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AXKU15S产品手册

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芯驿电子科技(上海)有限公司

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文档信息

项目内容
文档名称产品手册
产品型号AXKU15S
文档版本V1.0
编制单位芯驿电子科技(上海)有限公司
发布日期2026 年9月1日

版本控制

版本时间章节修订综述
V1.02026.9.1 全部 初版发布

前言

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。

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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:

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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。

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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:

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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:

image6.png

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。

image7.png

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:

image8.png

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:

image9.png

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:

image10.png

图 2.7.1-原理图中电源接口部分

2.8 结构图

image11.png

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

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。

image12.png

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:

image13.png

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:

image14.png

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:

image15.png

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:

image16.png

图 3.5.1-MIPI1 接口设计原理图

image17.png

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:

image18.png

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。

image19.png

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:

image20.png

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:

image21.png

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。

image22.png

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

image23.png

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:

image24.png

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:

image25.png

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:

image26.png

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

image27.png

图 3.16.1-开发板正面图(Top View)


附录:缩略语表

缩略语英文全称中文说明
PSProcessor System 处理器系统
PLProgrammable Logic 可编程逻辑
SOCSystem on Chip 片上系统
DDR3Double Data Rate 3 SDRAM 第三代双倍数据率同步动态随机存取存储器
eMMCEmbedded Multi Media Card 嵌入式多媒体卡
QSPIQuad Serial Peripheral Interface 四线串行外设接口
GTPGigabit Transceiver 吉比特收发器
UARTUniversal Asynchronous Receiver/Transmitter 通用异步收发器
HDMIHigh-Definition Multimedia Interface 高清晰度多媒体接口
PCIePeripheral Component Interconnect Express 高速外设组件互连
USBUniversal Serial Bus 通用串行总线
JTAGJoint Test Action Group 联合测试工作组
SFPSmall Form-factor Pluggable 小型可插拔光模块
MIOMultiplexed I/O 多路复用输入/输出
GPHYGigabit Ethernet PHY 千兆以太网物理层收发器
I2CInter-Integrated Circuit 集成电路间总线
RGMIIReduced Gigabit Media Independent Interface 简化吉比特介质无关接口
RMIIReduced Media Independent Interface 简化介质无关接口
LEDLight Emitting Diode 发光二极管
LVDSLow-Voltage Differential Signaling 低压差分信号

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