Smart ZYNQ (SP2版 1.3寸方形屏) 资料汇总

包含Smart Zynq (SP2 版)的原理图,注意事项,以及后续更新的转接板的原理图等一些资料

首先感谢各位的关注和支持,有任何问题可以直接在本站留言,或者在淘宝搜索店铺:杭海电子科技 。

另外备注 本页是 SP2 版本的 资料,如果是Smart ZYNQ 标准版 或者SP版 SL版 的主板 请看对应的内容 (SP2 和SP版的区别在于 屏幕不同SP2是1.3寸240×240屏,SP是1.47寸172*320屏,其他完全一致)

Smart ZYNQ SP2 主板资源

  • 主芯片:ZYNQ XC7Z020-CLG484
  • 主板层数:8层(沉金工艺)
  • DDR内存 : 256M x 16bit (512MB)
  • FLASH : 128Mbits (16MB)(接PS端用于系统启动)
  • EEPROM: 24C02 2kbits
  • TF插槽:microSD 插槽 (TF卡插槽,可用于系统启动)
  • 时钟 : PS端:33.33M有源晶振 , PL端:50M有源晶振
  • 网络: 一路千兆以太网RTL8211E (接PL端,PS也可使用)
  • HDMI: 一路HDMI 接口(IO模拟)
  • JTAG: 板子集成了 xilinx jtag 下载器部分功能(板载)
  • USB: 板子自带USB2.0 PHY,可作USB HOST,或USB SLAVE
  • 串口: 带一路USB-UART(连接至PL端,PS端也可使用
  • 按键: 2个按键(PL端) + 1个POR硬件复位按键
  • LED: 2个可编程LED(PL端 )+Done 指示LED + 电源指示LED
  • LCD: SP2主板带一个1.3寸的 SPI LCD屏 240×240(接PL端,PS也可使用)
  • 拨码开关:双路拨码开关(负责启动方式选择)
  • 逻辑IO: 总共引出68个FPGA_IO,所有引出的管脚均以差分线方式两两引出(差分线内等长)(全都由PL端引出,PS可通过EMIO方式映射)
  • 引出的GPIO中 其中一边的bank电压单独可调(通过调整一个0805封装电阻)
  • 电源:主板可以通过TYPE C口(JTAG或 USB SLAVE)进行供电,或者用转接板通过排针给主板的VCC脚供上5V电源

SP SP2和SL 版 相同资源的程序 是可以完全兼容的,管脚和GPIO的线序也完全一致,除USB HOST ,USB SLAVE 以及 板载 LCD 等SL版没有的功能外 其余资料相通

备注: 2024年9月2日开始硬件版本调整 V1.3 (为了让主板左右两边的排针都可以适配外接相同的模块(原先V1.1 V1.0版本硬件上左右电源对称,不能接相同的硬件外设模块),所以这里硬件上做了微调更新。)

  • 调整了一边排针的电源位置(如下面框图所示)
  • 调整了TI电源供电芯片的型号由TI家的TPS563201,更换为TPS563210A(带PG信号)
  • 对板子周边4个固定孔更改为焊盘开窗的固定孔(开窗电气属性接GND)
  • 调整了HDMI的CLK引脚为SRCC时钟引脚从N22脚改为N19脚(为了适配少数仅支持SRCC作为HDMI时钟的第三方HDMI IP核) 增加了HDMI I2C信号(预留)以及HDMI_RX_HPD信号(预留)

V1.3版主板原理图如下 (同样适用于V1.0,V1.1主板,区别已在原理图中标注出)(如需要V1.1单独的原理图可在评论区中找到)(最新更新 2024年9月2日)

尺寸图

板子上所有功能IC 的数据手册:

注意事项

  1. Smart ZYNQ SP2板子上的USB SLAVE 和 USB HOST 是共用ZYNQ的USB资源的,所以同一时间只能使用一种功能(USB HOST 和USB SLAVE 不可同时外接设备,另当USB 功能作为HOST使用时如需要用USB SLAVE口为板子进行供电请接USB适配器而不是接电脑)。
  2. 板子上的两个TYPE C接口都可为板子进行供电,板子排针上的VCC口也可以外接5V 为板子进行供电,USB和排针外接供电互不冲突(USB有二极管作电源防倒流保护),另外备注:部分台式机前面的USB口线损较大,如用台式机的USB供电出现不稳定的情况,请尝试连接台式机背后的USB口。
  3. 部分笔记本和电脑的USB口输出电流限制在5V 500ma,这对于主板的运行已经足够了, 但如果主板需要外接模块,或者USB口外接功率较大的USB设备导致工作不稳定时,可以通过排针或者外接转接板单独为板子提供5V电源(排针的VCC脚)。另外外接USB设备或者模块时,建议先在断电情况下接好设备或模块,再对主板进行上电。
  4. 排针上的VCC口可作为电源输入,也可作为电源输出。作为输入时:可外接5V电源(即通过转接板,或者底板为板子供电,如用杜邦线供电效果会差一些)。作为输出时:(没有外接5V电源,仅通过USB供电时)可以输出4.5-4.7V的电压(即主板为转接板供电)。
  5. 板子上的 POR RST 是整个硬件的复位按钮 (优先级高于任何程序,只要此按键按下整个系统将根据BOOT启动方式重新启动)。
  6. 关于BANK33的电压, BANK 33电压可以通过调整背面两颗0805大小的电阻(板子上丝印标注为RA RB)来实现电压的调整(出厂默认是3.3V)

随板预下载的演示程序介绍 (boot模式选择 QSPI FLASH再上电)

  • HDMI输出720p的 测试彩色条纹
  • 1.3寸屏幕输出测试彩色方块 红绿蓝白四种颜色
  • UART以一秒钟为间隔发送 “hello world”
  • LED灯在上电后以流水灯的方式 来回点亮 (一旦按下KEY1 KEY2 任意按键,则流水灯停止,程序切换到对应按键方向的灯亮起)
  • USB slave 接口用数据线和电脑连接 可以看到一个ram 映射的255MB的 虚拟U盘(因为是RAM映射的,所以断电数据会丢失,请不要存放重要数据,仅供测试)

可供测试的 TF固件 (测试固件现已支持 V1.0 -V1.3的所有版本Smart ZYNQ)

(使用方法:将文件下载并解压缩,将内容复制到FAT32格式的TF卡的根目录,并插入到主板上,拨码开关设置成SD启动,并按下板子上的POR复位键盘)

一、全功能测试固件一 (裸奔版 GPIO+ LCD + UART + USB_SLAVE + KEY + LED 测试)

  • 所有的GPIO (排针输出端)每一秒钟翻转一次电平状态(即一直不停的输出高低电平)
  • HDMI输出720p的 测试彩色条纹
  • 1.3寸屏幕输出彩色图片
  • UART以一秒钟为间隔发送 “hello world”
  • LED灯在上电后以流水灯的方式 来回点亮 (一旦按下KEY1 KEY2 任意按键,则流水灯停止,程序切换到对应按键方向的灯亮起)
  • USB slave 接口用数据线和电脑连接 可以看到一个ram 映射的255MB的 虚拟U盘(因为是RAM映射的,所以断电数据会丢失,请不要存放重要数据,仅供测试)
  • 测试固件下载: Smart_ZYNQ_SP2_SL_ALL_TEST_20240916

二、全功能测试固件二(LINUX版 GPIO+ LCD + UART + USB_HOST + KEY + LED +NET 测试)

  • ALL_GPIO:(排针输出端)每一秒钟翻转一次电平状态(即一直不停的输出高低电平)
  • HDMI : 输出720p的 测试彩色条纹
  • UART: 输出 LINUX命令行(可用putty 等工具查看)
  • LCD: 系统启动完成后 LCD会显示 linux 的界面(带linux 的两只企鹅)
  • LED灯:在上电后以流水灯的方式 来回点亮 (一旦按下KEY1 KEY2 任意按键,则流水灯停止,程序切换到对应按键方向的灯亮起)
  • USB HOST :可以插入USB 鼠标,键盘, 或者U盘,插入后可以在串口命令行中看到新连接上的设备,另外如果是插入USB 键盘,按下按键情况下 LCD屏幕可以看到按键按下的情况
  • NET: 用网线连接路由器,可以在串口命令行中看到网络已连接的提示, 这个时候可以尝试ping路由器和其他网络设备。
  • 测试固件下载:Smart_ZYNQ_SP2_LINUX_ALL_TEST_20240906

已整理的一些图文例程(持续更新中)

备注 本站所有的资料都是基于VIVADO2018.3版本的,如果不熟悉开发过程,版本尽量保持一致

主板相关

基于Smart ZYNQ (SP SP2 SL) 的FPGA实验

基于Smart ZYNQ (SP SP2 SL) 的PS实验

十月之后开始对原先的基础工程进行再次整理,上述是整理后的工程,原先未整理的工程在下方:

下面是linux部分的图文教程资料

下面是PYNQ 部分的图文教程资料(已跑通,镜像在章节三)

备注 PYNQ部分仍然还在测试中,不一定完善,感兴趣的大家自行测试 2023年8月21日

Xillinux 图形化操作系统重磅来袭

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