PE300 用户手册
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●1. 概述
使用 PE300，您可以快速测试、开发和评估微相科技的 5*6 XME 系列 SoM 的功能。它为 XME 系列 SoM 提供了多种接口，例如 HDMI TX、千兆以太网、SFP、PCIe 2.0 x4 等。
目前，它支持 XME0712、XME0715 和 XME0720。最推荐与 XME0712 一起使用。在本文档除了特别说明到特定核心板型号的描述外，其它一律是以XME0712核心板来做说明。
○板卡布局
○主要特性
PCIE: 2.0x4。
GPIO: 2x40 针扩展。
USB JTAG: 1 个板载 JTAG 电路，可以直接通过 USB 线进行下载和仿真。
HDMI: 1 个 HDMI 视频输入接口，1 个 HDMI 视频输出接口。
千兆以太网: 2x 10/100M/1000M 以太网 RJ-45 端口。
USB: 1 个 USB UART 通信端口。
SD: 1 个 SD 卡，仅支持 ZYNQ 核心板。
JTAG: 调试接口。
按键: 2个用户按键。
LED: 2 个用户 LED。
注：因核心板不同，以上接口可能不完全支持，使用时请确认细节。
○框图
○机械尺寸
○核心板匹配说明
✔️：支持
❌：不支持
⚠️ : 使用需注意
⭐ : 不完全支持
| PE300 | XME0712-35T | XME0712-75T/100T/200T | XME0715 | XME0720 |
|---|---|---|---|---|
| PCIe x4 | ✔️ | ✔️ | ✔️ | ❌ |
| ETH0 | ❌ | ✔️ | ✔️(PS 侧) | ✔️(PS 侧) |
| ETH1 | ✔️ | ✔️ | ✔️ | ✔️ |
| HDMI TX | ✔️ | ✔️ | ✔️ | ✔️ |
| HDMI RX | ✔️ | ✔️ | ⭐ | ✔️ |
| USB-UART | ✔️ | ✔️ | ✔️(PS 侧) | ✔️(PS 侧) |
| SD | ❌ | ❌ | ✔️ | ✔️ |
| GPIO1 | ✔️ | ✔️ | ✔️ | ✔️ |
| GPIO2 | ⭐ | ✔️ | ⭐ | ✔️ |
●2. 功能资源
○千兆以太网
底板提供 2 个千兆以太网接口。ETH0 的 PHY IC 集成在核心板上。它根据 MDI 的标记与核心板连接。有关 ETH0 PHY 的更多信息，请参考相应的核心板文档。XME0712-35T不支持 ETH0。
ETH1 的 PHY 是 Marvell Alaska 88E1512，通过 RGMII 接口与核心板连接。88E1512 是一个强大的 PHY，支持 RGMII 到 RJ45 和 SGMII 到 RJ45，具有 MDI/MDIX 和 10/100/1000 Mbps 自适应能力。它支持 RGMII 到 RJ45 和 SGMII 到 RJ45，具有 MDI/MDIX 和 10/100/1000M 自适应。
核心板与两个以太网 PHY 芯片的连接图。
○HDMI 输入端口
PE300 使用 Analog Devices 的 ADV7611 解码芯片，这是一款高质量的单输入 HDMI® 接收器。ADV7611 集成了一个符合 HDMI 标准的接收器，支持 HDMI 1.4a 规定的所有强制性 3D TV 格式，分辨率高达 1080P/60Hz 和 UXGA 60Hz。
ADV7611 具有一个音频输出端口，用于从 HDMI 流中提取和输出音频数据。HDMI 接收器配备了先进的静音控制器，以消除输出中的杂音。
数字音视频接口连接到 FPGA 的 IO 引脚，芯片的配置和管理 I2C 接口也连接到 FPGA 的 IO 引脚。FPGA 可以通过 I2C 接口对 ADV7611 进行编程，实现初始化和寄存器配置操作。连接图如下所示。
○HDMI 输出端口
PE300 使用 Analog 的 ADV7513 解码芯片提供 HDMI 输出，这是一款 165 MHz 的高清多媒体接口 (HDMI®) 发射器。数字视频接口包括一个兼容 HDMI v1.4/DVI v1.0 的发射器。支持所有 HDTV 格式。除了 HDMI V1.4 特定的功能（包括 3D 视频）外，ADV7513 还支持 x.v.Color™、高比特率 (HBR) 音频和可编程辅助视频信息 (AVI) InfoFrame 功能。ADV7513 内置 HDCP 支持，用于安全传输 HDCP v1.4 协议规定的受保护内容。
ADV7513 支持 S/PDIF 和 8 通道 I2S 音频格式。高保真 8 通道 I2S 接口可以传输高达 768 kHz 的立体声或 7.1 声道环绕声。S/PDIF 接口可以传输压缩音频，包括 Dolby® Digital、DTS® 和 THX®。
数字音视频接口连接到 FPGA 的 IO，芯片的配置管理 I2C 接口也连接到 FPGA 的 IO。FPGA 可以通过编程初始化 ADV7513 并配置寄存器，HDMI 接收和发送的 I2C 设置附加到一条总线上。连接图如下所示。
○UART
PE300 主板提供了一个 USB 转 UART 接口。使用 Silicon Labs CP2102GM 作为芯片。USB 接口为 Micro USB 接口。连接图如下所示。
○PCIE 端口
PE300 扩展板是一个标准的 PCI-Express 卡，其机械尺寸符合标准 PCIe 卡的电气规格，它提供了一个标准的 PCIe x4 插槽卡，并支持四个 TX 通道和 RX 通道到 PCIe 金手指插槽。单通道通信速率可达 5Gbps 带宽，满足 PCIe Gen 2 的数据传输能力。PCIe 参考时钟由 PCIe ROOT 设备（通常是 PC）的 PCIe 插槽提供给开发板。参考时钟频率为 100MHz。对于 XME0720，不支持 PCIE。 连接图如下所示。
○JTAG
PE300 提供了 IDC10 JTAG 接口。通过 JTAG 端口，用户可以下载 FPGA 程序、固化 FLASH 程序以及进行在线仿真。JTAG 电路包括二极管保护，以确保 FPGA 信号电压符合要求。然而，建议用户避免热插拔，以防止潜在的芯片损坏。
○Micro SD
PE300 提供了一个 Micro SD 接口，供用户访问 SD 卡存储器。对于 XME0712，不支持 SD。
SDIO 信号与 ZYNQ 的 SDIO 连接。Bank 501 的 VCCIO 电压为 1.8V，而 SD 数据电压为 3.3V，因此使用 TXS02612 进行电平转换。
核心板与 SD 的连接图。
○LED
PE300 包括三个 LED，一个电源指示灯和两个 PL 控制的用户 LED。当 FPGA 相应引脚处于低电平时，LED 会亮起。
| 位置 | 信号名称 | 引脚号 |
|---|---|---|
| D8 | PL_LED1 | R4 |
| D9 | PL_LED2 | R5 |
○GPIO
底板提供了两个 IDC40 GPIO 扩展端口，JP1 和 JP2，可以连接到微相科技的模块或其他外设。使用 IO 时，请确保连接信号的电压一致。
JP1:
| 引脚 | 信号名称 | 引脚号 | 引脚 | 信号名称 | 引脚号 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | GPIO1_0P | B17 | 2 | GPIO1_0N | B18 |
| 3 | GPIO1_1P | G21 | 4 | GPIO1_1N | G22 |
| 5 | GPIO1_2P | C14 | 6 | GPIO1_2N | C15 |
| 7 | GPIO1_3P | B20 | 8 | GPIO1_3N | A20 |
| 9 | GPIO1_4P | A18 | 10 | GPIO1_4N | A19 |
| 11 | VCC_5V | - | 12 | GND | - |
| 13 | GPIO1_5P | E19 | 14 | GPIO1_5N | D19 |
| 15 | GPIO1_6P | F19 | 16 | GPIO1_6N | F20 |
| 17 | GPIO1_7P | F18 | 18 | GPIO1_7N | E18 |
| 19 | GPIO1_8P | C13 | 20 | GPIO1_8N | B13 |
| 21 | GPIO1_9P | D17 | 22 | GPIO1_9N | C17 |
| 23 | GPIO1_10P | E16 | 24 | GPIO1_10N | D16 |
| 25 | GPIO1_11P | F13 | 26 | GPIO1_11N | F14 |
| 27 | GPIO1_12P | F16 | 28 | GPIO1_12N | E17 |
| 29 | VCC_3V3 | - | 30 | GND | - |
| 31 | GPIO1_13P | E13 | 32 | GPIO1_13N | E14 |
| 33 | GPIO1_14P | B15 | 34 | GPIO1_14N | B16 |
| 35 | GPIO1_15P | D14 | 36 | GPIO1_15N | D15 |
| 37 | GPIO1_16P | A13 | 38 | GPIO1_16N | A14 |
| 39 | GPIO1_17P | A15 | 40 | GPIO1_17N | A16 |
JP2:
| 引脚 | 信号名称 | 引脚号 | 引脚 | 信号名称 | 引脚号 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | GPIO2_0P | C18 | 2 | GPIO2_0N | C19 |
| 3 | GPIO2_1P | D20 | 4 | GPIO2_1N | C20 |
| 5 | GPIO2_2P | E21 | 6 | GPIO2_2N | D21 |
| 7 | GPIO2_3P | B21 | 8 | GPIO2_3N | A21 |
| 9 | GPIO2_4P | C22 | 10 | GPIO2_4N | B22 |
| 11 | VCC_5V | - | 12 | GND | - |
| 13 | GPIO2_5P | E22 | 14 | GPIO2_5N | D22 |
| 15 | GPIO2_6P | G17 | 16 | GPIO2_6N | G18 |
| 17 | GPIO2_7P | W14 | 18 | GPIO2_7N | Y14 |
| 19 | GPIO2_8P | AA15 | 20 | GPIO2_8N | AB15 |
| 21 | GPIO2_9P | J20 | 22 | GPIO2_9N | J21 |
| 23 | GPIO2_10P | Y16 | 24 | GPIO2_10N | AA16 |
| 25 | GPIO2_11P | U15 | 26 | GPIO2_11N | V15 |
| 27 | GPIO2_12P | AB16 | 28 | GPIO2_12N | AB17 |
| 29 | VCC_3V3 | - | 30 | GND | - |
| 31 | GPIO2_13P | T16 | 32 | GPIO2_13N | U16 |
| 33 | GPIO2_14P | W15 | 34 | GPIO2_14N | W16 |
| 35 | GPIO2_15P | Y13 | 36 | GPIO2_15N | AA14 |
| 37 | GPIO2_16P | T14 | 38 | GPIO2_16N | T15 |
| 39 | GPIO2_17P | V13 | 40 | GPIO2_17N | V14 |
○电源
开发板需要 DC12V 电源。请使用指定的电源以避免损坏。开发板还支持从 PCIe 接口供电。电源结构如下。
●3. 相关文档
○PE300
PE300_R11 原理图 (PDF)
PE300_R11 尺寸 (PDF)
PE300_R11 板源文件 (Brd)
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