# **XME0715用户手册** [[English]](https://microphase-doc.readthedocs.io/en/latest/SoM/XME0715/XME0715-Reference_Manual.html) ## 开发环境: 赛灵思Vivado 2018.3 ## 微信公众号: ![](./XME0715-Reference_Manual.assets/VX.png)
## ●1. 概述 ​ XME0715 是微相科技推出的一款基于赛灵思 Zynq-7000系列 的 SoC 工业级系统模块。该模块集成了 1GB DDR3 内存、32MB SPI 闪存、8GB eMMC 闪存、千兆以太网 PHY 收发器、USB PHY 收发器，以及大量可通过高速连接器扩展的可配置 I/O。模块尺寸仅为 5 x 6 厘米，小巧灵活，适用于广泛的应用场景。所有微相科技尺寸为 5 x 6 cm的核心板，机械结构兼容。 ### ○板卡布局 ![](./XME0715-Reference_Manual.assets/0715_BL.png) ### ○资源特性 - Xilinx XC7Z015-2CLG485I - DDR3: 1GB DDR3 RAM - Flash: 256Mbit QSPI Flash, 8GB eMMC Flash. - LED: 1个电源 指示灯,1个FPGA 配置状态指示灯;      2 个用户LED, 1个由PS侧控制, 1个由PL侧控制. 。 - PL GPIO: 142, 96个电压可调的GPIO,          可配置为71对差分对。 - Giga ETH: 10/100/1000M 自适应。 - USB Host: USB2.0 PHY(USB3320) - CLOCK: 1 个 33.33MHz 有源晶振为 PS 系统提供稳定的时钟。         1 个 50MHz 有源晶振为 PL 逻辑提供额外的时钟信号。 ### ○系统框图 ![XME0715_Block-01](./XME0715-Reference_Manual.assets/XME0715_Block-01.png) ### ○机械尺寸 ![](./XME0715-Reference_Manual.assets/0715MS.png) ## ●2. 硬件资源 ### ○FPGA - 766 MHz dual-core Cortex-A9 processor - DDR3L memory controller with 8 DMA channels and 4 - High Performance AXI3 Slave ports - High-bandwidth peripheral controllers: 1G Ethernet, USB 2.0, SDIO - Low-bandwidth peripheral controllers: SPI, UART, CAN, I2C - Programmable from JTAG, Quad-SPI flash, and microSD card - Programmable logic equivalent to Artix-7 FPGA LUTs: 46,200 DSP Slices: 160 Logic Cells: 74K Flip-Flops: 92,400 Total Block RAM: 3.3Mb - Analog Mixed Signal (AMS) / XADC: 2x 12 bit, MSPS ADCs with up to 17 Differential Inputs - Security: AES & SHA 256b Decryption & Authentication for Secure Programmable Logic Config ### ○DDR3 该模块采用两片 16 位 DDR3 内存芯片，组成 32 位位宽，总容量为 1GB。 | Signal Name | PIN Number | Signal Name | PIN Number | | ------------- | ---------- | -------------- | ---------- | | PS_DDR3_A0 | M19 | PS_DDR3_D9 | G22 | | PS_DDR3_A1 | M18 | PS_DDR3_D10 | L22 | | PS_DDR3_A2 | K19 | PS_DDR3_D11 | L21 | | PS_DDR3_A3 | L19 | PS_DDR3_D12 | L20 | | PS_DDR3_A4 | K17 | PS_DDR3_D13 | K22 | | PS_DDR3_A5 | K18 | PS_DDR3_D14 | J22 | | PS_DDR3_A6 | J16 | PS_DDR3_D15 | K20 | | PS_DDR3_A7 | J17 | PS_DDR3_D16 | M22 | | PS_DDR3_A8 | J18 | PS_DDR3_D17 | T20 | | PS_DDR3_A9 | H18 | PS_DDR3_D18 | N20 | | PS_DDR3_A10 | J20 | PS_DDR3_D19 | T22 | | PS_DDR3_A11 | G18 | PS_DDR3_D20 | R20 | | PS_DDR3_A12 | H19 | PS_DDR3_D21 | T21 | | PS_DDR3_A13 | F19 | PS_DDR3_D22 | M21 | | PS_DDR3_A14 | G19 | PS_DDR3_D23 | R22 | | PS_DDR3_BA0 | L16 | PS_DDR3_D24 | Y20 | | PS_DDR3_BA1 | L17 | PS_DDR3_D25 | U22 | | PS_DDR3_BA2 | M17 | PS_DDR3_D26 | AA22 | | PS_DDR3_NCAS | P20 | PS_DDR3_D27 | U21 | | PS_DDR3_CKE | T19 | PS_DDR3_D28 | W22 | | PS_DDR3_CLK_N | N18 | PS_DDR3_D29 | W20 | | PS_DDR3_CLK_P | N19 | PS_DDR3_D30 | V20 | | PS_DDR3_NCS | P17 | PS_DDR3_D31 | Y22 | | PS_DDR3_DM0 | B22 | PS_DDR3_DQS_N0 | D21 | | PS_DDR3_DM1 | H20 | PS_DDR3_DQS_N1 | J21 | | PS_DDR3_DM2 | P22 | PS_DDR3_DQS_N2 | P21 | | PS_DDR3_DM3 | AA21 | PS_DDR3_DQS_N3 | W21 | | PS_DDR3_D0 | D22 | PS_DDR3_DQS_P0 | C21 | | PS_DDR3_D1 | C20 | PS_DDR3_DQS_P1 | H21 | | PS_DDR3_D2 | B21 | PS_DDR3_DQS_P2 | N21 | | PS_DDR3_D3 | D20 | PS_DDR3_DQS_P3 | V21 | | PS_DDR3_D4 | E20 | PS_DDR3_NRST | F20 | | PS_DDR3_D5 | E22 | PS_DDR3_ODT | P18 | | PS_DDR3_D6 | F21 | PS_DDR3_NRAS | R18 | | PS_DDR3_D7 | F22 | PS_DDR3_NWE | R19 | | PS_DDR3_D8 | G21 | | | ### ○Giga ETH RTL8211F芯片支持10/100/1000M网络传输速率，并通过RGMII接口与Zynq7000 PS的MAC层通信。它支持MDI/MDX自适应、多种速率自适应、主/从自适应以及MDIO总线支持，用于PHY寄存器管理。 ### ○USB Host 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 层进行通信。它支持 MDI/MDX 自适应、多种速率自适应、主/从模式自适应，并支持通过 MDIO 总线进行 PHY 寄存器管理。 ### ○USB UART 通过一个 USB 转 UART 芯片 CH340连接到主机 PC。 | Signal Name | Pin Name | Pin Number | Explain | | :---------: | :----------: | :--------: | :-----------: | | UART_TX | PS_MIO15_500 | E17 | UART 数据输出 | | UART_RX | PS_MIO14_500 | B17 | UART 数据输入 | ### ○eMMC 本模块包含一个 8GB eMMC 接口（PS_SDIO1），用于存储系统文件或数据。它还可以与 QSPI 闪存一起作为辅助启动设备。该接口连接到 PS BANK501 的 MIO[46-51]。 | Signal Name | Pin Name | Pin Number | | ------------ | --------- | ---------- | | PS_MIO48_501 | MMC_CLK | D12 | | PS_MIO47_501 | MMC_CMD | B13 | | PS_MIO46_501 | MMC_DATA0 | D11 | | PS_MIO49_501 | MMC_DATA1 | C9 | | PS_MIO50_501 | MMC_DATA2 | D10 | | PS_MIO51_501 | MMC_DATA3 | C13 | ### ○JTAG XME0715 的 JTAG 信号连接到扩展口上，该端口还提供了一个3.3V的JTAG VREF电压输出信号。 | Signal | JM3 Pin Number | Explain | | :------: | :------------: | ------------------------------ | | VCC_3V3 | 13 | **模块电压输出**，JTAG参考电压 | | FPGA_TDI | 21 | Input (3.3V) | | FPGA_TDO | 17 | Output (3.3V) | | FPGA_TCK | 15 | Input (3.3V) | | FPGA_TMS | 23 | Input (3.3V) | | GND | 19 | 连接到模块的GND信号 | ### ○启动配置 通过核心模块上的开关(SW4)来配置ZYNQ启动模式。 ![](./XME0715-Reference_Manual.assets/BOOT.png) ### ○Quad-SPI Flash 板载一路256M SPI闪存W25Q256FVEI用于存储FPGA的初始配置、用户应用程序以及数据。 | Position | Model | Capacity | Factory | | :------: | :---------: | :------: | :-----: | | U4 | W25Q256FVEI | 256 Byte | Winbond | ### ○时钟 XME0715核心板为PS提供了一路33.3MHz的有源时钟，并为PL提供了一路50MHz的有源时钟。 | Position | Signal Name | Frequency | Pin Number/Pin Name | | :------: | :---------: | :-------: | :-----------------: | | U2 | PS_CLK_33d3 | 33.333Mhz | PS_CLK_500 | | U6 | PL_CLK_50M | 50Mhz | Y14 | ### ○电源 **XME0715支持宽电源输入(5V~15V)，推荐设计使用电源输入+12V。** 模块上电后，按顺序级联，以 1.0V->1.8V->1.5V->3.3V的顺序完成上电过程。3.3V最后上电，同时提供系统电源状态PG信号。 ### ○LED XME0715 开发板包含四个 LED 指示灯：电源指示灯、FPGA 配置状态指示灯、PL 控制的用户 LED 以及 PS 控制的用户 LED。 LED 信号描述如下表所示。 | LED | FPGA Pin/
FPGA Name | Note | | :--: | ------------------------ | ----------------------------------- | | D4 | -- | Power LED | | D1 | T10 | FPGA配置状态LED，FPGA配置成功后点亮 | | D2 | G17/PS_MIO0_500 | PS侧用户LED，输出低时，LED亮 | | D3 | T16 | PL侧用户LED，输出低时，LED亮 | ### ○拓展口 XME0715使用三组连接器JM1、JM2和JM3来连接FPGA的IO信号和以太网接口信号。 3 x AXK600337YG, 100Pin, 0.5mm 间距。 [对应的底板连接器可以点击这里购买。](https://item.taobao.com/item.htm?id=653139066254&spm=a1z10.3-c-s.w4002-17060615344.10.55281b9fK1fo4V) | 核心板连接器型号 | 底板连接器型号 | 厂商 | 配对高度 | | ---------------- | -------------- | --------- | -------- | | AXK600337YG | AXK500137YG | Panasonic | 3mm | Description: 1. Bank34 IO 电平取决于 JM1 Pin11,13 的电压输入, 输入范围为1.2V-3.3V. 2. Bank35 IO 电平取决于 JM2 Pin91,93 的电压输入, 输入范围为 1.2V-3.3V. 3. SD 信号 (JM3 Pin73,75,77-Pin85) 电压为1.8V. 4. MIO9-MIO13, UART, JTAG, RESET 电压为3.3V. 5. 请参阅《[XME0715_Pinout_Table_R20](https://swnatyr2ph.feishu.cn/file/Dh7sbYwwuooN15xUwYvcY5JmnOc)》 以获取详细的引脚定义信息。 ## ●3. 相关文档 ### ○XME0715 - [XME0715_R20 原理图](https://swnatyr2ph.feishu.cn/file/XkhObWznGojhsYxdiBmcv0d6nze) (PDF) - [XME0715_R20 尺寸](https://swnatyr2ph.feishu.cn/file/Cbnybq7U8oOv4ox2OK8cf1jTnIh) (PDF) - [XME0715_R20 尺寸源文件](https://swnatyr2ph.feishu.cn/file/DKAXb2sTZoQJ4kxxrMhcQ93mnMh) (DXF) ### ○PE100 - [PE100 用户手册](https://microphase-doc.readthedocs.io/en/latest/CARRIER_BOARD/PE100/PE100-Reference_Manual.html)(HTML) - [PE100_R11 原理图](https://swnatyr2ph.feishu.cn/file/Fm2rb5mJ7otdLAxOoRVcpSgxnph) (PDF) - [PE100_R11 尺寸](https://swnatyr2ph.feishu.cn/file/Vl5obIknwotyyOxTbFKcsKtTnLh) (PDF) - [PE100_R11 板源文件](https://swnatyr2ph.feishu.cn/file/INtobXEK6osHGlxoBA9c111HnOh) (Brd) ### ○PE300 - [PE300 用户手册](https://microphase-doc.readthedocs.io/en/latest/CARRIER_BOARD/PE300/PE300-Reference_Manual.html)(HTML) - [PE300_R11 原理图](https://swnatyr2ph.feishu.cn/file/G8KEbUPXLodnT3xnoNgcoRinnCe)(PDF) - [PE300_R11 尺寸](https://swnatyr2ph.feishu.cn/file/U8pNboEMmowM2gxE04scYYLpn9d) (PDF) - [PE300_R11 板源文件](https://swnatyr2ph.feishu.cn/file/PirvbL1b6opvmIxGWYLc98vmn9e) (Brd)