XPE_ZU100 用户手册

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●1. 概述

使用 XPE_ZU100，您可以快速测试、开发和评估 XME0803 的功能。它为 XME0803 提供了多种接口，如 HDMI TX、千兆以太网、SFP、PCIe 3.0 x2、USB3.0 x4 等。以下内容基于 XME00803(4EV)，除非另有说明。

○板卡布局

../../_images/zu100-BL.png

○资源特性

1 个 PCIe3.0 x2 接口
2 个千兆以太网接口，支持 10/100/1000M 网络传输速率，

1 个用于 PS，1 个用于 PL
1 个 SFP x2 接口
1 个 USB3.0 x4 接口
1 个 NVME M.2 接口
1 个 2 通道 MIPI 接口
1 个 HDMI TX 接口
1 个 Mini DP 接口
1 个 RS485 x2 接口
1 个 CAN x2 接口
1 个 USB UART&JTAG 接口
1 个 SD 卡接口
1 个 40 针扩展接口
1 个系统复位按键，3 个用户按键
4 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。

○机械尺寸

../../_images/XPE_ZU100_MECH.png

○核心板匹配说明

✔️：支持

❌：不支持

⚠️ : 使用时需注意

⭐ : 不完全支持

XPE_ZU100	XME0803(3EG)	XME0803(4EV)
PCIE3.0 x2	❌	✔️
PS ETH	✔️	✔️
PL ETH	✔️	✔️
SFP x2	❌	✔️
USB3.0 x4	✔️	✔️
NVME M.2	✔️	✔️
MIPI	✔️	✔️
HDMI TX	✔️	✔️
Mini DP	✔️	✔️
RS485 x2	✔️	✔️
CAN x2	✔️	✔️
USB UART&JTAG	✔️	✔️
SD	✔️	✔️
40-Pin 扩展接口	✔️	✔️

●2. 功能资源

○PCIe

XPE_ZU100 具有一个 PCIe x2 接口，支持 2 个 TX 和 RX 通道连接到 PCIe 边缘连接器。它支持 PCIe 3.0（向后兼容 2.0）数据通信。单个通道的通信速率高达 8 Gbps，满足 PCIe Gen 3 的数据传输能力。

PCIe 参考时钟由 PCIe ROOT 设备（通常是 PC）通过 PCIe 插槽提供给开发板。参考时钟频率为 100 MHz。

PCIe 接口的硬件连接图如下：

../../_images/PCIe.png

○千兆以太网

载板提供 2 个千兆以太网接口。ETH0通过MDI信号与核心板连接。有关 ETH0 PHY 的更多信息，请参考相应的核心板文档。

RTL8211F 芯片支持 10/100/1000M 网络传输速率，并通过 RGMII 接口与 Zynq7000 PS 系统的 MAC 层通信。它还支持 MDI/MDX 自适应、多种速率自适应、主/从自适应以及 MDIO 总线支持 PHY 寄存器管理。

核心板与两个以太网 PHY 芯片的连接图如下：

../../_images/ETH3.png

○SFP

ZU100 提供两个 SFP 接口，每个 SFP 使用一个收发器通道。用户可以使用 SFP 热插拔光模块进行光纤数据通信。

每个 SFP 接口包括以下信号：

收发器：提供一个通道，数据传输速率高达 12.5 Gb/s。
SMBUS (I2C)：3.3V 信号，用于模块管理。
控制信号：包括状态控制。
参考时钟：来自载板的 125 MHz 差分时钟。

○USB3.0

ZU100 具有四个 Type-A USB 3.0 Host端口，提供高达 5.0 Gb/s 的数据传输速度。USB 3.0 通过 PIPE3 接口连接，而 USB 2.0 通过 ULPI 接口连接到外部 USB3320C 芯片，实现 USB 3.0 和 USB 2.0 的高速数据通信。

../../_images/USB30.png

○USB UART&JTAG

底板提供了一个 USB 转 UART 和 JTAG 接口，芯片为 FTDI FT2232H。USB 接口为 TYPE-C。

○NVME M.2

开发板配备了一个 PCIe x1 标准的 M.2 接口，用于连接 M.2 SSD，支持高达 6Gbps 的通信速度。M.2 接口使用 M 键槽，仅支持 PCIe，不支持 SATA。选择 SSD 时，用户必须选择基于 PCIe 的 SSD。PCIe 信号直接连接到 ZU15EG 的 BANK505 PS MGT 收发器，一个 TX 信号和一个 RX 信号作为差分信号连接到 MGT 的 LANE1。PCIe 时钟由 Si5332 芯片提供，频率为 100MHz。

○MIPI

板上的 MIPI CSI 端口是一个 15 针、1 mm 间距的顶部接触 FPC 连接器，设计用于连接 MIPI 接口摄像头。MIPI FPC 连接器的引脚排列与 Raspberry Pi 摄像头兼容。

MIPI CSI-2 接收器 IP 核可从 Xilinx 获取，并包含嵌入式 Linux 支持。它需要许可证才能使用，但可能可以从 Xilinx 免费获取评估许可证。

○HDMI TX

一个 HDMI 视频输出接口，可实现 1080P 视频图像。可配置为 HDMI 输入。

○Mini DP

1 个 mini DisplayPort 输出显示接口，用于视频图像显示。DisplayPort 数据传输通道由核心板上的 BANK505 PS MGT 直接驱动，MGT 信号以差分信号格式传输到 DP 连接器。DisplayPort 辅助通道连接到 PS 的 MIO 引脚。它支持最大输出 4K @30Hz 或 1080P @60Hz。

○电源

请注意，XPE_ZU100 的电源输入为 +12V。我们建议使用 12V/2A 电源。

../../_images/Power_structure3.png

○LED

XPE_ZU100 板提供了五个 LED，一个电源指示灯和四个用户 LED。当 FPGA 的相应引脚处于高电平时，LED 点亮。

位置	信号名称	引脚号
D6	PS_LED1	H18
D3	PL_LED1	E1
D4	PL_LED2	D1
D5	PL_LED3	G1

○按键

我们提供了三个按键供用户使用。按下按键时，FPGA 的相应引脚将变为低电平。

位置	信号名称	引脚号
K3	PS_KEY1	H19
K1	PL_KEY1	A2
K2	PL_KEY2	A1

○GPIO

底板提供了一个 IDC40 GPIO 扩展接口 JP1，允许连接到微相科技的模块或其他外设。使用 IO 时，请确保连接的信号电压一致。

引脚	信号名称	引脚号	引脚	信号名称	引脚号
1	GPIO1_0P	AH12	2	GPIO1_0N	AH11
3	GPIO1_1P	AE12	4	GPIO1_1N	AF12
5	GPIO1_2P	AG10	6	GPIO1_2N	AH10
7	GPIO1_3P	W12	8	GPIO1_3N	W11
9	GPIO1_4P	AE15	10	GPIO1_4N	AE14
11	VCC_5V	-	12	GND	-
13	GPIO1_5P	W14	14	GPIO1_5N	W13
15	GPIO1_6P	AD15	16	GPIO1_6N	AD14
17	GPIO1_7P	AC14	18	GPIO1_7N	AC13
19	GPIO1_8P	AA13	20	GPIO1_8N	AB13
21	GPIO1_9P	AD11	22	GPIO1_9N	AD10
23	GPIO1_10P	AA11	24	GPIO1_10N	AA10
25	GPIO1_11P	W10	26	GPIO1_11N	Y10
27	GPIO1_12P	Y12	28	GPIO1_12N	AA12
29	VCC_3V3	-	30	GND	-
31	GPIO1_13P	Y14	32	GPIO1_13N	Y13
33	GPIO1_14P	AG13	34	GPIO1_14N	AH13
35	GPIO1_15P	AG14	36	GPIO1_15N	AH14
37	GPIO1_16P	AE13	38	GPIO1_16N	AF13
39	GPIO1_17P	AB15	40	GPIO1_17N	AB14