1.1.1-AXKU15S 开发板实物图
第一章 开发板简介
在这里,对这款 Kintex Ultrascale+ AXKU15S 开发平台进行简单的功能介绍。
开发板的整个结构,继承了我们一贯的核心板+扩展板的模式来设计的。核心板和扩展板之间使用高速板对板连接器连接。
核心板主要由 XCKU15PFFVE1517 +5 个 DDR4 + QSPI FLASH 的最小系统构成。采用 Xilinx 的 Kintex Ultrascale+系列的芯片,型号为 XCKU15PFFVE1517。在 FPGA 芯片的 HP 端口上连接了 5 片 DDR4 存储芯片,每片 DDR4 容量高达 1GB,组成 80 位的数据位宽。2 片每片 64MB 的 QSPI FLASH 用来静态存储 FPGA 芯片的配置文件或者其它用户数据。
底板为核心板扩展了丰富的外围接口,其中包含 1 个 PCIe3.0x16 接口、2 路 FMC HPC 接口、1 路千兆网接口、2 路 MIPI 输入接口、1 路 UART 串口接口、1 路 SD 卡接口、一些按键及 LED。
下图为整个开发系统的结构示意图:

图 1.1.2-开发系统结构示意图
通过这个示意图,我们可以看到,我们这个开发平台所能含有的接口和功能。
FPGA 核心板:由 XCKU15P + 5 个 DDR4 + 2 个 QSPI FLASH 的最小系统组成,另外有两个 200MHz 晶振为 FPGA 和 DDR 提供逻辑控制和参考时钟。
PCIe3.0 x16 接口:支持 PCI Express 3.0 标准,提供标准的 PCIe x16 高速数据传输接口,单通道通信速率可高达 8Gbps。
2 路 FMC HPC 接口:FPGA 中的 8 路高速收发器连接到 FMC HPC 专用的高速管脚上,其中 1 个 FMC 接口引出 34 对 LA 信号差分对、2 对时钟信号及 24 对 HA 信号;另一 FMC 接口引出 34 对 LA 信号差分对和 2 对时钟信号,可满足高速信号传输要求,符合 FMC 标准,可以各种 FMC 模块(HDMI 输入输出模块,高速 AD 模块等等)。
1 路千兆网接口:千兆以太网接口芯片采用 JL2121D 以太网 PHY 芯片为用户提供网络通信服务。芯片支持 10/100/1000 Mbps 网络传输速率,全双工和自适应。
2 路 MIPI 输入接口:板载 2 路 MIPI lanex4 输入接口,最高速率支持 2.5Gb/s,用于连接 MIPI 摄像头模块。
USB Uart 接口:1 路 Uart 转 USB 接口,用于和电脑通信,方便用户调试。串口芯片采用 Silicon Labs CP2102N 的 USB-UART 芯片, USB 接口采用 MINI USB 接口。
Micro SD 卡座:1 路 Micro SD 卡座,用于存储操作系统镜像和文件系统。
2 路 SATA 接口:2 个标准的 SATA 接口,可用连接 SATA 外设,如 SATA 接口的固态硬盘。
JTAG 调试口:1 个 10 针 2.54mm 标准的 JTAG 口,用于 FPGA 程序的下载和调试,用户可以通过 XILINX 下载器对 FPGA 系统进行调试和下载。
LED 灯:10 个发光二极管 LED, 核心板上 3 个,底板上 7 个。核心板上 1 个电源指示灯;1 个 DONE 配置指示灯和用户指示灯。底板上有 1 个电源指示灯,4 个用户指示灯和 2 个串口指示灯。
按键:底板上 4 个用户按键。
第二章 ACKU15S 核心板
2.1 简介
ACKU15S(核心板型号,下同)核心板,FPGA 芯片是基于 Xilinx FPGA Kintex Ultrascale+的主芯片 XCKU15PFFVE1517 设计。核心板在 FPGA 的 HP 端口上连接了 5 片 DDR4 存储芯片组成 80 位的数据带宽,每片 DDR4 容量高达 1GB,DDR 的最高运行数据速率 2666Mbps。另外核心板上也集成了 2 片每片 64MB 大小的 QSPI FLASH,用于启动存储配置和系统文件。
这款核心板的采用 4 个板对板连接器扩展出了 236 个 HPIO 和 88 个 HDIO,引出的 IO 的电平可以通过更换底板上的 LDO 芯片来修改,满足用户不同电平接口的要求;另外核心板也扩展出了 24 对 GTY 和 32 对 GTH 高速收发器接口。对于需要大量 IO 和高速收发器的用户,此核心板将是不错的选择。而且 IO 连接部分,FPGA 芯片到接口之间走线做了等长和差分处理,并且核心板尺寸仅为 80*80(mm),对于二次开发来说,非常适合。

图 2.1.1-ACKU15S 核心板正面图
2.2 FPGA 芯片
前面已经介绍过了,我们所使用的 FPGA 型号为 XCKU15P-FFVE1517,属于 Xilinx 公司 Kintex Ultrascale+系列的产品,速度等级为 2,温度等级为工业级。此型号为 FFVE1517 封装,1517 个引脚。Xilinx Kintex Ultrascale+ FPGA 的芯片命名规则如下:

图 2.2.1-芯片命名规则。
其中 FPGA 芯片的主要参数如下所示:
| 名称 | 具体参数 |
| Logic Cells | 1143K |
| 触发器(FF) | 1,045,440 |
| LUTs | 522,720 |
| Total Block RAM | 34.6Mb |
| DSP Slices | 1968 |
| CMTs | 11 |
| GTY/Gb/s | 24/28.21 |
| GTH/Gb/s | 32/ 16.3 |
| PCIe Gen3 x16 | 1 |
| 速度等级 | -2 |
| 温度等级 | 工业级 |
表 2.2.1-芯片主要参数
2.3 DDR4
ACKU15S 开发板上配有 5 片 Nanya(南亚科技)的 1GB 的 DDR4 芯片,型号为 NT5AD512M16C4-HR,连接在 FPGA 的 HP 端,组成 80 位数据总和 5GB 的容量。DDR4 SDRAM 的在 FPGA 端的最高运行数据速率 2666Mbps,5 片 DDR4 存储系统直接连接到了 BANK 66、67、68 的存储器接口上。DDR4 SDRAM 的具体配置如下表所示。
| 位号 | 芯片型号 | 容量 | 厂家 |
| U3、U4、U7、U8、U9 | NT5AD512M16C4-HR | 1GB | Nanya |
表 2.3.1-DDR4 SDRAM 配置
DDR4 的硬件设计需要严格考虑信号完整性,我们在电路设计和 PCB 设计的时候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,保证 DDR4 的高速稳定的工作。FPGA 端的 DDR4 的硬件连接方式如图所示:

图 2.3.1- DDR4 DRAM 原理图部分
DDR4 SDRAM 引脚分配:
| 信号名称 | FPGA 引脚名 | FPGA 引脚号 |
| DDR4_D0 | IO_L20P_T3L_N2_AD1P_66 | AJ28 |
| DDR4_D1 | IO_L24P_T3U_N10_66 | AK27 |
| DDR4_D2 | IO_L21N_T3L_N5_AD8N_66 | AK26 |
| DDR4_D3 | IO_L24N_T3U_N11_66 | AL27 |
| DDR4_D4 | IO_L21P_T3L_N4_AD8P_66 | AJ26 |
| DDR4_D5 | IO_L23P_T3U_N8_66 | AN26 |
| DDR4_D6 | IO_L23N_T3U_N9_66 | AN27 |
| DDR4_D7 | IO_L20N_T3L_N3_AD1N_66 | AK28 |
| DDR4_D8 | IO_L15P_T2L_N4_AD11P_66 | AK22 |
| DDR4_D9 | IO_L14P_T2L_N2_GC_66 | AL24 |
| DDR4_D10 | IO_L17N_T2U_N9_AD10N_66 | AJ23 |
| DDR4_D11 | IO_L14N_T2L_N3_GC_66 | AM25 |
| DDR4_D12 | IO_L17P_T2U_N8_AD10P_66 | AH23 |
| DDR4_D13 | IO_L18N_T2U_N11_AD2N_66 | AK24 |
| DDR4_D14 | IO_L15N_T2L_N5_AD11N_66 | AK23 |
| DDR4_D15 | IO_L18P_T2U_N10_AD2P_66 | AJ24 |
| DDR4_D16 | IO_L12P_T1U_N10_GC_66 | AN25 |
| DDR4_D17 | IO_L9N_T1L_N5_AD12N_66 | AP23 |
| DDR4_D18 | IO_L11P_T1U_N8_GC_66 | AP24 |
| DDR4_D19 | IO_L8P_T1L_N2_AD5P_66 | AT25 |
| DDR4_D20 | IO_L9P_T1L_N4_AD12P_66 | AN23 |
| DDR4_D21 | IO_L12N_T1U_N11_GC_66 | AP26 |
| DDR4_D22 | IO_L11N_T1U_N9_GC_66 | AP25 |
| DDR4_D23 | IO_L8N_T1L_N3_AD5N_66 | AT26 |
| DDR4_D24 | IO_L3P_T0L_N4_AD15P_66 | AU23 |
| DDR4_D25 | IO_L6P_T0U_N10_AD6P_66 | AV26 |
| DDR4_D26 | IO_L5N_T0U_N9_AD14N_66 | AU24 |
| DDR4_D27 | IO_L2P_T0L_N2_66 | AW25 |
| DDR4_D28 | IO_L5P_T0U_N8_AD14P_66 | AT24 |
| DDR4_D29 | IO_L2N_T0L_N3_66 | AW26 |
| DDR4_D30 | IO_L3N_T0L_N5_AD15N_66 | AV23 |
| DDR4_D31 | IO_L6N_T0U_N11_AD6N_66 | AV27 |
| DDR4_D32 | IO_L21P_T3L_N4_AD8P_68 | AM38 |
| DDR4_D33 | IO_L24N_T3U_N11_68 | AK39 |
| DDR4_D34 | IO_L23N_T3U_N9_68 | AL37 |
| DDR4_D35 | IO_L20P_T3L_N2_AD1P_68 | AL39 |
| DDR4_D36 | IO_L21N_T3L_N5_AD8N_68 | AN38 |
| DDR4_D37 | IO_L24P_T3U_N10_68 | AJ39 |
| DDR4_D38 | IO_L23P_T3U_N8_68 | AL36 |
| DDR4_D39 | IO_L20N_T3L_N3_AD1N_68 | AM39 |
| DDR4_D40 | IO_L18N_T2U_N11_AD2N_68 | AM35 |
| DDR4_D41 | IO_L18P_T2U_N10_AD2P_68 | AL35 |
| DDR4_D42 | IO_L14N_T2L_N3_GC_68 | AM34 |
| DDR4_D43 | IO_L14P_T2L_N2_GC_68 | AL34 |
| DDR4_D44 | IO_L17P_T2U_N8_AD10P_68 | AH33 |
| DDR4_D45 | IO_L15N_T2L_N5_AD11N_68 | AK35 |
| DDR4_D46 | IO_L17N_T2U_N9_AD10N_68 | AJ33 |
| DDR4_D47 | IO_L15P_T2L_N4_AD11P_68 | AJ34 |
| DDR4_D48 | IO_L11P_T1U_N8_GC_68 | AK32 |
| DDR4_D49 | IO_L11N_T1U_N9_GC_68 | AL32 |
| DDR4_D50 | IO_L8N_T1L_N3_AD5N_68 | AJ30 |
| DDR4_D51 | IO_L12N_T1U_N11_GC_68 | AM33 |
| DDR4_D52 | IO_L9P_T1L_N4_AD12P_68 | AH31 |
| DDR4_D53 | IO_L9N_T1L_N5_AD12N_68 | AH32 |
| DDR4_D54 | IO_L8P_T1L_N2_AD5P_68 | AJ29 |
| DDR4_D55 | IO_L12P_T1U_N10_GC_68 | AM32 |
| DDR4_D56 | IO_L5P_T0U_N8_AD14P_68 | AL29 |
| DDR4_D57 | IO_L2N_T0L_N3_68 | AM30 |
| DDR4_D58 | IO_L5N_T0U_N9_AD14N_68 | AM29 |
| DDR4_D59 | IO_L6N_T0U_N11_AD6N_68 | AN33 |
| DDR4_D60 | IO_L3P_T0L_N4_AD15P_68 | AP28 |
| DDR4_D61 | IO_L2P_T0L_N2_68 | AL30 |
| DDR4_D62 | IO_L3N_T0L_N5_AD15N_68 | AP29 |
| DDR4_D63 | IO_L6P_T0U_N10_AD6P_68 | AN32 |
| DDR4_D64 | IO_L5N_T0U_N9_AD14N_67 | AU29 |
| DDR4_D65 | IO_L6N_T0U_N11_AD6N_67 | AW31 |
| DDR4_D66 | IO_L3P_T0L_N4_AD15P_67 | AW28 |
| DDR4_D67 | IO_L6P_T0U_N10_AD6P_67 | AV31 |
| DDR4_D68 | IO_L5P_T0U_N8_AD14P_67 | AT29 |
| DDR4_D69 | IO_L2N_T0L_N3_67 | AU30 |
| DDR4_D70 | IO_L3N_T0L_N5_AD15N_67 | AW29 |
| DDR4_D71 | IO_L2P_T0L_N2_67 | AT30 |
| DDR4_D72 | IO_L9P_T1L_N4_AD12P_67 | AT35 |
| DDR4_D73 | IO_L8P_T1L_N2_AD5P_67 | AW34 |
| DDR4_D74 | IO_L11N_T1U_N9_GC_67 | AU33 |
| DDR4_D75 | IO_L12P_T1U_N10_GC_67 | AU34 |
| DDR4_D76 | IO_L11P_T1U_N8_GC_67 | AU32 |
| DDR4_D77 | IO_L9N_T1L_N5_AD12N_67 | AT36 |
| DDR4_D78 | IO_L12N_T1U_N11_GC_67 | AU35 |
| DDR4_D79 | IO_L8N_T1L_N3_AD5N_67 | AW35 |
| DDR4_DM0 | IO_L19P_T3L_N0_DBC_AD9P_66 | AL25 |
| DDR4_DM1 | IO_L13P_T2L_N0_GC_QBC_66 | AM23 |
| DDR4_DM2 | IO_L7P_T1L_N0_QBC_AD13P_66 | AR23 |
| DDR4_DM3 | IO_L1P_T0L_N0_DBC_66 | AW23 |
| DDR4_DM4 | IO_L19P_T3L_N0_DBC_AD9P_68 | AM37 |
| DDR4_DM5 | IO_L13P_T2L_N0_GC_QBC_68 | AK33 |
| DDR4_DM6 | IO_L7P_T1L_N0_QBC_AD13P_68 | AH30 |
| DDR4_DM7 | IO_L1P_T0L_N0_DBC_68 | AM28 |
| DDR4_DM8 | IO_L1P_T0L_N0_DBC_67 | AU28 |
| DDR4_DM9 | IO_L7P_T1L_N0_QBC_AD13P_67 | AV35 |
| DDR4_DQS0_N | IO_L22N_T3U_N7_DBC_AD0N_66 | AH27 |
| DDR4_DQS0_P | IO_L22P_T3U_N6_DBC_AD0P_66 | AH26 |
| DDR4_DQS1_N | IO_L16N_T2U_N7_QBC_AD3N_66 | AJ25 |
| DDR4_DQS1_P | IO_L16P_T2U_N6_QBC_AD3P_66 | AH25 |
| DDR4_DQS2_N | IO_L10N_T1U_N7_QBC_AD4N_66 | AR27 |
| DDR4_DQS2_P | IO_L10P_T1U_N6_QBC_AD4P_66 | AR26 |
| DDR4_DQS3_N | IO_L4N_T0U_N7_DBC_AD7N_66 | AV25 |
| DDR4_DQS3_P | IO_L4P_T0U_N6_DBC_AD7P_66 | AU25 |
| DDR4_DQS4_N | IO_L22N_T3U_N7_DBC_AD0N_68 | AK38 |
| DDR4_DQS4_P | IO_L22P_T3U_N6_DBC_AD0P_68 | AK37 |
| DDR4_DQS5_N | IO_L16N_T2U_N7_QBC_AD3N_68 | AN36 |
| DDR4_DQS5_P | IO_L16P_T2U_N6_QBC_AD3P_68 | AN35 |
| DDR4_DQS6_N | IO_L10N_T1U_N7_QBC_AD4N_68 | AL31 |
| DDR4_DQS6_P | IO_L10P_T1U_N6_QBC_AD4P_68 | AK31 |
| DDR4_DQS7_N | IO_L4N_T0U_N7_DBC_AD7N_68 | AN31 |
| DDR4_DQS7_P | IO_L4P_T0U_N6_DBC_AD7P_68 | AN30 |
| DDR4_DQS8_N | IO_L4N_T0U_N7_DBC_AD7N_67 | AW30 |
| DDR4_DQS8_P | IO_L4P_T0U_N6_DBC_AD7P_67 | AV30 |
| DDR4_DQS9_N | IO_L10N_T1U_N7_QBC_AD4N_67 | AV33 |
| DDR4_DQS9_P | IO_L10P_T1U_N6_QBC_AD4P_67 | AV32 |
| DDR4_OTD | IO_L17N_T2U_N9_AD10N_67 | AR33 |
| DDR4_PAR | IO_L7N_T1L_N1_QBC_AD13N_67 | AV36 |
| DDR4_RAS_B | IO_L16N_T2U_N7_QBC_AD3N_67 | AP35 |
| DDR4_RST | IO_T2U_N12_68 | AH34 |
| DDR4_WE_B | IO_T2U_N12_67 | AP31 |
| DDR4_A0 | IO_L22N_T3U_N7_DBC_AD0N_67 | AV38 |
| DDR4_A1 | IO_L21P_T3L_N4_AD8P_67 | AR38 |
| DDR4_A2 | IO_L20N_T3L_N3_AD1N_67 | AV37 |
| DDR4_A3 | IO_L18N_T2U_N11_AD2N_67 | AR36 |
| DDR4_A4 | IO_L24N_T3U_N11_67 | AU39 |
| DDR4_A5 | IO_L23P_T3U_N8_67 | AP38 |
| DDR4_A6 | IO_L15N_T2L_N5_AD11N_67 | AT31 |
| DDR4_A7 | IO_L23N_T3U_N9_67 | AP39 |
| DDR4_A8 | IO_L1N_T0L_N1_DBC_67 | AV28 |
| DDR4_A9 | IO_L24P_T3U_N10_67 | AT39 |
| DDR4_A10 | IO_L22P_T3U_N6_DBC_AD0P_67 | AU38 |
| DDR4_A11 | IO_T3U_N12_67 | AW36 |
| DDR4_A12 | IO_L19P_T3L_N0_DBC_AD9P_67 | AR37 |
| DDR4_A13 | IO_L21N_T3L_N5_AD8N_67 | AR39 |
| DDR4_ACT_B | IO_L19N_T3L_N1_DBC_AD9N_67 | AT37 |
| DDR4_ALERT_B | IO_L13N_T2L_N1_GC_QBC_68 | AK34 |
| DDR4_BA0 | IO_T1U_N12_67 | AW33 |
| DDR4_BA1 | IO_L18P_T2U_N10_AD2P_67 | AP36 |
| DDR4_BG0 | IO_L15P_T2L_N4_AD11P_67 | AR31 |
| DDR4_CAS_B | IO_L16P_T2U_N6_QBC_AD3P_67 | AP34 |
| DDR4_CKE | IO_L20P_T3L_N2_AD1P_67 | AU37 |
| DDR4_CLK_N | IO_L13N_T2L_N1_GC_QBC_67 | AT34 |
| DDR4_CLK_P | IO_L13P_T2L_N0_GC_QBC_67 | AR34 |
| DDR4_CLKREF_N | IO_L14N_T2L_N3_GC_67 | AT32 |
| DDR4_CLKREF_P | IO_L14P_T2L_N2_GC_67 | AR32 |
| DDR4_CS_B | IO_L17P_T2U_N8_AD10P_67 | AP33 |
表 2.3.2-DDR4 SDRAM 引脚分配
2.4 QSPI Flash
核心板配有 2 片 64MB 大小的 Quad-SPI FLASH 芯片,型号为 MT25QU512ABB1EW9,它使用 1.8V CMOS 电压标准。由于 QSPI FLASH 的非易失特性,在使用中,它可以存储 FPGA 的配置 Bin 文件以及其它的用户数据文件。QSPI FLASH 的具体型号和相关参数见表所示。
| 位号 | 芯片类型 | 容量 | 厂家 |
| U10、U11 | MT25QU512ABB1EW9 | 512Mbit | Micron |
表 2.4.1-QSPI Flash 的型号和参数
QSPI FLASH 连接到 FPGA 芯片的的专用管脚上,其中时钟管脚连接到专用 BANK0 的 CLK0 上,数据管脚分别连接到 BANK0 和 BANK65 上。下图为 QSPI Flash 和 FPGA 芯片的连接示意图。

图 2.4.1-QSPI Flash 连接示意图
配置芯片引脚分配:
| 信号名称 | FPGA 引脚名 | FPGA 引脚号 |
| QSPI_CLK | CCLK_0 | AD23 |
| QSPI0_CS | RDWR_FCS_B_0 | AG22 |
| QSPI0_DQ0 | D00_MOSI_0 | AD25 |
| QSPI0_DQ1 | D01_DIN_0 | AD26 |
| QSPI0_DQ2 | D02_0 | AE22 |
| QSPI0_DQ3 | D03_0 | AE23 |
| QSPI1_CS | IO_L2N_T0L_N3_FWE_FCS2_B_65 | AV11 |
| QSPI1_DQ0 | IO_L22P_T3U_N6_DBC_AD0P_D04_65 | AM12 |
| QSPI1_DQ1 | IO_L22N_T3U_N7_DBC_AD0N_D05_65 | AN12 |
| QSPI1_DQ2 | IO_L21P_T3L_N4_AD8P_D06_65 | AR13 |
| QSPI1_DQ3 | IO_L21N_T3L_N5_AD8N_D07_65 | AR12 |
表 2.4.2-QSPI 引脚分配
2.5 时钟配置
核心板上为 FPGA 系统提供了 200MHz 的 2 路差分有源时钟。分别为 FPGA 逻辑部分提供差分时钟源。时钟电路设计的示意图如下图 2.5.1 所示:

图 2.5.1-核心板时钟源
FPGA 系统时钟源
板上提供了 2 个 200MHz 差分晶振,可为 DDR4 控制器及 FPGA 逻辑提供参考时钟。晶振输出连接到 FPGA BANK66 和 BANK94 的全局时钟上,这个全局时钟可以用来驱动 FPGA 内的 DDR4 控制器和用户逻辑电路。该时钟源的 FPGA 引脚分配如下表所示:
| 信号名称 | FPGA 引脚名 | FPGA 引脚 |
| B94_L5_P | IO_L5P_HDGC_94 | G12 |
| B94_L5_N | IO_L5N_HDGC_94 | G11 |
| DDR4_CLKREF_P | IO_L14P_T2L_N2_GC_67 | AR32 |
| DDR4_CLKREF_N | IO_L14N_T2L_N3_GC_67 | AT32 |
表 2.5.1-时钟引脚分配
2.6 LED 灯
ACKU15S 核心板上有 3 个红色 LED 灯,其中 1 个是电源指示灯(PWR1),1 个是配置 LED 灯(D1),还有一个用户指示灯(LED1)。核心板上电时指示灯会亮起;当 FPGA 配置程序后,配置 LED 灯会亮起。用户指示灯可用于自定义功能指示。LED 灯硬件连接的示意图如图 2.6.1 所示:

图 2.6.1-核心板 LED 灯硬件连接示意图
用户指示灯引脚分配:
| 信号名称 | FPGA 引脚名 | FPGA 引脚 |
| LED1 | IO_T1U_N12_66 | AT27 |
表 2.6.1-用户指示灯引脚分配
2.7 电源
ACKU15S 核心板供电电压为 +12V,通过连接底板供电。+12V 通过 DCDC 电源芯片 IS6608 产生 FPGA 核心电源,输出电流高达 60A,可满足核心电压的电流需求。+12V 电源再通过 3 个 DCDC 芯片:SGM61163 产生 VCCAUX,IS66066 产生 MGTAVCC,MGTAVTT 电源,给 FPGA 辅助电源和高速收发器供电。同时 +12V 电源再通过 DCDC 芯片 ETA1471 与 SGM61163 来产生 +1.2V,VCC1V8_FPGA、D3V3 电源给 DDR4、FPGA 的 BANK 及外设供电。另外 D3V3 通过 2 个 LDO 芯片 ETA5060 产生高速收发器的辅助电源和 FPGA 的 ADC 供电电源 +1.8V;DDR4 的 VTT 和 DDR2V5 电压由 TPS51200 和 ETA5050 产生。
因为 FPGA 的电源有上电顺序的要求,在电路设计中,我们已经按照芯片的电源要求设计,保证芯片的正常工作。板上的电源设计示意图如下图 2.7.1 所示:

图 2.7.1-原理图中电源接口部分
2.8 结构图

图 2.8.1-核心板正面图(Top View)
2.9 连接器管脚定义
核心板一共扩展出 4 个高速扩展口,使用 4 个 240Pin 的板对板连接器(J1~J4)和底板连接,核心板供电由 J3 连接器输入。其中 J2 连接扩展板可调电压 VCCIO_64 和 VCCIO_65,J3 连接扩展板 +12V 电源,J4 连接扩展板 VCCO_90_91_93_94,可通过扩展板更换 LDO 芯片或者通过 0Ω电阻选择可调电压。
J1 连接器的引脚分配
| J1 管脚 | 信号名称 | 引脚号 | J1 管脚 | 信号名称 | 引脚号 |
| A1 | B90_L10_N | B4 | B1 | B90_L12_N | A6 |
| A2 | B90_L10_P | B5 | B2 | B90_L12_P | B6 |
| A3 | B90_L8_N | C4 | B3 | B90_L11_N | A3 |
| A4 | B90_L8_P | C5 | B4 | B90_L11_P | A4 |
| A5 | GND | - | B5 | GND | - |
| A6 | B90_L9_N | B2 | B6 | B90_L7_N | C3 |
| A7 | B90_L9_P | C2 | B7 | B90_L7_P | D3 |
| A8 | B90_L4_N | E1 | B8 | B90_L6_N | D1 |
| A9 | B90_L4_P | F1 | B9 | B90_L6_P | D2 |
| A10 | GND | - | B10 | GND | - |
| A11 | B90_L5_N | D5 | B11 | B90_L3_N | F2 |
| A12 | B90_L5_P | D6 | B12 | B90_L3_P | F3 |
| A13 | B90_L1_N | E4 | B13 | B90_L2_N | E3 |
| A14 | B90_L1_P | E5 | B14 | B90_L2_P | F4 |
| A15 | GND | - | B15 | GND | - |
| A16 | B91_L11_N | A9 | B16 | B91_L9_N | A7 |
| A17 | B91_L11_P | B10 | B17 | B91_L9_P | B7 |
| A18 | B91_L12_N | A11 | B18 | B91_L10_N | A8 |
| A19 | B91_L12_P | B11 | B19 | B91_L10_P | B9 |
| A20 | GND | - | B20 | GND | - |
| A21 | B91_L7_N | C7 | B21 | B91_L5_N | D7 |
| A22 | B91_L7_P | C8 | B22 | B91_L5_P | D8 |
| A23 | B91_L3_N | E8 | B23 | B91_L1_N | E6 |
| A24 | B91_L3_P | F9 | B24 | B91_L1_P | F6 |
| A25 | GND | - | B25 | GND | - |
| A26 | B91_L8_N | C9 | B26 | B91_L2_N | F7 |
| A27 | B91_L8_P | C10 | B27 | B91_L2_P | F8 |
| A28 | B91_L6_N | D10 | B28 | B91_L4_N | E9 |
| A29 | B91_L6_P | D11 | B29 | B91_L4_P | E10 |
| A30 | GND | - | B30 | GND | - |
| A31 | B93_L12_N | K10 | B31 | B93_L10_N | K13 |
| A32 | B93_L12_P | K11 | B32 | B93_L10_P | L13 |
| A33 | B93_L7_N | L14 | B33 | B93_L11_N | L11 |
| A34 | B93_L7_P | M14 | B34 | B93_L11_P | L12 |
| A35 | GND | - | B35 | GND | - |
| A36 | B93_L9_N | M10 | B36 | B93_L8_N | M11 |
| A37 | B93_L9_P | N10 | B37 | B93_L8_P | M12 |
| A38 | B93_L3_N | P12 | B38 | B93_L4_N | P10 |
| A39 | B93_L3_P | P13 | B39 | B93_L4_P | P11 |
| A40 | GND | - | B40 | GND | - |
| A41 | B93_L6_N | N12 | B41 | B93_L2_N | R13 |
| A42 | B93_L6_P | N13 | B42 | B93_L2_P | R14 |
| A43 | B93_L5_N | N14 | B43 | B93_L1_N | P15 |
| A44 | B93_L5_P | N15 | B44 | B93_L1_P | R15 |
| A45 | GND | - | B45 | GND | - |
| A46 | GND | - | B46 | GND | - |
| A47 | MGT227_CLK0_P | AE12 | B47 | MGT227_CLK1_P | AD10 |
| A48 | MGT227_CLK0_N | AE11 | B48 | MGT227_CLK1_N | AD9 |
| A49 | GND | - | B49 | GND | - |
| A50 | MGT227_RX3_P | AD2 | B50 | MGT227_TX3_P | AD6 |
| A51 | MGT227_RX3_N | AD1 | B51 | MGT227_TX3_N | AD5 |
| A52 | GND | - | B52 | GND | - |
| A53 | MGT227_RX2_P | AE4 | B53 | MGT227_TX2_P | AE8 |
| A54 | MGT227_RX2_N | AE3 | B54 | MGT227_TX2_N | AE7 |
| A55 | GND | - | B55 | GND | - |
| A56 | MGT227_RX1_P | AF2 | B56 | MGT227_TX1_P | AF6 |
| A57 | MGT227_RX1_N | AF1 | B57 | MGT227_TX1_N | AF5 |
| A58 | GND | - | B58 | GND | - |
| A59 | MGT227_RX0_P | AG4 | B59 | MGT227_TX0_P | AG8 |
| A60 | MGT227_RX0_N | AG3 | B60 | MGT227_TX0_N | AG7 |
表 2.9.1-J1 连接器引脚分配
| J1 管脚 | 信号名称 | 引脚号 | J1 管脚 | 信号名称 | 引脚号 |
| C1 | MGT231_CLK0_P | U12 | D1 | MGT231_CLK1_P | T10 |
| C2 | MGT231_CLK0_N | U11 | D2 | MGT231_CLK1_N | T9 |
| C3 | GND | - | D3 | GND | - |
| C4 | MGT231_RX3_P | H2 | D4 | MGT231_TX3_P | H6 |
| C5 | MGT231_RX3_N | H1 | D5 | MGT231_TX3_N | H5 |
| C6 | GND | - | D6 | GND | - |
| C7 | MGT231_RX2_P | J4 | D7 | MGT231_TX2_P | J8 |
| C8 | MGT231_RX2_N | J3 | D8 | MGT231_TX2_N | J7 |
| C9 | GND | - | D9 | GND | - |
| C10 | MGT231_RX1_P | K2 | D10 | MGT231_TX1_P | K6 |
| C11 | MGT231_RX1_N | K1 | D11 | MGT231_TX1_N | K5 |
| C12 | GND | - | D12 | GND | - |
| C13 | MGT231_RX0_P | L4 | D13 | MGT231_TX0_P | L8 |
| C14 | MGT231_RX0_N | L3 | D14 | MGT231_TX0_N | L7 |
| C15 | GND | - | D15 | GND | - |
| C16 | MGT230_RX3_P | M2 | D16 | MGT230_TX3_P | M6 |
| C17 | MGT230_RX3_N | M1 | D17 | MGT230_TX3_N | M5 |
| C18 | GND | - | D18 | GND | - |
| C19 | MGT230_RX2_P | N4 | D19 | MGT230_TX2_P | N8 |
| C20 | MGT230_RX2_N | N3 | D20 | MGT230_TX2_N | N7 |
| C21 | GND | - | D21 | GND | - |
| C22 | MGT230_RX1_P | P2 | D22 | MGT230_TX1_P | P6 |
| C23 | MGT230_RX1_N | P1 | D23 | MGT230_TX1_N | P5 |
| C24 | GND | - | D24 | GND | - |
| C25 | MGT230_RX0_P | R4 | D25 | MGT230_TX0_P | R8 |
| C26 | MGT230_RX0_N | R3 | D26 | MGT230_TX0_N | R7 |
| C27 | GND | - | D27 | GND | - |
| C28 | MGT230_CLK1_P | V10 | D28 | MGT230_CLK0_P | W12 |
| C29 | MGT230_CLK1_N | V9 | D29 | MGT230_CLK0_N | W11 |
| C30 | GND | - | D30 | GND | - |
| C31 | MGT229_RX3_P | T2 | D31 | MGT229_TX3_P | T6 |
| C32 | MGT229_RX3_N | T1 | D32 | MGT229_TX3_N | T5 |
| C33 | GND | - | D33 | GND | - |
| C34 | MGT229_RX2_P | U4 | D34 | MGT229_TX2_P | U8 |
| C35 | MGT229_RX2_N | U3 | D35 | MGT229_TX2_N | U7 |
| C36 | GND | - | D36 | GND | - |
| C37 | MGT229_RX1_P | V2 | D37 | MGT229_TX1_P | V6 |
| C38 | MGT229_RX1_N | V1 | D38 | MGT229_TX1_N | V5 |
| C39 | GND | - | D39 | GND | - |
| C40 | MGT229_RX0_P | W4 | D40 | MGT229_TX0_P | W8 |
| C41 | MGT229_RX0_N | W3 | D41 | MGT229_TX0_N | W7 |
| C42 | GND | - | D42 | GND | - |
| C43 | MGT229_CLK1_P | Y10 | D43 | MGT229_CLK0_P | AA12 |
| C44 | MGT229_CLK1_N | Y9 | D44 | MGT229_CLK0_N | AA11 |
| C45 | GND | - | D45 | GND | - |
| C46 | GND | - | D46 | GND | - |
| C47 | MGT228_RX3_P | Y2 | D47 | MGT228_TX3_P | Y6 |
| C48 | MGT228_RX3_N | Y1 | D48 | MGT228_TX3_N | Y5 |
| C49 | GND | - | D49 | GND | - |
| C50 | MGT228_RX2_P | AA4 | D50 | MGT228_TX2_P | AA8 |
| C51 | MGT228_RX2_N | AA3 | D51 | MGT228_TX2_N | AA7 |
| C52 | GND | - | D52 | GND | - |
| C53 | MGT228_RX1_P | AB2 | D53 | MGT228_TX1_P | AB6 |
| C54 | MGT228_RX1_N | AB1 | D54 | MGT228_TX1_N | AB5 |
| C55 | GND | - | D55 | GND | - |
| C56 | MGT228_RX0_P | AC4 | D56 | MGT228_TX0_P | AC8 |
| C57 | MGT228_RX0_N | AC3 | D57 | MGT228_TX0_N | AC7 |
| C58 | GND | - | D58 | GND | - |
| C59 | MGT228_CLK0_P | AC12 | D59 | MGT228_CLK1_P | AB10 |
| C60 | MGT228_CLK0_N | AC11 | D60 | MGT228_CLK1_N | AB9 |
表 2.9.2-J1 连接器引脚分配
J2 连接器的引脚分配
| J2 管脚 | 信号名称 | 引脚号 | J2 管脚 | 信号名称 | 引脚号 |
| A1 | FPGA_VP_IN | W20 | B1 | FPGA_TDI | AG24 |
| A2 | FPGA_VN_IN | Y19 | B2 | FPGA_TDO | AG27 |
| A3 | GND | - | B3 | GND | - |
| A4 | B64_L1_P | AU22 | B4 | B64_L19_P | AH21 |
| A5 | B64_L1_N | AV22 | B5 | B64_L19_N | AJ21 |
| A6 | GND | - | B6 | GND | - |
| A7 | B64_L21_P | AJ20 | B7 | B64_L10_P | AK21 |
| A8 | B64_L21_N | AJ19 | B8 | B64_L10_N | AL21 |
| A9 | GND | - | B9 | GND | - |
| A10 | B64_L8_P | AL22 | B10 | B65_L17_P | AJ16 |
| A11 | B64_L8_N | AM22 | B11 | B65_L17_N | AJ15 |
| A12 | GND | - | B12 | GND | - |
| A13 | B65_L18_P | AK16 | B13 | B65_L16_P | AK17 |
| A14 | B65_L18_N | AL16 | B14 | B65_L16_N | AL17 |
| A15 | GND | - | B15 | GND | - |
| A16 | B65_L20_P | AN13 | B16 | B65_L14_P | AM15 |
| A17 | B65_L20_N | AP13 | B17 | B65_L14_N | AN15 |
| A18 | GND | - | B18 | GND | - |
| A19 | B65_L11_P | AR14 | B19 | B65_L10_P | AP16 |
| A20 | B65_L11_N | AT14 | B20 | B65_L10_N | AR16 |
| A21 | GND | - | B21 | GND | - |
| A22 | B65_L7_P | AV16 | B22 | B65_L8_P | AT15 |
| A23 | B65_L7_N | AW16 | B23 | B65_L8_N | AU15 |
| A24 | GND | - | B24 | GND | - |
| A25 | B65_L9_P | AV15 | B25 | B65_L6_P | AU14 |
| A26 | B65_L9_N | AW15 | B26 | B65_L6_N | AU13 |
| A27 | GND | - | B27 | GND | - |
| A28 | VCCIO_64 | AK20、AN19、AT8 | B28 | B65_T2U | AN16 |
| A29 | VCCIO_65 | AK15、AN14、AT13 | B29 | B65_T3U | AP10 |
| A30 | GND | - | B30 | GND | - |
| A31 | B65_L5_P | AV13 | B31 | B65_L3_P | AW14 |
| A32 | B65_L5_N | AV12 | B32 | B65_L3_N | AW13 |
| A33 | GND | - | B33 | GND | - |
| A34 | B65_L12_P | AP15 | B34 | B65_L24_P | AM14 |
| A35 | B65_L12_N | AP14 | B35 | B65_L24_N | AM13 |
| A36 | GND | - | B36 | GND | - |
| A37 | B65_L13_P | AL15 | B37 | B65_L15_P | AJ14 |
| A38 | B65_L13_N | AL14 | B38 | B65_L15_N | AK14 |
| A39 | GND | - | B39 | GND | - |
| A40 | B65_L1_P | AW11 | B40 | B65_L4_P | AU10 |
| A41 | B65_L1_N | AW10 | B41 | B65_L4_N | AV10 |
| A42 | GND | - | B42 | GND | - |
| A43 | B65_L19_P | AT12 | B43 | B65_L23_P | AP11 |
| A44 | B65_L19_N | AT11 | B44 | B65_L23_N | AR11 |
| A45 | GND | - | B45 | GND | - |
| A46 | GND | - | B46 | GND | - |
| A47 | MGT225_RX0_P | AR4 | B47 | MGT225_TX0_P | AR8 |
| A48 | MGT225_RX0_N | AR3 | B48 | MGT225_TX0_N | AR7 |
| A49 | GND | - | B49 | GND | - |
| A50 | MGT225_RX1_P | AP2 | B50 | MGT225_TX1_P | AP6 |
| A51 | MGT225_RX1_N | AP1 | B51 | MGT225_TX1_N | AP5 |
| A52 | GND | - | B52 | GND | - |
| A53 | MGT225_RX2_P | AN4 | B53 | MGT225_TX2_P | AN8 |
| A54 | MGT225_RX2_N | AN3 | B54 | MGT225_TX2_N | AN7 |
| A55 | GND | - | B55 | GND | - |
| A56 | MGT225_RX3_P | AM2 | B56 | MGT225_TX3_P | AM6 |
| A57 | MGT225_RX3_N | AM1 | B57 | MGT225_TX3_N | AM5 |
| A58 | GND | - | B58 | GND | - |
| A59 | MGT225_CLK0_P | AJ12 | B59 | MGT225_CLK1_P | AH10 |
| A60 | MGT225_CLK0_N | AJ11 | B60 | MGT225_CLK1_N | AH9 |
表 2.9.3-J2 连接器引脚分配
| J2 管脚 | 信号名称 | 引脚号 | J2 管脚 | 信号名称 | 引脚号 |
| C1 | FPGA_TMS | AD22 | D1 | B64_L9_P | AP21 |
| C2 | FPGA_TCK | AG23 | D2 | B64_L9_N | AP20 |
| C3 | GND | - | D3 | GND | - |
| C4 | B64_L5_P | AT22 | D4 | B64_L7_P | AR22 |
| C5 | B64_L5_N | AT21 | D5 | B64_L7_N | AR21 |
| C6 | GND | - | D6 | GND | - |
| C7 | B64_L3_P | AV21 | D7 | B64_L15_P | AT20 |
| C8 | B64_L3_N | AW21 | D8 | B64_L15_N | AT19 |
| C9 | GND | - | D9 | GND | - |
| C10 | B64_L12_P | AL20 | D10 | B64_L2_P | AU20 |
| C11 | B64_L12_N | AM20 | D11 | B64_L2_N | AV20 |
| C12 | GND | - | D12 | GND | - |
| C13 | B64_L11_P | AN21 | D13 | B64_L17_P | AU19 |
| C14 | B64_L11_N | AN20 | D14 | B64_L17_N | AU18 |
| C15 | GND | - | D15 | GND | - |
| C16 | B64_L20_P | AL19 | D16 | B64_L4_P | AW20 |
| C17 | B64_L20_N | AM19 | D17 | B64_L4_N | AW19 |
| C18 | GND | - | D18 | GND | - |
| C19 | B64_L13_P | AP19 | D19 | B64_L6_P | AV18 |
| C20 | B64_L13_N | AR19 | D20 | B64_L6_N | AW18 |
| C21 | GND | - | D21 | GND | - |
| C22 | B64_L14_P | AN18 | D22 | B64_L16_P | AT17 |
| C23 | B64_L14_N | AP18 | D23 | B64_L16_N | AU17 |
| C24 | GND | - | D24 | GND | - |
| C25 | B64_L24_P | AM18 | D25 | B64_L18_P | AR18 |
| C26 | B64_L24_N | AM17 | D26 | B64_L18_N | AR17 |
| C27 | GND | - | D27 | GND | - |
| C28 | B64_L22_P | AK19 | D28 | B64_L23_P | AH18 |
| C29 | B64_L22_N | AK18 | D29 | B64_L23_N | AJ18 |
| C30 | GND | - | D30 | GND | - |
| C31 | GND | - | D31 | GND | - |
| C32 | MGT224_CLK0_P | AM10 | D32 | MGT224_CLK1_P | AK10 |
| C33 | MGT224_CLK0_N | AM9 | D33 | MGT224_CLK1_N | AK9 |
| C34 | GND | - | D34 | GND | - |
| C35 | MGT224_RX3_P | AT2 | D35 | MGT224_TX3_P | AT6 |
| C36 | MGT224_RX3_N | AT1 | D36 | MGT224_TX3_N | AT5 |
| C37 | GND | - | D37 | GND | - |
| C38 | MGT224_RX2_P | AU4 | D38 | MGT224_TX2_P | AU8 |
| C39 | MGT224_RX2_N | AU3 | D39 | MGT224_TX2_N | AU7 |
| C40 | GND | - | D40 | GND | - |
| C41 | MGT224_RX0_P | AW4 | D41 | MGT224_TX0_P | AW8 |
| C42 | MGT224_RX0_N | AW3 | D42 | MGT224_TX0_N | AW7 |
| C43 | GND | - | D43 | GND | - |
| C44 | MGT224_RX1_P | AV2 | D44 | MGT224_TX1_P | AV6 |
| C45 | MGT224_RX1_N | AV1 | D45 | MGT224_TX1_N | AV5 |
| C46 | GND | - | D46 | GND | - |
| C47 | MGT226_CLK0_P | AG12 | D47 | MGT226_CLK1_P | AF10 |
| C48 | MGT226_CLK0_N | AG11 | D48 | MGT226_CLK1_N | AF9 |
| C49 | GND | - | D49 | GND | - |
| C50 | MGT226_RX0_P | AL4 | D50 | MGT226_TX0_P | AL8 |
| C51 | MGT226_RX0_N | AL3 | D51 | MGT226_TX0_N | AL7 |
| C52 | GND | - | D52 | GND | - |
| C53 | MGT226_RX1_P | AK2 | D53 | MGT226_TX1_P | AK6 |
| C54 | MGT226_RX1_N | AK1 | D54 | MGT226_TX1_N | AK5 |
| C55 | GND | - | D55 | GND | - |
| C56 | MGT226_RX2_P | AJ4 | D56 | MGT226_TX2_P | AJ8 |
| C57 | MGT226_RX2_N | AJ3 | D57 | MGT226_TX2_N | AJ7 |
| C58 | GND | - | D58 | GND | - |
| C59 | MGT226_RX3_P | AH2 | D59 | MGT226_TX3_P | AH6 |
| C60 | MGT226_RX3_N | AH1 | D60 | MGT226_TX3_N | AH5 |
表 2.9.4-J2 连接器引脚分配
J3 连接器的引脚分配
| J3 管脚 | 信号名称 | 引脚号 | J3 管脚 | 信号名称 | 引脚号 |
| A1 | +12V | - | B1 | +12V | - |
| A2 | +12V | - | B2 | +12V | - |
| A3 | GND | - | B3 | GND | - |
| A4 | FMC1_VREF_A_M2C_1 | M27 | B4 | VCCIO_71 | B18、E17、H16 |
| A5 | VCCAUX_PG | - | B5 | FMC1_VREF_A_M2C_2 | M24 |
| A6 | GND | - | B6 | GND | - |
| A7 | MGT131_RX3_P | J38 | B7 | MGT131_TX3_P | E33 |
| A8 | MGT131_RX3_N | J39 | B8 | MGT131_TX3_N | E34 |
| A9 | GND | - | B9 | GND | - |
| A10 | MGT131_RX2_P | K36 | B10 | MGT131_TX2_P | F35 |
| A11 | MGT131_RX2_N | K37 | B11 | MGT131_TX2_N | F36 |
| A12 | GND | - | B12 | GND | - |
| A13 | MGT131_RX1_P | L38 | B13 | MGT131_TX1_P | G33 |
| A14 | MGT131_RX1_N | L39 | B14 | MGT131_TX1_N | G34 |
| A15 | GND | - | B15 | GND | - |
| A16 | MGT131_RX0_P | M36 | B16 | MGT131_TX0_P | J33 |
| A17 | MGT131_RX0_N | M37 | B17 | MGT131_TX0_N | J34 |
| A18 | GND | - | B18 | GND | - |
| A19 | MGT131_CLK0_P | T27 | B19 | MGT131_CLK1_P | R29 |
| A20 | MGT131_CLK0_N | T28 | B20 | MGT131_CLK1_N | R30 |
| A21 | GND | - | B21 | GND | - |
| A22 | MGT129_RX3_P | U38 | B22 | MGT129_TX3_P | R33 |
| A23 | MGT129_RX3_N | U39 | B23 | MGT129_TX3_N | R34 |
| A24 | GND | - | B24 | GND | - |
| A25 | MGT129_RX2_P | V36 | B25 | MGT129_TX2_P | T31 |
| A26 | MGT129_RX2_N | V37 | B26 | MGT129_TX2_N | T32 |
| A27 | GND | - | B27 | GND | - |
| A28 | MGT129_RX1_P | W38 | B28 | MGT129_TX1_P | U33 |
| A29 | MGT129_RX1_N | W39 | B29 | MGT129_TX1_N | U34 |
| A30 | GND | - | B30 | GND | - |
| A31 | MGT129_RX0_P | Y36 | B31 | MGT129_TX0_P | V31 |
| A32 | MGT129_RX0_N | Y37 | B32 | MGT129_TX0_N | V32 |
| A33 | GND | - | B33 | GND | - |
| A34 | MGT129_CLK0_P | Y27 | B34 | MGT129_CLK1_P | W29 |
| A35 | MGT129_CLK0_N | Y28 | B35 | MGT129_CLK1_N | W30 |
| A36 | GND | - | B36 | GND | - |
| A37 | MGT127_CLK0_P | AE29 | B37 | MGT127_CLK1_P | AC29 |
| A38 | MGT127_CLK0_N | AE30 | B38 | MGT127_CLK1_N | AC30 |
| A39 | GND | - | B39 | GND | - |
| A40 | MGT127_RX3_P | AE38 | B40 | MGT127_TX3_P | AC33 |
| A41 | MGT127_RX3_N | AE39 | B41 | MGT127_TX3_N | AC34 |
| A42 | GND | - | B42 | GND | - |
| A43 | MGT127_RX2_P | AF36 | B43 | MGT127_TX2_P | AD31 |
| A44 | MGT127_RX2_N | AF37 | B44 | MGT127_TX2_N | AD32 |
| A45 | GND | - | B45 | GND | - |
| A46 | MGT127_RX1_P | AG38 | B46 | MGT127_TX1_P | AE33 |
| A47 | MGT127_RX1_N | AG39 | B47 | MGT127_TX1_N | AE34 |
| A48 | GND | - | B48 | GND | - |
| A49 | MGT127_RX0_P | AH36 | B49 | MGT127_TX0_P | AF31 |
| A50 | MGT127_RX0_N | AH37 | B50 | MGT127_TX0_N | AF32 |
| A51 | GND | - | B51 | GND | - |
| A52 | FMC2_VREF_A_M2C_1 | AH20 | B52 | SELECTMAP_DATA6 | AR13 |
| A53 | FMC2_VREF_A_M2C_2 | AH16 | B53 | SELECTMAP_DATA7 | AR12 |
| A54 | GND | - | B54 | GND | - |
| A55 | SELECTMAP_DATA0 | AD25 | B55 | SELECTMAP_DATA3 | AE23 |
| A56 | SELECTMAP_DATA1 | AD26 | B56 | SELECTMAP_DATA5 | AN12 |
| A57 | GND | - | B57 | GND | - |
| A58 | NC | - | B58 | SELECTMAP_DATA4 | AM12 |
| A59 | NC | - | B59 | SELECTMAP_DATA2 | AE22 |
| A60 | GND | - | B60 | GND | - |
表 2.9.5-J3 连接器引脚分配
| J3 管脚 | 信号名称 | 引脚号 | J3 管脚 | 信号名称 | 引脚号 |
| C1 | +12V | - | D1 | +12V | - |
| C2 | +12V | - | D2 | +12V | - |
| C3 | GND | - | D3 | GND | - |
| C4 | VCCIO_70 | B23、E22、H21 | D4 | VCCIO_69 | B28、E27、H26 |
| C5 | FMC1_VREF_A_M2C_3 | M17 | D5 | NC | - |
| C6 | GND | - | D6 | GND | - |
| C7 | MGT132_RX3_P | C38 | D7 | MGT132_TX3_P | A33 |
| C8 | MGT132_RX3_N | C39 | D8 | MGT132_TX3_N | A34 |
| C9 | GND | - | D9 | GND | - |
| C10 | MGT132_RX2_P | E38 | D10 | MGT132_TX2_P | B35 |
| C11 | MGT132_RX2_N | E39 | D11 | MGT132_TX2_N | B36 |
| C12 | GND | - | D12 | GND | - |
| C13 | MGT132_RX1_P | G38 | D13 | MGT132_TX1_P | C33 |
| C14 | MGT132_RX1_N | G39 | D14 | MGT132_TX1_N | C34 |
| C15 | GND | - | D15 | GND | - |
| C16 | MGT132_RX0_P | H36 | D16 | MGT132_TX0_P | D35 |
| C17 | MGT132_RX0_N | H37 | D17 | MGT132_TX0_N | D36 |
| C18 | GND | - | D18 | GND | - |
| C19 | MGT132_CLK0_P | P27 | D19 | MGT132_CLK1_P | N29 |
| C20 | MGT132_CLK0_N | P28 | D20 | MGT132_CLK1_N | N30 |
| C21 | GND | - | D21 | GND | - |
| C22 | MGT130_RX3_P | N38 | D22 | MGT130_TX3_P | L33 |
| C23 | MGT130_RX3_N | N39 | D23 | MGT130_TX3_N | L34 |
| C24 | GND | - | D24 | GND | - |
| C25 | MGT130_RX2_P | P36 | D25 | MGT130_TX2_P | M31 |
| C26 | MGT130_RX2_N | P37 | D26 | MGT130_TX2_N | M32 |
| C27 | GND | - | D27 | GND | - |
| C28 | MGT130_RX1_P | R38 | D28 | MGT130_TX1_P | N33 |
| C29 | MGT130_RX1_N | R39 | D29 | MGT130_TX1_N | N34 |
| C30 | GND | - | D30 | GND | - |
| C31 | MGT130_RX0_P | T36 | D31 | MGT130_TX0_P | P31 |
| C32 | MGT130_RX0_N | T37 | D32 | MGT130_TX0_N | P32 |
| C33 | GND | - | D33 | GND | - |
| C34 | MGT130_CLK0_P | V27 | D34 | MGT130_CLK1_P | U29 |
| C35 | MGT130_CLK0_N | V28 | D35 | MGT130_CLK1_N | U30 |
| C36 | GND | - | D36 | GND | - |
| C37 | MGT128_CLK0_P | AB27 | D37 | MGT128_CLK1_P | AA29 |
| C38 | MGT128_CLK0_N | AB28 | D38 | MGT128_CLK1_N | AA30 |
| C39 | GND | - | D39 | GND | - |
| C40 | MGT128_RX3_P | AA38 | D40 | MGT128_TX3_P | W33 |
| C41 | MGT128_RX3_N | AA39 | D41 | MGT128_TX3_N | W34 |
| C42 | GND | - | D42 | GND | - |
| C43 | MGT128_RX2_P | AB36 | D43 | MGT128_TX2_P | Y31 |
| C44 | MGT128_RX2_N | AB37 | D44 | MGT128_TX2_N | Y32 |
| C45 | GND | - | D45 | GND | - |
| C46 | MGT128_RX1_P | AC38 | D46 | MGT128_TX1_P | AA33 |
| C47 | MGT128_RX1_N | AC39 | D47 | MGT128_TX1_N | AA34 |
| C48 | GND | - | D48 | GND | - |
| C49 | MGT128_RX0_P | AD36 | D49 | MGT128_TX0_P | AB31 |
| C50 | MGT128_RX0_N | AD37 | D50 | MGT128_TX0_N | AB32 |
| C51 | GND | - | D51 | GND | - |
| C52 | SELECTMAP_DONE | AE24 | D52 | BOOT_M0 | AE27 |
| C53 | SELECTMAP_INIT_B | AE26 | D53 | BOOT_M1 | AF22 |
| C54 | GND | - | D54 | GND | - |
| C55 | NC | - | D55 | BOOT_M2 | AF24 |
| C56 | SELECTMAP_CCLK | AD23 | D56 | NC | - |
| C57 | GND | - | D57 | GND | - |
| C58 | SELECTMAP_WR | AG22 | D58 | NC | - |
| C59 | SELECTMAP_PROGRAM_B | AF26 | D59 | NC | - |
| C60 | GND | - | D60 | GND | - |
表 2.9.6-J3 连接器引脚分配
J4 连接器的引脚分配
| J4 管脚 | 信号名称 | 脚号 | J4 管脚 | 信号名称 | 引脚号 |
| A1 | VCCO_90_91_93_94 | E2、F5、B8、F10、K12、N11、B13、G13 | B1 | POWER_SCL | - |
| A2 | GND | - | B2 | GND | - |
| A3 | B94_L9_N | C12 | B3 | B94_L6_N | E11 |
| A4 | B94_L9_P | D12 | B4 | B94_L6_P | F11 |
| A5 | B94_L8_N | D13 | B5 | B94_L7_N | F12 |
| A6 | B94_L8_P | E13 | B6 | B94_L7_P | F13 |
| A7 | GND | - | B7 | GND | - |
| A8 | B71_L1_N | M15 | B8 | B71_L10_N | F14 |
| A9 | B71_L1_P | M16 | B9 | B71_L10_P | G15 |
| A10 | GND | - | B10 | GND | - |
| A11 | B71_L18_N | D15 | B11 | B71_L4_N | L16 |
| A12 | B71_L18_P | D16 | B12 | B71_L4_P | L17 |
| A13 | GND | - | B13 | GND | - |
| A14 | B71_L6_N | K14 | B14 | B71_L5_N | J16 |
| A15 | B71_L6_P | K15 | B15 | B71_L5_P | K16 |
| A16 | GND | - | B16 | GND | - |
| A17 | B71_L14_N | F16 | B17 | B71_L11_N | G16 |
| A18 | B71_L14_P | F17 | B18 | B71_L11_P | G17 |
| A19 | GND | - | B19 | GND | - |
| A20 | B70_L11_N | F21 | B20 | B70_L20_N | B20 |
| A21 | B70_L11_P | G21 | B21 | B70_L20_P | C20 |
| A22 | GND | - | B22 | GND | - |
| A23 | B70_L2_N | M20 | B23 | B70_L18_N | D20 |
| A24 | B70_L2_P | M19 | B24 | B70_L18_P | E20 |
| A25 | GND | - | B25 | GND | - |
| A26 | B70_L6_N | K21 | B26 | B70_L1_N | M22 |
| A27 | B70_L6_P | K20 | B27 | B70_L1_P | M21 |
| A28 | GND | - | B28 | GND | - |
| A29 | B70_L7_N | H22 | B29 | B70_L8_N | J21 |
| A30 | B70_L7_P | J22 | B30 | B70_L8_P | J20 |
| A31 | GND | - | B31 | GND | - |
| A32 | B70_L4_N | L22 | B32 | B70_L17_N | D21 |
| A33 | B70_L4_P | L21 | B33 | B70_L17_P | E21 |
| A34 | GND | - | B34 | GND | - |
| A35 | B70_L3_N | L24 | B35 | B70_L16_N | D23 |
| A36 | B70_L3_P | L23 | B36 | B70_L16_P | D22 |
| A37 | GND | - | B37 | GND | - |
| A38 | B70_L14_N | E24 | B38 | B70_L15_N | D25 |
| A39 | B70_L14_P | E23 | B39 | B70_L15_P | E25 |
| A40 | GND | - | B40 | GND | - |
| A41 | B70_L13_N | F24 | B41 | B70_L9_N | G24 |
| A42 | B70_L13_P | F23 | B42 | B70_L9_P | H24 |
| A43 | GND | - | B43 | GND | - |
| A44 | B69_L3_N | L27 | B44 | B69_L1_N | M26 |
| A45 | B69_L3_P | L26 | B45 | B69_L1_P | M25 |
| A46 | GND | - | B46 | GND | - |
| A47 | B69_L5_N | J26 | B47 | B69_L4_N | H25 |
| A48 | B69_L5_P | K26 | B48 | B69_L4_P | J25 |
| A49 | GND | - | B49 | GND | - |
| A50 | B69_L2_N | H27 | B50 | B69_L11_N | F27 |
| A51 | B69_L2_P | J27 | B51 | B69_L11_P | G27 |
| A52 | GND | - | B52 | GND | - |
| A53 | B69_L24_N | A29 | B53 | B69_L9_N | H28 |
| A54 | B69_L24_P | A28 | B54 | B69_L9_P | J28 |
| A55 | GND | - | B55 | GND | - |
| A56 | B69_L16_N | D30 | B56 | B69_L8_N | H30 |
| A57 | B69_L16_P | E30 | B57 | B69_L8_P | H29 |
| A58 | GND | - | B58 | GND | - |
| A59 | B69_L15_N | D31 | B59 | B69_L7_N | J31 |
| A60 | B69_L15_P | E31 | B60 | B69_L7_P | J30 |
表 2.9.7-J4 连接器引脚分配
| J4 管脚 | 信号名称 | 引脚号 | J4 管脚 | 信号名称 | 引脚号 |
| C1 | POWER_SDA | - | D1 | POWER_ALT | - |
| C2 | GND | - | D2 | GND | - |
| C3 | B94_L4_N | G10 | D3 | B94_L2_N | J10 |
| C4 | B94_L4_P | H10 | D4 | B94_L2_P | J11 |
| C5 | B94_L1_N | J12 | D5 | B94_L3_N | H12 |
| C6 | B94_L1_P | J13 | D6 | B94_L3_P | H13 |
| C7 | GND | - | D7 | GND | - |
| C8 | B71_L16_N | E15 | D8 | B71_L24_N | A16 |
| C9 | B71_L16_P | E16 | D9 | B71_L24_P | B17 |
| C10 | GND | - | D10 | GND | - |
| C11 | B71_L20_N | C14 | D11 | B71_L23_N | A17 |
| C12 | B71_L20_P | C15 | D12 | B71_L23_P | A18 |
| C13 | GND | - | D13 | GND | - |
| C14 | B71_L22_N | B15 | D14 | B71_L9_N | G14 |
| C15 | B71_L22_P | B16 | D15 | B71_L9_P | H14 |
| C16 | GND | - | D16 | GND | - |
| C17 | B71_L7_N | H15 | D17 | B71_L8_N | H17 |
| C18 | B71_L7_P | J15 | D18 | B71_L8_P | H18 |
| C19 | GND | - | D19 | GND | - |
| C20 | B71_L13_N | F18 | D20 | B71_L12_N | G19 |
| C21 | B71_L13_P | F19 | D21 | B71_L12_P | H19 |
| C22 | GND | - | D22 | GND | - |
| C23 | B71_L3_N | K18 | D23 | B71_L19_N | C17 |
| C24 | B71_L3_P | L18 | D24 | B71_L19_P | C18 |
| C25 | GND | - | D25 | GND | - |
| C26 | B71_L21_N | A19 | D26 | B71_L17_N | D17 |
| C27 | B71_L21_P | B19 | D27 | B71_L17_P | D18 |
| C28 | GND | - | D28 | GND | - |
| C29 | B71_L2_N | K19 | D29 | B71_L15_N | E18 |
| C30 | B71_L2_P | L19 | D30 | B71_L15_P | E19 |
| C31 | GND | - | D31 | GND | - |
| C32 | B70_L10_N | G20 | D32 | B70_L21_N | A21 |
| C33 | B70_L10_P | H20 | D33 | B70_L21_P | B21 |
| C34 | GND | - | D34 | GND | - |
| C35 | B70_L12_N | F22 | D35 | B70_L22_N | A22 |
| C36 | B70_L12_P | G22 | D36 | B70_L22_P | B22 |
| C37 | GND | - | D37 | GND | - |
| C38 | B70_L24_N | A24 | D38 | B70_L5_N | K24 |
| C39 | B70_L24_P | A23 | D39 | B70_L5_P | K23 |
| C40 | GND | - | D40 | GND | - |
| C41 | B70_L19_N | C23 | D41 | B70_L23_N | B25 |
| C42 | B70_L19_P | C22 | D42 | B70_L23_P | B24 |
| C43 | GND | - | D43 | GND | - |
| C44 | B69_L6_N | G26 | D44 | B69_L13_N | F29 |
| C45 | B69_L6_P | G25 | D45 | B69_L13_P | F28 |
| C46 | GND | - | D46 | GND | - |
| C47 | B69_L17_N | D26 | D47 | B69_L14_N | E29 |
| C48 | B69_L17_P | E26 | D48 | B69_L14_P | E28 |
| C49 | GND | - | D49 | GND | - |
| C50 | B69_L18_N | D28 | D50 | B69_L22_N | A27 |
| C51 | B69_L18_P | D27 | D51 | B69_L22_P | B27 |
| C52 | GND | - | D52 | GND | - |
| C53 | B69_L20_N | C28 | D53 | B69_L19_N | B29 |
| C54 | B69_L20_P | C27 | D54 | B69_L19_P | C29 |
| C55 | GND | - | D55 | GND | - |
| C56 | B69_L12_N | G30 | D56 | B69_L23_N | A26 |
| C57 | B69_L12_P | G29 | D57 | B69_L23_P | B26 |
| C58 | GND | - | D58 | GND | - |
| C59 | B69_L10_N | F31 | D59 | B69_L21_N | A31 |
| C60 | B69_L10_P | G31 | D60 | B69_L21_P | B31 |
表 2.9.8-J4 连接器引脚分配
第三章 扩展板
扩展板
3.1 简介
通过前面的功能简介,我们可以了解到扩展板部分的功能
PCIe3.0 x16 接口
1 路千兆网接口
2 路 FMC HPC 接口
2 路 MIPI 输入接口
USB Uart 接口
Micro SD 卡座
1 路 SATA 接口
40 针扩展口
JTAG 调试口
LED 灯
按键
3.2 PCIe 插槽
AXKU15S 扩展板上有一个 PCIe x16 的接口,支持 PCIe Gen3.0 协议,16 对收发器连接到 PCIEx16 的金手指上进行数据通信。
PCIe 接口的收发信号直接跟 FPGA BANK228~231 收发器相连接,16 路 TX 信号和 RX 信号都是以差分信号方式连接到 FPGA 的收发器上,单通道通信速率可高达 8Gbps。
开发板的 PCIe 接口的设计示意图如下图所示,其中 TX 发送信号用 AC 耦合模式连接。

图 3.2.1- PCIe 插槽设计示意图
PCIe x16 接口 FPGA 引脚分配如下:
| 信号名称 | FPGA 引脚名 | 引脚号 | 备注 |
| PCIE_RX0_P | MGT231_RX3_P | H2 | PCIE 通道 0 数据接收正 |
| PCIE_RX0_N | MGT231_RX3_N | H1 | PCIE 通道 0 数据接收负 |
| PCIE_RX1_P | MGT231_RX2_P | J4 | PCIE 通道 1 数据接收正 |
| PCIE_RX1_N | MGT231_RX2_N | J3 | PCIE 通道 1 数据接收负 |
| PCIE_RX2_P | MGT231_RX1_P | K2 | PCIE 通道 2 数据接收正 |
| PCIE_RX2_N | MGT231_RX1_N | K1 | PCIE 通道 2 数据接收负 |
| PCIE_RX3_P | MGT231_RX0_P | L4 | PCIE 通道 3 数据接收正 |
| PCIE_RX3_N | MGT231_RX0_N | L3 | PCIE 通道 3 数据接收负 |
| PCIE_RX4_P | MGT230_RX3_P | M2 | PCIE 通道 4 数据接收正 |
| PCIE_RX4_N | MGT230_RX3_N | M1 | PCIE 通道 4 数据接收负 |
| PCIE_RX5_P | MGT230_RX2_P | N4 | PCIE 通道 5 数据接收正 |
| PCIE_RX5_N | MGT230_RX2_N | N3 | PCIE 通道 5 数据接收负 |
| PCIE_RX6_P | MGT230_RX1_P | P2 | PCIE 通道 6 数据接收正 |
| PCIE_RX6_N | MGT230_RX1_N | P1 | PCIE 通道 6 数据接收负 |
| PCIE_RX7_P | MGT230_RX0_P | R4 | PCIE 通道 7 数据接收正 |
| PCIE_RX7_N | MGT230_RX0_N | R3 | PCIE 通道 7 数据接收负 |
| PCIE_RX8_P | MGT229_RX3_P | T2 | PCIE 通道 8 数据接收正 |
| PCIE_RX8_N | MGT229_RX3_N | T1 | PCIE 通道 8 数据接收负 |
| PCIE_RX9_P | MGT229_RX2_P | U4 | PCIE 通道 9 数据接收正 |
| PCIE_RX9_N | MGT229_RX2_N | U3 | PCIE 通道 9 数据接收负 |
| PCIE_RX10_P | MGT229_RX1_P | V2 | PCIE 通道 10 数据接收正 |
| PCIE_RX10_N | MGT229_RX1_N | V1 | PCIE 通道 10 数据接收负 |
| PCIE_RX11_P | MGT229_RX0_P | W4 | PCIE 通道 11 数据接收正 |
| PCIE_RX11_N | MGT229_RX0_N | W3 | PCIE 通道 11 数据接收负 |
| PCIE_RX12_P | MGT228_RX3_P | Y2 | PCIE 通道 12 数据接收正 |
| PCIE_RX12_N | MGT228_RX3_N | Y1 | PCIE 通道 12 数据接收负 |
| PCIE_RX13_P | MGT228_RX2_P | AA4 | PCIE 通道 13 数据接收正 |
| PCIE_RX13_N | MGT228_RX2_N | AA3 | PCIE 通道 13 数据接收负 |
| PCIE_RX14_P | MGT228_RX1_P | AB2 | PCIE 通道 14 数据接收正 |
| PCIE_RX14_N | MGT228_RX1_N | AB1 | PCIE 通道 14 数据接收负 |
| PCIE_RX15_P | MGT228_RX0_P | AC4 | PCIE 通道 15 数据接收正 |
| PCIE_RX15_N | MGT228_RX0_N | AC3 | PCIE 通道 15 数据接收负 |
| PCIE_TX0_P | MGT231_TX3_P | H6 | PCIE 通道 0 数据发送正 |
| PCIE_TX0_N | MGT231_TX3_N | H5 | PCIE 通道 0 数据发送负 |
| PCIE_TX1_P | MGT231_TX2_P | J8 | PCIE 通道 1 数据发送正 |
| PCIE_TX1_N | MGT231_TX2_N | J7 | PCIE 通道 1 数据发送负 |
| PCIE_TX2_P | MGT231_TX1_P | K6 | PCIE 通道 2 数据发送正 |
| PCIE_TX2_N | MGT231_TX1_N | K5 | PCIE 通道 2 数据发送负 |
| PCIE_TX3_P | MGT231_TX0_P | L8 | PCIE 通道 3 数据发送正 |
| PCIE_TX3_N | MGT231_TX0_N | L7 | PCIE 通道 3 数据发送负 |
| PCIE_TX4_P | MGT230_TX3_P | M6 | PCIE 通道 4 数据发送正 |
| PCIE_TX4_N | MGT230_TX3_N | M5 | PCIE 通道 4 数据发送负 |
| PCIE_TX5_P | MGT230_TX2_P | N8 | PCIE 通道 5 数据发送正 |
| PCIE_TX5_N | MGT230_TX2_N | N7 | PCIE 通道 5 数据发送负 |
| PCIE_TX6_P | MGT230_TX1_P | P6 | PCIE 通道 6 数据发送正 |
| PCIE_TX6_N | MGT230_TX1_N | P5 | PCIE 通道 6 数据发送负 |
| PCIE_TX7_P | MGT230_TX0_P | R8 | PCIE 通道 7 数据发送正 |
| PCIE_TX7_N | MGT230_TX0_N | R7 | PCIE 通道 7 数据发送负 |
| PCIE_TX8_P | MGT229_TX3_P | T6 | PCIE 通道 8 数据发送正 |
| PCIE_TX8_N | MGT229_TX3_N | T5 | PCIE 通道 8 数据发送负 |
| PCIE_TX9_P | MGT229_TX2_P | U8 | PCIE 通道 9 数据发送正 |
| PCIE_TX9_N | MGT229_TX2_N | U7 | PCIE 通道 9 数据发送负 |
| PCIE_TX10_P | MGT229_TX1_P | V6 | PCIE 通道 10 数据发送正 |
| PCIE_TX10_N | MGT229_TX1_N | V5 | PCIE 通道 10 数据发送负 |
| PCIE_TX11_P | MGT229_TX0_P | W8 | PCIE 通道 11 数据发送正 |
| PCIE_TX11_N | MGT229_TX0_N | W7 | PCIE 通道 11 数据发送负 |
| PCIE_TX12_P | MGT228_TX3_P | Y6 | PCIE 通道 12 数据发送正 |
| PCIE_TX12_N | MGT228_TX3_N | Y5 | PCIE 通道 12 数据发送负 |
| PCIE_TX13_P | MGT228_TX2_P | AA8 | PCIE 通道 13 数据发送正 |
| PCIE_TX13_N | MGT228_TX2_N | AA7 | PCIE 通道 13 数据发送负 |
| PCIE_TX14_P | MGT228_TX1_P | AB6 | PCIE 通道 14 数据发送正 |
| PCIE_TX14_N | MGT228_TX1_N | AB5 | PCIE 通道 14 数据发送负 |
| PCIE_TX15_P | MGT228_TX0_P | AC8 | PCIE 通道 15 数据发送正 |
| PCIE_TX15_N | MGT228_TX0_N | AC7 | PCIE 通道 15 数据发送负 |
| PCIE_CLK_P | MGT229_CLK0_P | AA12 | PCIE 通道参考时钟正 |
| PCIE_CLK_N | MGT229_CLK0_N | AA11 | PCIE 通道参考时钟负 |
| FPGA_PCIE_PERST_n | B65_T3U | AP10 | PCIE 复位信号 |
表 3.2.1-PCIe x16 引脚分配
3.3 千兆网接口
开发板上通过一片 JL2121D 以太网 PHY 芯片为用户提供网络通信服务。以太网 PHY 芯片是连接到 FPGA 的 IO 接口上。JL2121D 芯片支持 10/100/1000 Mbps 网络传输速率,通过 RGMII 接口跟 FPGA 进行数据通信。JL2121D 芯片支持MDI/MDX 自适应,各种速度自适应,Master/Slave 自适应,支持 MDIO 总线进行 PHY 的寄存器管理。
JL2121D 上电会检测一些特定的 IO 的电平状态,从而确定自己的工作模式。下表描述了 GPHY 芯片上电之后的默认设定信息。
| 配置 Pin 脚 | 说明 | 配置值 |
| RXD3_ADR0 RXC_ADR1 RXCTL_ADR2 | MDIO/MDC 模式的 PHY 地址 | PHY Address 为 001 |
| RXD1_TXDLY | TX 时钟 2ns 延时 | 延时 |
| RXD0_RXDLY | RX 时钟 2ns 延时 | 延时 |
表 3.3.1-GPHY 芯片默认配置
当网络连接到千兆以太网时,FPGA 和 PHY 芯片 JL2121 的数据传输时通过 RGMII 总线通信,传输时钟为 125MHz,数据在时钟的上升沿和下降沿采样。
当网络连接到百兆以太网时,FPGA 和 PHY 芯片 JL2121 的数据传输时通过 RMII 总线通信,传输时钟为 25MHz。数据在时钟的上升沿和下降沿采样。图 3.3.1 为 FPGA 与以太网 PHY 芯片连接示意图:

图 3.3.1-千兆网接口连接原理图
以太网 PHY 的 FPGA 引脚分配如下:
| 信号名称 | FPGA 引脚名 | FPGA 引脚号 | 备注 |
| ETH_MDC | B65_L1_N | AW10 | MDIO 管理时钟 |
| ETH_MDIO | B65_L1_P | AW11 | MDIO 管理数据 |
| ETH_RESET | B64_L24_P | AM18 | PHY 芯片复位 |
| ETH_RXCK | B65_L11_P | AR14 | RGMII 接收时钟 |
| ETH_RXCTL | B65_L11_N | AT14 | 接收数据有效信号 |
| ETH_RXD0 | B65_L18_N | AL16 | 接收数据 Bit0 |
| ETH_RXD1 | B65_L18_P | AK16 | 接收数据 Bit1 |
| ETH_RXD2 | B65_L20_N | AP13 | 接收数据 Bit2 |
| ETH_RXD3 | B65_L20_P | AN13 | 接收数据 Bit3 |
| ETH_TXCK | B65_L23_P | AP11 | RGMII 发送时钟 |
| ETH_TXCTL | B65_L23_N | AR11 | 发送使能信号 |
| ETH_TXD0 | B65_L15_P | AJ14 | 发送数据 bit0 |
| ETH_TXD1 | B65_L15_N | AK14 | 发送数据 bit1 |
| ETH_TXD2 | B65_L6_P | AU14 | 发送数据 bit2 |
| ETH_TXD3 | B65_L6_N | AU13 | 发送数据 bit3 |
表 3.3.2-以太网 PHY 引脚分配
3.4 FMC HPC 接口
开发板带有 2 路 FMC HPC 扩展口,分别为 FMC1(J12)和 FMC2(J13),可以外接 XILINX 或者我们 Alinx 的各种 FMC 模块(HDMI 输入输出模块,双目摄像头模块,高速 AD 模块等等)。
FMC1 扩展口包含 34 对 LA 信号差分对、2 对时钟信号及 24 对 HA 信号,分别连接 FPGA 芯片 BANK69,BANK70,BANK71,电平标准默认为 1.8V。8 路高速 GTH 收发信号连接 FPGA 芯片 BANK226,BANK227 的 IO 上。FPGA 和 FMC HPC 连接器的原理图如图所示:

图 3.4.1-FMC HPC 连接器原理图
FMC HPC J12 连接器引脚分配如下:
| 信号名 | 引脚名 | 引脚号 | 备注 |
| FMC1_CLK0_N | B70_L11_N | F21 | FMC 第 0 路输入参考时钟 N |
| FMC1_CLK0_P | B70_L11_P | G21 | FMC 第 0 路输入参考时钟 P |
| FMC1_CLK1_N | B69_L12_N | G30 | FMC 第 1 路输入参考时钟 N |
| FMC1_CLK1_P | B69_L12_P | G29 | FMC 第 1 路输入参考时钟 P |
| FMC1_LA00_CC_N | B70_L14_N | E24 | FMC LA 第 0 路数据(时钟)N |
| FMC1_LA00_CC_P | B70_L14_P | E23 | FMC LA 第 0 路数据(时钟)P |
| FMC1_LA01_CC_N | B70_L13_N | F24 | FMC LA 第 1 路数据(时钟)N |
| FMC1_LA01_CC_P | B70_L13_P | F23 | FMC LA 第 1 路数据(时钟)P |
| FMC1_LA02_N | B70_L17_N | D21 | FMC LA 第 2 路数据 N |
| FMC1_LA02_P | B70_L17_P | E21 | FMC LA 第 2 路数据 P |
| FMC1_LA03_N | B70_L24_N | A24 | FMC LA 第 3 路数据 N |
| FMC1_LA03_P | B70_L24_P | A23 | FMC LA 第 3 路数据 P |
| FMC1_LA04_N | B70_L12_N | F22 | FMC LA 第 4 路数据 N |
| FMC1_LA04_P | B70_L12_P | G22 | FMC LA 第 4 路数据 P |
| FMC1_LA05_N | B70_L6_N | K21 | FMC LA 第 5 路数据 N |
| FMC1_LA05_P | B70_L6_P | K20 | FMC LA 第 5 路数据 P |
| FMC1_LA06_N | B70_L5_N | K24 | FMC LA 第 6 路数据 N |
| FMC1_LA06_P | B70_L5_P | K23 | FMC LA 第 6 路数据 P |
| FMC1_LA07_N | B70_L4_N | L22 | FMC LA 第 7 路数据 N |
| FMC1_LA07_P | B70_L4_P | L21 | FMC LA 第 7 路数据 P |
| FMC1_LA08_N | B70_L3_N | L24 | FMC LA 第 8 路数据 N |
| FMC1_LA08_P | B70_L3_P | L23 | FMC LA 第 8 路数据 P |
| FMC1_LA09_N | B70_L2_N | M20 | FMC LA 第 9 路数据 N |
| FMC1_LA09_P | B70_L2_P | M19 | FMC LA 第 9 路数据 P |
| FMC1_LA10_N | B70_L18_N | D20 | FMC LA 第 10 路数据 N |
| FMC1_LA10_P | B70_L18_P | E20 | FMC LA 第 10 路数据 P |
| FMC1_LA11_N | B70_L23_N | B25 | FMC LA 第 11 路数据 N |
| FMC1_LA11_P | B70_L23_P | B24 | FMC LA 第 11 路数据 P |
| FMC1_LA12_N | B70_L1_N | M22 | FMC LA 第 12 路数据 N |
| FMC1_LA12_P | B70_L1_P | M21 | FMC LA 第 12 路数据 P |
| FMC1_LA13_N | B70_L21_N | A21 | FMC LA 第 13 路数据 N |
| FMC1_LA13_P | B70_L21_P | B21 | FMC LA 第 13 路数据 P |
| FMC1_LA14_N | B70_L19_N | C23 | FMC LA 第 14 路数据 N |
| FMC1_LA14_P | B70_L19_P | C22 | FMC LA 第 14 路数据 P |
| FMC1_LA15_N | B70_L20_N | B20 | FMC LA 第 15 路数据 N |
| FMC1_LA15_P | B70_L20_P | C20 | FMC LA 第 15 路数据 P |
| FMC1_LA16_N | B70_L22_N | A22 | FMC LA 第 16 路数据 N |
| FMC1_LA16_P | B70_L22_P | B22 | FMC LA 第 16 路数据 P |
| FMC1_LA17_CC_N | B69_L14_N | E29 | FMC LA 第 17 路数据(时钟)N |
| FMC1_LA17_CC_P | B69_L14_P | E28 | FMC LA 第 17 路数据(时钟)P |
| FMC1_LA18_CC_N | B69_L13_N | F29 | FMC LA 第 18 路数据(时钟)N |
| FMC1_LA18_CC_P | B69_L13_P | F28 | FMC LA 第 18 路数据(时钟)P |
| FMC1_LA19_N | B70_L7_N | H22 | FMC LA 第 19 路数据 N |
| FMC1_LA19_P | B70_L7_P | J22 | FMC LA 第 19 路数据 P |
| FMC1_LA20_N | B69_L17_N | D26 | FMC LA 第 20 路数据 N |
| FMC1_LA20_P | B69_L17_P | E26 | FMC LA 第 20 路数据 P |
| FMC1_LA21_N | B69_L2_N | H27 | FMC LA 第 21 路数据 N |
| FMC1_LA21_P | B69_L2_P | J27 | FMC LA 第 21 路数据 P |
| FMC1_LA22_N | B69_L4_N | H25 | FMC LA 第 22 路数据 N |
| FMC1_LA22_P | B69_L4_P | J25 | FMC LA 第 22 路数据 P |
| FMC1_LA23_N | B69_L5_N | J26 | FMC LA 第 23 路数据 N |
| FMC1_LA23_P | B69_L5_P | K26 | FMC LA 第 23 路数据 P |
| FMC1_LA24_N | B69_L15_N | D31 | FMC LA 第 24 路数据 N |
| FMC1_LA24_P | B69_L15_P | E31 | FMC LA 第 24 路数据 P |
| FMC1_LA25_N | B70_L8_N | J21 | FMC LA 第 25 路数据 N |
| FMC1_LA25_P | B70_L8_P | J20 | FMC LA 第 25 路数据 P |
| FMC1_LA26_N | B69_L1_N | M26 | FMC LA 第 26 路数据 N |
| FMC1_LA26_P | B69_L1_P | M25 | FMC LA 第 26 路数据 P |
| FMC1_LA27_N | B69_L3_N | L27 | FMC LA 第 27 路数据 N |
| FMC1_LA27_P | B69_L3_P | L26 | FMC LA 第 27 路数据 P |
| FMC1_LA28_N | B69_L16_N | D30 | FMC LA 第 28 路数据 N |
| FMC1_LA28_P | B69_L16_P | E30 | FMC LA 第 28 路数据 P |
| FMC1_LA29_N | B69_L7_N | J31 | FMC LA 第 29 路数据 N |
| FMC1_LA29_P | B69_L7_P | J30 | FMC LA 第 29 路数据 P |
| FMC1_LA30_N | B69_L11_N | F27 | FMC LA 第 30 路数据 N |
| FMC1_LA30_P | B69_L11_P | G27 | FMC LA 第 30 路数据 P |
| FMC1_LA31_N | B69_L9_N | H28 | FMC LA 第 31 路数据 N |
| FMC1_LA31_P | B69_L9_P | J28 | FMC LA 第 31 路数据 P |
| FMC1_LA32_N | B69_L10_N | F31 | FMC LA 第 32 路数据 N |
| FMC1_LA32_P | B69_L10_P | G31 | FMC LA 第 32 路数据 P |
| FMC1_LA33_N | B69_L8_N | H30 | FMC LA 第 33 路数据 N |
| FMC1_LA33_P | B69_L8_P | H29 | FMC LA 第 33 路数据 P |
| FMC1_SCL | B90_L1_P | E5 | FMC I2C 总线时钟 |
| FMC1_SDA | B90_L1_N | E4 | FMC I2C 总线数据 |
| FMC1_HA00_CC_N | B71_L13_N | F18 | FMC HA 第 0 路数据(时钟)N |
| FMC1_HA00_CC_P | B71_L13_P | F19 | FMC HA 第 0 路数据(时钟)P |
| FMC1_HA01_CC_N | B71_L11_N | G16 | FMC HA 第 1 路数据(时钟)N |
| FMC1_HA01_CC_P | B71_L11_P | G17 | FMC HA 第 1 路数据(时钟)P |
| FMC1_HA02_N | B71_L21_N | A19 | FMC HA 第 2 路数据 N |
| FMC1_HA02_P | B71_L21_P | B19 | FMC HA 第 2 路数据 P |
| FMC1_HA03_N | B71_L12_N | G19 | FMC HA 第 3 路数据 N |
| FMC1_HA03_P | B71_L12_P | H19 | FMC HA 第 3 路数据 P |
| FMC1_HA04_N | B71_L22_N | B15 | FMC HA 第 4 路数据 N |
| FMC1_HA04_P | B71_L22_P | B16 | FMC HA 第 4 路数据 P |
| FMC1_HA05_N | B71_L19_N | C17 | FMC HA 第 5 路数据 N |
| FMC1_HA05_P | B71_L19_P | C18 | FMC HA 第 5 路数据 P |
| FMC1_HA06_N | B71_L9_N | G14 | FMC HA 第 6 路数据 N |
| FMC1_HA06_P | B71_L9_P | H14 | FMC HA 第 6 路数据 P |
| FMC1_HA07_N | B71_L6_N | K14 | FMC HA 第 7 路数据 N |
| FMC1_HA07_P | B71_L6_P | K15 | FMC HA 第 7 路数据 P |
| FMC1_HA08_N | B71_L15_N | E18 | FMC HA 第 8 路数据 N |
| FMC1_HA08_P | B71_L15_P | E19 | FMC HA 第 8 路数据 P |
| FMC1_HA09_N | B71_L17_N | D17 | FMC HA 第 9 路数据 N |
| FMC1_HA09_P | B71_L17_P | D18 | FMC HA 第 9 路数据 P |
| FMC1_HA10_N | B71_L8_N | H17 | FMC HA 第 10 路数据 N |
| FMC1_HA10_P | B71_L8_P | H18 | FMC HA 第 10 路数据 P |
| FMC1_HA11_N | B71_L16_N | E15 | FMC HA 第 11 路数据 N |
| FMC1_HA11_P | B71_L16_P | E16 | FMC HA 第 11 路数据 P |
| FMC1_HA12_N | B71_L18_N | D15 | FMC HA 第 12 路数据 N |
| FMC1_HA12_P | B71_L18_P | D16 | FMC HA 第 12 路数据 P |
| FMC1_HA13_N | B71_L10_N | F14 | FMC HA 第 13 路数据 N |
| FMC1_HA13_P | B71_L10_P | G15 | FMC HA 第 13 路数据 P |
| FMC1_HA14_N | B71_L23_N | A17 | FMC HA 第 14 路数据 N |
| FMC1_HA14_P | B71_L23_P | A18 | FMC HA 第 14 路数据 P |
| FMC1_HA15_N | B71_L24_N | A16 | FMC HA 第 15 路数据 N |
| FMC1_HA15_P | B71_L24_P | B17 | FMC HA 第 15 路数据 P |
| FMC1_HA16_N | B71_L20_N | C14 | FMC HA 第 16 路数据 N |
| FMC1_HA16_P | B71_L20_P | C15 | FMC HA 第 16 路数据 P |
| FMC1_HA17_CC_N | B71_L14_N | F16 | FMC HA 第 17 路数据(时钟)N |
| FMC1_HA17_CC_P | B71_L14_P | F17 | FMC HA 第 17 路数据(时钟)P |
| FMC1_HA18_N | B70_L9_N | G24 | FMC HA 第 18 路数据 N |
| FMC1_HA18_P | B70_L9_P | H24 | FMC HA 第 18 路数据 P |
| FMC1_HA19_N | B70_L10_N | G20 | FMC HA 第 19 路数据 N |
| FMC1_HA19_P | B70_L10_P | H20 | FMC HA 第 19 路数据 P |
| FMC1_HA20_N | B71_L7_N | H15 | FMC HA 第 20 路数据 N |
| FMC1_HA20_P | B71_L7_P | J15 | FMC HA 第 20 路数据 P |
| FMC1_HA21_N | B70_L15_N | D25 | FMC HA 第 21 路数据 N |
| FMC1_HA21_P | B70_L15_P | E25 | FMC HA 第 21 路数据 P |
| FMC1_HA22_N | B70_L16_N | D23 | FMC HA 第 22 路数据 N |
| FMC1_HA22_P | B70_L16_P | D22 | FMC HA 第 22 路数据 P |
| FMC1_HA23_N | B69_L24_N | A29 | FMC HA 第 23 路数据 N |
| FMC1_HA23_P | B69_L24_P | A28 | FMC HA 第 23 路数据 P |
| FMC1_HPC_GBTCLK0_M2C_C_P | MGT226_CLK0_P | AG12 | 收发器参考时钟 0 输入 P |
| FMC1_HPC_GBTCLK0_M2C_C_N | MGT226_CLK0_N | AG11 | 收发器参考时钟 0 输入 N |
| FMC1_DP0_M2C_P | MGT226_RX0_P | AL4 | 收发器数据 0 输入 P |
| FMC1_DP0_M2C_N | MGT226_RX0_N | AL3 | 收发器数据 0 输入 N |
| FMC1_DP1_M2C_P | MGT226_RX1_P | AK2 | 收发器数据 1 输入 P |
| FMC1_DP1_M2C_N | MGT226_RX1_N | AK1 | 收发器数据 1 输入 N |
| FMC1_DP2_M2C_P | MGT226_RX2_P | AJ4 | 收发器数据 2 输入 P |
| FMC1_DP2_M2C_N | MGT226_RX2_N | AJ3 | 收发器数据 2 输入 N |
| FMC1_DP3_M2C_P | MGT226_RX3_P | AH2 | 收发器数据 3 输入 P |
| FMC1_DP3_M2C_N | MGT226_RX3_N | AH1 | 收发器数据 3 输入 N |
| FMC1_DP4_M2C_P | MGT227_RX0_P | AG4 | 收发器数据 4 输入 P |
| FMC1_DP4_M2C_N | MGT227_RX0_N | AG3 | 收发器数据 4 输入 N |
| FMC1_DP5_M2C_P | MGT227_RX1_P | AF2 | 收发器数据 5 输入 P |
| FMC1_DP5_M2C_N | MGT227_RX1_N | AF1 | 收发器数据 5 输入 N |
| FMC1_DP6_M2C_P | MGT227_RX2_P | AE4 | 收发器数据 6 输入 P |
| FMC1_DP6_M2C_N | MGT227_RX2_N | AE3 | 收发器数据 6 输入 N |
| FMC1_DP7_M2C_P | MGT227_RX3_P | AD2 | 收发器数据 7 输入 P |
| FMC1_DP7_M2C_N | MGT227_RX3_N | AD1 | 收发器数据 7 输入 N |
| FMC1_DP0_C2M_P | MGT226_TX0_P | AL8 | 收发器数据 0 输出 P |
| FMC1_DP0_C2M_N | MGT226_TX0_N | AL7 | 收发器数据 0 输出 N |
| FMC1_DP1_C2M_P | MGT226_TX1_P | AK6 | 收发器数据 1 输出 P |
| FMC1_DP1_C2M_N | MGT226_TX1_N | AK5 | 收发器数据 1 输出 N |
| FMC1_DP2_C2M_P | MGT226_TX2_P | AJ8 | 收发器数据 2 输出 P |
| FMC1_DP2_C2M_N | MGT226_TX2_N | AJ7 | 收发器数据 2 输出 N |
| FMC1_DP3_C2M_P | MGT226_TX3_P | AH6 | 收发器数据 3 输出 P |
| FMC1_DP3_C2M_N | MGT226_TX3_N | AH5 | 收发器数据 3 输出 N |
| FMC1_DP4_C2M_P | MGT227_TX0_P | AG8 | 收发器数据 4 输出 P |
| FMC1_DP4_C2M_N | MGT227_TX0_N | AG7 | 收发器数据 4 输出 N |
| FMC1_DP5_C2M_P | MGT227_TX1_P | AF6 | 收发器数据 5 输出 P |
| FMC1_DP5_C2M_N | MGT227_TX1_N | AF5 | 收发器数据 5 输出 N |
| FMC1_DP6_C2M_P | MGT227_TX2_P | AE8 | 收发器数据 6 输出 P |
| FMC1_DP6_C2M_N | MGT227_TX2_N | AE7 | 收发器数据 6 输出 N |
| FMC1_DP7_C2M_P | MGT227_TX3_P | AD6 | 收发器数据 7 输出 P |
| FMC1_DP7_C2M_N | MGT227_TX3_N | AD5 | 收发器数据 7 输出 N |
| FMC1_HPC_GBTCLK1_M2C_C_P | MGT227_CLK0_P | AE12 | 收发器参考时钟 0 输入 P |
| FMC1_HPC_GBTCLK1_M2C_C_N | MGT227_CLK0_N | AE11 | 收发器参考时钟 0 输入 N |
表 3.4.1-FMC HPC J12 连接器引脚分配
FMC2 扩展口包含 34 对 LA 信号差分对、2 对时钟信号,分别连接 FPGA 芯片 BANK64,BANK65,电平标准默认为 1.8V。8 路高速 GTH 收发信号连接 FPGA 芯片 BANK224,BANK225 的 IO 上。FPGA 和 FMC HPC 连接器的原理图如图 3.4.2 所示:

图 3.4.2- HPC FMC 连接示意图
FMC HPC J13 连接器引脚分配如下:
| 信号名 | 引脚名 | 引脚号 | 备注 |
| FMC2_CLK0_M2C_N | B65_L12_N | AP14 | FMC 第 0 路输入参考时钟 N |
| FMC2_CLK0_M2C_P | B65_L12_P | AP15 | FMC 第 0 路输入参考时钟 P |
| FMC2_CLK1_M2C_N | B64_L12_N | AM20 | FMC 第 1 路输入参考时钟 N |
| FMC2_CLK1_M2C_P | B64_L12_P | AL20 | FMC 第 1 路输入参考时钟 P |
| FMC2_LA00_CC_N | B65_L14_N | AN15 | FMC LA 第 0 路数据(时钟)N |
| FMC2_LA00_CC_P | B65_L14_P | AM15 | FMC LA 第 0 路数据(时钟)P |
| FMC2_LA01_CC_N | B65_L13_N | AL14 | FMC LA 第 1 路数据(时钟)N |
| FMC2_LA01_CC_P | B65_L13_P | AL15 | FMC LA 第 1 路数据(时钟)P |
| FMC2_LA02_N | B65_L17_N | AJ15 | FMC LA 第 2 路数据 N |
| FMC2_LA02_P | B65_L17_P | AJ16 | FMC LA 第 2 路数据 P |
| FMC2_LA03_N | B65_L5_N | AV12 | FMC LA 第 3 路数据 N |
| FMC2_LA03_P | B65_L5_P | AV13 | FMC LA 第 3 路数据 P |
| FMC2_LA04_N | B65_L19_N | AT11 | FMC LA 第 4 路数据 N |
| FMC2_LA04_P | B65_L19_P | AT12 | FMC LA 第 4 路数据 P |
| FMC2_LA05_N | B65_L24_N | AM13 | FMC LA 第 5 路数据 N |
| FMC2_LA05_P | B65_L24_P | AM14 | FMC LA 第 5 路数据 P |
| FMC2_LA06_N | B65_L8_N | AU15 | FMC LA 第 6 路数据 P |
| FMC2_LA06_P | B65_L8_P | AT15 | FMC LA 第 6 路数据 P |
| FMC2_LA07_N | B65_L10_N | AR16 | FMC LA 第 7 路数据 N |
| FMC2_LA07_P | B65_L10_P | AP16 | FMC LA 第 7 路数据 P |
| FMC2_LA08_N | B65_L16_N | AL17 | FMC LA 第 8 路数据 N |
| FMC2_LA08_P | B65_L16_P | AK17 | FMC LA 第 8 路数据 P |
| FMC2_LA09_N | B65_L9_N | AW15 | FMC LA 第 9 路数据 N |
| FMC2_LA09_P | B65_L9_P | AV15 | FMC LA 第 9 路数据 P |
| FMC2_LA10_N | B65_L4_N | AV10 | FMC LA 第 10 路数据 N |
| FMC2_LA10_P | B65_L4_P | AU10 | FMC LA 第 10 路数据 P |
| FMC2_LA11_N | B64_L10_N | AL21 | FMC LA 第 11 路数据 N |
| FMC2_LA11_P | B64_L10_P | AK21 | FMC LA 第 11 路数据 P |
| FMC2_LA12_N | B65_L7_N | AW16 | FMC LA 第 12 路数据 N |
| FMC2_LA12_P | B65_L7_P | AV16 | FMC LA 第 12 路数据 P |
| FMC2_LA13_N | B64_L9_N | AP20 | FMC LA 第 13 路数据 N |
| FMC2_LA13_P | B64_L9_P | AP21 | FMC LA 第 13 路数据 P |
| FMC2_LA14_N | B64_L7_N | AR21 | FMC LA 第 14 路数据 N |
| FMC2_LA14_P | B64_L7_P | AR22 | FMC LA 第 14 路数据 P |
| FMC2_LA15_N | B64_L11_N | AN20 | FMC LA 第 15 路数据 N |
| FMC2_LA15_P | B64_L11_P | AN21 | FMC LA 第 15 路数据 P |
| FMC2_LA16_N | B64_L8_N | AM22 | FMC LA 第 16 路数据 N |
| FMC2_LA16_P | B64_L8_P | AL22 | FMC LA 第 16 路数据 P |
| FMC2_LA17_CC_N | B64_L14_N | AP18 | FMC LA 第 17 路数据(时钟)N |
| FMC2_LA17_CC_P | B64_L14_P | AN18 | FMC LA 第 17 路数据(时钟)P |
| FMC2_LA18_CC_N | B64_L13_N | AR19 | FMC LA 第 18 路数据(时钟)N |
| FMC2_LA18_CC_P | B64_L13_P | AP19 | FMC LA 第 18 路数据(时钟)P |
| FMC2_LA19_N | B64_L6_N | AW18 | FMC LA 第 19 路数据 N |
| FMC2_LA19_P | B64_L6_P | AV18 | FMC LA 第 19 路数据 P |
| FMC2_LA20_N | B64_L16_N | AU17 | FMC LA 第 20 路数据 N |
| FMC2_LA20_P | B64_L16_P | AT17 | FMC LA 第 20 路数据 P |
| FMC2_LA21_N | B64_L20_N | AM19 | FMC LA 第 21 路数据 N |
| FMC2_LA21_P | B64_L20_P | AL19 | FMC LA 第 21 路数据 P |
| FMC2_LA22_N | B64_L21_N | AJ19 | FMC LA 第 22 路数据 N |
| FMC2_LA22_P | B64_L21_P | AJ20 | FMC LA 第 22 路数据 P |
| FMC2_LA23_N | B64_L23_N | AJ18 | FMC LA 第 23 路数据 N |
| FMC2_LA23_P | B64_L23_P | AH18 | FMC LA 第 23 路数据 P |
| FMC2_LA24_N | B64_L15_N | AT19 | FMC LA 第 24 路数据 N |
| FMC2_LA24_P | B64_L15_P | AT20 | FMC LA 第 24 路数据 P |
| FMC2_LA25_N | B64_L18_N | AR17 | FMC LA 第 25 路数据 N |
| FMC2_LA25_P | B64_L18_P | AR18 | FMC LA 第 25 路数据 P |
| FMC2_LA26_N | B64_L19_N | AJ21 | FMC LA 第 26 路数据 N |
| FMC2_LA26_P | B64_L19_P | AH21 | FMC LA 第 26 路数据 P |
| FMC2_LA27_N | B64_L22_N | AK18 | FMC LA 第 27 路数据 N |
| FMC2_LA27_P | B64_L22_P | AK19 | FMC LA 第 27 路数据 P |
| FMC2_LA28_N | B64_L17_N | AU18 | FMC LA 第 28 路数据 N |
| FMC2_LA28_P | B64_L17_P | AU19 | FMC LA 第 28 路数据 P |
| FMC2_LA29_N | B64_L1_N | AV22 | FMC LA 第 29 路数据 N |
| FMC2_LA29_P | B64_L1_P | AU22 | FMC LA 第 29 路数据 P |
| FMC2_LA30_N | B64_L3_N | AW21 | FMC LA 第 30 路数据 N |
| FMC2_LA30_P | B64_L3_P | AV21 | FMC LA 第 30 路数据 P |
| FMC2_LA31_N | B64_L5_N | AT21 | FMC LA 第 31 路数据 N |
| FMC2_LA31_P | B64_L5_P | AT22 | FMC LA 第 31 路数据 P |
| FMC2_LA32_N | B64_L4_N | AW19 | FMC LA 第 32 路数据 N |
| FMC2_LA32_P | B64_L4_P | AW20 | FMC LA 第 32 路数据 P |
| FMC2_LA33_N | B64_L2_N | AV20 | FMC LA 第 33 路数据 N |
| FMC2_LA33_P | B64_L2_P | AU20 | FMC LA 第 33 路数据 P |
| FMC2_SCL | B90_L2_P | F4 | FMC I2C 总线时钟 |
| FMC2_SDA | B90_L2_N | E3 | FMC I2C 总线数据 |
| FMC2_HPC_GBTCLK0_M2C_C_N | MGT224_CLK0_N | AM9 | 收发器参考时钟 0 输入 N |
| FMC2_HPC_GBTCLK0_M2C_C_P | MGT224_CLK0_P | AM10 | 收发器参考时钟 0 输入 P |
| MGT_A_CLOCK_N | MGT224_CLK1_N | AK9 | 收发器参考时钟 1 输入 N |
| MGT_A_CLOCK_P | MGT224_CLK1_P | AK10 | 收发器参考时钟 1 输入 P |
| FMC2_DP0_M2C_P | MGT224_RX3_P | AT2 | 收发器数据 0 输入 P |
| FMC2_DP0_M2C_N | MGT224_RX3_N | AT1 | 收发器数据 0 输入 N |
| FMC2_DP1_M2C_P | MGT224_RX2_P | AU4 | 收发器数据 1 输入 P |
| FMC2_DP1_M2C_N | MGT224_RX2_N | AU3 | 收发器数据 1 输入 N |
| FMC2_DP2_M2C_P | MGT224_RX0_P | AW4 | 收发器数据 2 输入 P |
| FMC2_DP2_M2C_N | MGT224_RX0_N | AW3 | 收发器数据 2 输入 N |
| FMC2_DP3_M2C_P | MGT224_RX1_P | AV2 | 收发器数据 3 输入 P |
| FMC2_DP3_M2C_N | MGT224_RX1_N | AV1 | 收发器数据 3 输入 N |
| FMC2_DP4_M2C_P | MGT225_RX1_P | AP2 | 收发器数据 4 输入 P |
| FMC2_DP4_M2C_N | MGT225_RX1_N | AP1 | 收发器数据 4 输入 N |
| FMC2_DP5_M2C_P | MGT225_RX3_P | AM2 | 收发器数据 5 输入 P |
| FMC2_DP5_M2C_N | MGT225_RX3_N | AM1 | 收发器数据 5 输入 N |
| FMC2_DP6_M2C_P | MGT225_RX2_P | AN4 | 收发器数据 6 输入 P |
| FMC2_DP6_M2C_N | MGT225_RX2_N | AN3 | 收发器数据 6 输入 N |
| FMC2_DP7_M2C_P | MGT225_RX0_P | AR4 | 收发器数据 7 输入 P |
| FMC2_DP7_M2C_N | MGT225_RX0_N | AR3 | 收发器数据 7 输入 N |
| FMC2_DP0_C2M_P | MGT224_TX3_P | AT6 | 收发器数据 0 输出 P |
| FMC2_DP0_C2M_N | MGT224_TX3_N | AT5 | 收发器数据 0 输出 N |
| FMC2_DP1_C2M_P | MGT224_TX2_P | AU8 | 收发器数据 1 输出 P |
| FMC2_DP1_C2M_N | MGT224_TX2_N | AU7 | 收发器数据 1 输出 N |
| FMC2_DP2_C2M_P | MGT224_TX0_P | AW8 | 收发器数据 2 输出 P |
| FMC2_DP2_C2M_N | MGT224_TX0_N | AW7 | 收发器数据 2 输出 N |
| FMC2_DP3_C2M_P | MGT224_TX1_P | AV6 | 收发器数据 3 输出 P |
| FMC2_DP3_C2M_N | MGT224_TX1_N | AV5 | 收发器数据 3 输出 N |
| FMC2_DP4_C2M_P | MGT225_TX1_P | AP6 | 收发器数据 4 输出 P |
| FMC2_DP4_C2M_N | MGT225_TX1_N | AP5 | 收发器数据 4 输出 N |
| FMC2_DP5_C2M_P | MGT225_TX3_P | AM6 | 收发器数据 5 输出 P |
| FMC2_DP5_C2M_N | MGT225_TX3_N | AM5 | 收发器数据 5 输出 N |
| FMC2_DP6_C2M_P | MGT225_TX2_P | AN8 | 收发器数据 6 输出 P |
| FMC2_DP6_C2M_N | MGT225_TX2_N | AN7 | 收发器数据 6 输出 N |
| FMC2_DP7_C2M_P | MGT225_TX0_P | AR8 | 收发器数据 7 输出 P |
| FMC2_DP7_C2M_N | MGT225_TX0_N | AR7 | 收发器数据 7 输出 N |
| FMC2_HPC_GBTCLK1_M2C_C_N | MGT225_CLK0_N | AJ11 | 收发器参考时钟 0 输入 N |
| FMC2_HPC_GBTCLK1_M2C_C_P | MGT225_CLK0_P | AJ12 | 收发器参考时钟 0 输入 P |
表 3.4.2-FMC HPC J13 连接器引脚分配
3.5 MIPI 接口
AXKU15S 扩展板上带有 2 路 MIPI lanex4 摄像头输入接口。MIPI1 对应 J9,与 FPGA 的 BANK69 和 BANK90 相连。MIPI2 对应 J10,与 FPGA 的 BANK71 和 BANK90 相连,连接的设计示意图如下图所示:

图 3.5.1-MIPI1 接口设计原理图

图 3.5.2- MIPI2 接口设计原理图
MIPI1 接口引脚分配
| 信号名称 | FPGA 引脚名 | 引脚号 | 备注 |
| MIPI1_CLK_P | B69_L19_P | C29 | MIPI 输入时钟正 |
| MIPI1_CLK_N | B69_L19_N | B29 | MIPI 输入时钟负 |
| MIPI1_LAN0_P | B69_L23_P | B26 | MIPI 输入的数据 LANE0 正 |
| MIPI1_LAN0_N | B69_L23_N | A26 | MIPI 输入的数据 LANE0 负 |
| MIPI1_LAN1_P | B69_L20_P | C27 | MIPI 输入的数据 LANE1 正 |
| MIPI1_LAN1_N | B69_L20_N | C28 | MIPI 输入的数据 LANE1 负 |
| MIPI1_LAN2_P | B69_L21_P | B31 | MIPI 输入的数据 LANE2 正 |
| MIPI1_LAN2_N | B69_L21_N | A31 | MIPI 输入的数据 LANE2 负 |
| MIPI1_LAN3_P | B69_L22_P | B27 | MIPI 输入的数据 LANE3 正 |
| MIPI1_LAN3_N | B69_L22_N | A27 | MIPI 输入的数据 LANE3 负 |
| MIPI1_CLK | B90_L8_P | C5 | 摄像头的时钟输入 |
| MIPI1_GPIO | B90_L8_N | C4 | 摄像头的 GPIO 控制 |
| MIPI1_I2C_SCL | B90_L3_P | F3 | 摄像头的 I2C 时钟 |
| MIPI1_I2C_SDA | B90_L3_N | F2 | 摄像头的 I2C 数据 |
表 3.5.1-MIPI1 接口引脚分配
MIPI2 接口引脚分配
| 信号名称 | FPGA 引脚名 | 引脚号 | 备注 |
| MIPI2_CLK_P | B71_L1_P | M16 | MIPI 输入时钟正 |
| MIPI2_CLK_N | B71_L1_N | M15 | MIPI 输入时钟负 |
| MIPI2_LAN0_P | B71_L3_P | L18 | MIPI 输入的数据 LANE0 正 |
| MIPI2_LAN0_N | B71_L3_N | K18 | MIPI 输入的数据 LANE0 负 |
| MIPI2_LAN1_P | B71_L5_P | K16 | MIPI 输入的数据 LANE1 正 |
| MIPI2_LAN1_N | B71_L5_N | J16 | MIPI 输入的数据 LANE1 负 |
| MIPI2_LAN2_P | B71_L2_P | L19 | MIPI 输入的数据 LANE2 正 |
| MIPI2_LAN2_N | B71_L2_N | K19 | MIPI 输入的数据 LANE2 负 |
| MIPI2_LAN3_P | B71_L4_P | L17 | MIPI 输入的数据 LANE3 正 |
| MIPI2_LAN3_N | B71_L4_N | L16 | MIPI 输入的数据 LANE3 负 |
| MIPI2_CLK | B90_L7_P | D3 | 摄像头的时钟输入 |
| MIPI2_GPIO | B90_L7_N | C3 | 摄像头的 GPIO 控制 |
| MIPI2_I2C_SCL | B90_L4_P | F1 | 摄像头的 I2C 时钟 |
| MIPI2_I2C_SDA | B90_L4_N | E1 | 摄像头的 I2C 数据 |
表 3.5.2-MIPI2 接口引脚分配
3.6 USB 转串口
AXKU15S 扩展板上配备了一个 Uart 转 USB 接口,用于系统调试。转换芯片采用 Silicon Labs CP2102N 的 USB-UART 芯片, USB 接口采用 MINI USB 接口,可以用一根 USB 线将它连接到上 PC 的 USB 口进行核心板的单独供电和串口数据通信 。USB Uart 电路设计的示意图如下图所示:

图 3.6.1-USB 转串口示意图
USB 转串口的 FPGA 引脚分配:
| 信号名称 | FPGA 引脚名 | 引脚号 | 备注 |
| UART_RXD | B90_L6_N | D1 | Uart 数据输入 |
| UART_TXD | B90_L6_P | D2 | Uart 数据输出 |
表 3.6.1- USB 转串口引脚分配
3.7 SD 卡槽
AXKU15S 底板包含了一个 Micro 型的 SD 卡接口,以提供用户访问 SD 卡存储器,用于用户数据文件。SDIO 信号与 FPGA 的 IO 信号相连,支持 SPI 模式和 SD 模式,使用的 SD 卡为 MicroSD 卡。FPGA 和 SD 卡连接器的原理图如下图所示。

图 3.7.1- SD 卡槽原理图
SD 卡槽引脚分配
| 信号名称 | FPGA 引脚名 | 引脚号 | 备注 |
| SD_CD | B90_L11_N | A3 | SD 片选信号 |
| SD_CLK | B91_L8_P | C10 | SD 时钟信号 |
| SD_CMD | B91_L8_N | C9 | SD 命令信号 |
| SD_D0 | B90_L12_N | A6 | SD 数据 Data0 |
| SD_D1 | B90_L12_P | B6 | SD 数据 Data1 |
| SD_D2 | B91_L7_N | C7 | SD 数据 Data2 |
| SD_D3 | B91_L7_P | C8 | SD 数据 Data3 |
表 3.7.1-SD 卡槽引脚分配
3.8 SATA 接口
板上配备了 2 路 SATA 接口,SATA 的差分信号连接到 GTY BANK131 上。
SATA 的参考时钟 150MHz 由可编程时钟芯片 Si5332BD11025-4 提供。SATA 接口设计的示意图如下图所示:

图 3.8.1- SATA 接口设计示意图
SATA 接口 FPGA 引脚分配如下:
| 信号名称 | 引脚名 | 引脚号 | 备注 |
| SATA1_RX_N | MGT131_RX0_N | M37 | SATA1 数据接收负 |
| SATA1_RX_P | MGT131_RX0_P | M36 | SATA1 数据接收正 |
| SATA2_RX_N | MGT131_RX1_N | L39 | SATA2 数据接收负 |
| SATA2_RX_P | MGT131_RX1_P | L38 | SATA2 数据接收正 |
| SATA1_TX_N | MGT131_TX0_N | J34 | SATA1 数据发送负 |
| SATA1_TX_P | MGT131_TX0_P | J33 | SATA1 数据发送正 |
| SATA2_TX_N | MGT131_TX1_N | G34 | SATA2 数据发送负 |
| SATA2_TX_P | MGT131_TX1_P | G33 | SATA2 数据发送正 |
| SATACLK_N | MGT131_CLK0_N | T28 | SATA 参考时钟负 |
| SATACLK_P | MGT131_CLK0_P | T27 | SATA 参考时钟正 |
表 3.8.1-SATA 引脚分配
3.9 按键和 LED 灯
AXKU15S 底板上有 7 个发光二极管 LED,1 个电源指示灯;2 个串口通信指示灯,4 个用户 LED 灯。当开发板上电后电源指示灯会亮起;4 个 LED 灯连接到 FPGA 的 IO 上,用户可以通过程序来控制亮和灭,当连接用户 LED 灯的 IO 电压为高时,用户 LED 灯点亮,当连接 IO 电压为低时,用户 LED 会被熄灭。另外板上还有 4 个用户按键,默认按键信号为高,当按键按下时,按键电平为低。用户 LED 灯和按键的硬件连接示意图如图所示:

图 3.9.1-用户 LED 灯和按键硬件连接示意图
用户 LED 灯和按键的引脚分配
| 信号名称 | FPGA 引脚名 | 管脚号 | 备注 |
| KEY4 | B91_L9_P | B7 | 用户按键 4 |
| KEY3 | B91_L9_N | A7 | 用户按键 3 |
| KEY2 | B91_L10_P | B9 | 用户按键 2 |
| KEY1 | B91_L10_N | A8 | 用户按键 1 |
| LED1 | B91_L5_P | D8 | 用户 LED1 灯 |
| LED2 | B91_L5_N | D7 | 用户 LED2 灯 |
| LED3 | B91_L6_P | D11 | 用户 LED3 灯 |
| LED4 | B91_L6_N | D10 | 用户 LED4 灯 |
表 3.9.1-LED 和按键引脚分配
3.10 EEPROM
AXKU15S 开发板板载了一片 EEPROM,型号为 24LC04,容量为:4Kbit(22568bit),由 2 个 256byte 的 block 组成,通过 IIC 总线进行通信。板载 EEPROM 就是为了学习 IIC 总线的通信方式。EEPROM 的 I2C 信号连接的 FPGA 端的 BANK B1 IO 口上。下图为 EEPROM 的设计示意图。

图 3.10.1-EEPROM 原理图部分
EEPROM 引脚分配:
| 引脚名称 | FPGA 引脚名 | FPGA 引脚 |
| EEPROM_RTC_I2C_SCL | IO_L9N_AD3N_90 | B2 |
| EEPROM_RTC_I2C_SDA | IO_L9P_AD3P_90 | C2 |
表 3.10.1-EEPROM 引脚分配
3.11 温度传感器
AXKU15S 开发板上安装了一个高精度、低功耗、数字温度传感器芯片,型号为 ON Semiconductor 公司的 LM75A。LM75A 芯片的温度精度为 0.125 度,传感器和 FPGA 直接为 I2C 数字接口,FPGA 通过 I2C 接口来读取当前开发板附近的温度。下图为 LM75A 传感器芯片的设计示意图

图 3.11.1- LM75A 传感器原理图部分
LM75A 传感器引脚分配:
| 引脚名称 | FPGA 引脚名 | FPGA 引脚号 |
| LM75A_SCL | IO_L10P_AD2P_90 | B5 |
| LM75A_SDA | IO_L10N_AD2N_90 | B4 |
表 3.11.1-LM75A 传感器引脚分配
3.12 光纤接口
扩展板上有 2 路 QSFP28 光纤接口,用户可以购买 QSFP 光模块插入到这 2 个光纤接口中进行光纤数据通信。2 路光纤接口分别跟 FPGA 的 BANK127-128 的 GTY 收发器的 4 路 RX/TX 相连接。FPGA 和光纤设计示意图如下图所示:

图 3.12.1-光纤设计示意图
2 路光纤接口引脚分配如下:
| 引脚名称 | FPGA 引脚名 | FPGA 引脚号 | 备注 |
| QSFP1_RX1_N | MGTYRXN0_127 | AH37 | 光模块 1 数据接收负 1 |
| QSFP1_RX1_P | MGTYRXP0_127 | AH36 | 光模块 1 数据接收正 1 |
| QSFP1_RX2_N | MGTYRXN1_127 | AG39 | 光模块 1 数据接收负 2 |
| QSFP1_RX2_P | MGTYRXP1_127 | AG38 | 光模块 1 数据接收正 2 |
| QSFP1_RX3_N | MGTYRXN2_127 | AF37 | 光模块 1 数据接收负 3 |
| QSFP1_RX3_P | MGTYRXP2_127 | AF36 | 光模块 1 数据接收正 3 |
| QSFP1_RX4_N | MGTYRXN3_127 | AE39 | 光模块 1 数据接收负 4 |
| QSFP1_RX4_P | MGTYRXP3_127 | AE38 | 光模块 1 数据接收正 4 |
| QSFP1_TX1_N | MGTYTXN0_127 | AF32 | 光模块 1 数据发送负 1 |
| QSFP1_TX1_P | MGTYTXP0_127 | AF31 | 光模块 1 数据发送正 1 |
| QSFP1_TX2_N | MGTYTXN1_127 | AE34 | 光模块 1 数据发送负 2 |
| QSFP1_TX2_P | MGTYTXP1_127 | AE33 | 光模块 1 数据发送正 2 |
| QSFP1_TX3_N | MGTYTXN2_127 | AD32 | 光模块 1 数据发送负 3 |
| QSFP1_TX3_P | MGTYTXP2_127 | AD31 | 光模块 1 数据发送正 3 |
| QSFP1_TX4_N | MGTYTXN3_127 | AC34 | 光模块 1 数据发送负 4 |
| QSFP1_TX4_P | MGTYTXP3_127 | AC33 | 光模块 1 数据发送正 4 |
| QSFP1_SCL | IO_L1P_AD15P_91 | F6 | 光模块 1 的 I2C 时钟 |
| QSFP1_SDA | IO_L2P_AD14P_91 | F8 | 光模块 1 的 I2C 数据 |
| QSFP1_INTL | IO_L10P_AD2P_93 | L13 | 光模块 1 的中断信号 |
| QSFP1_LPMODE | IO_L2N_AD14N_91 | F7 | 光模块 1 低功耗选择信号 |
| QSFP1_MODPRSL | IO_L10N_AD2N_93 | K13 | 光模块 1 存在指示信号 |
| QSFP1_MODSELL | IO_L9N_AD3N_93 | M10 | 光模块 1 模块选择信号 |
| QSFP1_RESETL | IO_L9P_AD3P_93 | N10 | 光模块 1 复位信号 |
| QSFP2_RX1_N | MGTYRXN0_128 | AD37 | 光模块 2 数据接收负 1 |
| QSFP2_RX1_P | MGTYRXP0_128 | AD36 | 光模块 2 数据接收正 1 |
| QSFP2_RX2_N | MGTYRXN1_128 | AC39 | 光模块 2 数据接收负 2 |
| QSFP2_RX2_P | MGTYRXP1_128 | AC38 | 光模块 2 数据接收正 2 |
| QSFP2_RX3_N | MGTYRXN2_128 | AB37 | 光模块 2 数据接收负 3 |
| QSFP2_RX3_P | MGTYRXP2_128 | AB36 | 光模块 2 数据接收正 3 |
| QSFP2_RX4_N | MGTYRXN3_128 | AA39 | 光模块 2 数据接收负 4 |
| QSFP2_RX4_P | MGTYRXP3_128 | AA38 | 光模块 2 数据接收正 4 |
| QSFP2_TX1_N | MGTYTXN0_128 | AB32 | 光模块 2 数据发送负 1 |
| QSFP2_TX1_P | MGTYTXP0_128 | AB31 | 光模块 2 数据发送正 1 |
| QSFP2_TX2_N | MGTYTXN1_128 | AA34 | 光模块 2 数据发送负 2 |
| QSFP2_TX2_P | MGTYTXP1_128 | AA33 | 光模块 2 数据发送正 2 |
| QSFP2_TX3_N | MGTYTXN2_128 | Y32 | 光模块 2 数据发送负 3 |
| QSFP2_TX3_P | MGTYTXP2_128 | Y31 | 光模块 2 数据发送正 3 |
| QSFP2_TX4_N | MGTYTXN3_128 | W34 | 光模块 2 数据发送负 4 |
| QSFP2_TX4_P | MGTYTXP3_128 | W33 | 光模块 2 数据发送正 4 |
| QSFP2_SCL | IO_L5N_HDGC_AD7N_93 | N14 | 光模块 2 的 I2C 时钟 |
| QSFP2_SDA | IO_L5P_HDGC_AD7P_93 | N15 | 光模块 2 的 I2C 数据 |
| QSFP2_INTL | IO_L1P_AD11P_93 | R15 | 光模块 2 的中断信号 |
| QSFP2_LPMODE | IO_L6N_HDGC_AD6N_93 | N12 | 光模块 2 低功耗选择信号 |
| QSFP2_MODPRSL | IO_L1N_AD11N_93 | P15 | 光模块 2 存在指示信号 |
| QSFP2_MODSELL | IO_L2N_AD10N_93 | R13 | 光模块 2 模块选择信号 |
| QSFP2_RESETL | IO_L2P_AD10P_93 | R14 | 光模块 2 复位信号 |
表 3.12.1-光纤接口引脚分配
3.13 JTAG 调试口
在 AXKU15S 底板上预留了一个 10PIN 的 JTAG 接口,用于下载 FPGA 程序或者固化程序到 FLASH。为了带电插拔造成对 FPGA 芯片的损坏,我们在 JTAG 信号上添加了保护二极管来保证信号的电压在 FPGA 接受的范围,避免芯片的损坏。FPGA 和 JTAG 引脚分配如下表所示:
| 引脚名称 | FPGA 引脚名 | FPGA 引脚号 | 备注 |
| FPGA_TDO | TDO_0 | AG27 | TDO 输出 |
| FPGA_TCK | TCK_0 | AG23 | TCK 时钟 |
| FPGA_TDI | TDI_0 | AG24 | TDI 输入 |
| FPGA_TMS | TMS_0 | AD22 | TMS 模式选择 |
表 3.13.1-JTAG 接口引脚分配
3.14 时钟配置
AXKU15S 底板上有 2 路差分有源时钟 G2 和 G3,频率都是 156.25MHz。为 FPGA 的高速收发器提供参考时钟。同时,BANK127,BANK128 的参考时钟可选择由 Si5332BD11025-4 芯片提供或或独立的晶振提供。时钟电路示意图如下图 3.14.1 所示:

图 3.14.1-原理图中电源接口部分
FPGA 和时钟引脚分配如下表所示:
| 引脚名称 | FPGA 引脚名 | FPGA 引脚号 | 备注 |
| MGT_B_CLOCK_P | MGTREFCLK1P_127 | AC29 | 高速收发器参考时钟正 B |
| MGT_A_CLOCK_N | MGTREFCLK1N_224 | AK9 | 高速收发器参考时钟负 A |
| MGT_A_CLOCK_P | MGTREFCLK1P_224 | AK10 | 高速收发器参考时钟正 A |
| MGT_B_CLOCK_N | MGTREFCLK1N_127 | AC30 | 高速收发器参考时钟负 B |
| CLK0_N | MGTREFCLK0N_127 | AE30 | 时钟 0 输入 N |
| CLK0_P | MGTREFCLK0P_127 | AE29 | 时钟 0 输入 P |
| CLK1_N | MGTREFCLK0N_128 | AB28 | 时钟 1 输入 N |
| CLK1_P | MGTREFCLK0P_128 | AB27 | 时钟 1 输入 P |
| CLK2_N | MGTREFCLK1N_227 | AD9 | 时钟 2 输入 N |
| CLK2_P | MGTREFCLK1P_227 | AD10 | 时钟 2 输入 P |
| CLK3_N | MGTREFCLK1N_128 | AA30 | 时钟 3 输入 N |
| CLK3_P | MGTREFCLK1P_128 | AA29 | 时钟 3 输入 P |
| CLK7_N | MGTREFCLK1N_226 | AF9 | 时钟 7 输入 N |
| CLK7_P | MGTREFCLK1P_226 | AF10 | 时钟 7 输入 P |
表 3.14.1-时钟信号引脚分配
3.15 电源
开发板的电源输入电压为 DC12V,可以通过 PCIE 插槽或者外接 +12V 电源给板子供电。外接电源供电时请使用开发板自带的电源,不要用其他规格的电源,以免损坏开发板。4 路 DC/DC 电源芯片 SGM61163 分别输出 +5V、FMC1_VADJ、FMC2_VADJ 和 3.3V 电压;ETA1471 输出 FPGABANK 所需的电压。同时输出的 +3.3V 给多路 LDO 输出 JTAG 各 FPGABANK 所需的电压。核心板 BANK69-71 默认通过 DCDC 芯片供电,BANK90-94 电源默认接 3.3V,用户可通过电阻选择 LDO 芯片供电,电源设计示意图如下图所示:

图 3.15.1-原理图中电源接口部分
各个电源分配的功能如下表所示:
| 电源 | 功能 |
| +5.0V | 扩展模块供电电源 |
| FMC1_VADJ | FMC1 调整电压 |
| FMC2_VADJ | FMC2 调整电压 |
| +3.3V | 底板外设电源 |
| VDD_REF | JTAG 电源 |
| VCCIO_65 | FPGA BANK 电压 |
| VCCIO_90_91_93_94_ADJ@1A | FPGA BANK 电压 |
| VCCIO_69_70_71_ADJ@1A | FPGA BANK 电压 |
表 3.15.1-电源功能分配
3.16 结构尺寸图

图 3.16.1-开发板正面图(Top View)
芯驿电子科技(上海)有限公司
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