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ZCU111 評価ボード
ユーザー ガイド
UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日
この資料は表記のバージョンの英語版を翻訳したもので、内容に相違が生じる場合には原文を優先します。資料によっては英語版の更新に対応していないものがあります。日本語版は参考用としてご使用の上、最新情報につきましては、必ず最新英語版をご参照ください。
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 2UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
改訂履歴
次の表に、 この文書の改訂履歴を示します。
セクシ ョ ン 内容
2018 年 10 月 2 日 v1.2
静電気放電 (ESD) に関する注意事項 静電気放電に関する情報を追加。
PS 側: DDR4 SODIMM ソケッ ト 第 1 パラグラフを改訂。
PL 側: DDR4 コンポーネン ト メモ リ DS926 への参照を追加。
RFMC プラグイン カードのインターフェイス図 3-20 の後のパラグラフを改訂し、 付録 D 「HW-FMC-XM500」 への参照を追加。
付録 D の 「概要」 箇条書き リ ス ト を改訂。
表 D-3 注記を追加。
2018 年 8 月 6 日 v1.1
RF データ コンバーターのクロ ッキング RF ク ロ ッキング概要の図を削除。
図 3-18 「Capacitor Option」 を追加。
表 3-18 および表 3-19 オプシ ョ ンの RFMC および SYSREF キャパシタを追加。
SFP28 モジュール コネクタ注記および SNIA Technology Affiliates のウェブサイ トへの参照を追加。
2018 年 6 月 28 日 v1.0
初版
https://japan.xilinx.comhttps://japan.xilinx.com/about/feedback.html?docType=User_Guides&docId=UG1271&Title=ZCU111%20%26%2335413%3B%26%2320385%3B%26%2312508%3B%26%2312540%3B%26%2312489%3B%20%26%2312518%3B%26%2312540%3B%26%2312470%3B%26%2312540%3B%20%26%2312460%3B%26%2312452%3B%26%2312489%3B&releaseVersion=1.2&docPage=2
目次
改訂履歴 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
第 1章: はじめに概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5その他のリ ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6ボードの機能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7ボードの仕様 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
寸法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9環境 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9動作電圧 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
第 2章: ボードのセッ トアップと設定ボード コンポーネン トの位置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10静電気放電 (ESD) に関する注意事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10ジャンパーおよびスイ ッチのデフォルト設定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
ジャンパー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16スイ ッチ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
RFSoC デバイスのコンフ ィギュレーシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19JTAG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19クワ ッ ド SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19SD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
第 3章: ボード コンポーネン トの説明概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20コンポーネン トの説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Zynq UltraScale+ XCZU28DR RFSoC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20暗号キー バッテ リ バッ クアップ回路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21PS 側: DDR4 SODIMM ソケッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22PL 側: DDR4 コンポーネン ト メモ リ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23PSMIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24クワ ッ ド SPI フラ ッシュ メモ リ (MIO 0 ~ 12) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25GPIO (MIO 13、 38) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25I2C0 (MIO 14、 15)、 I2C1 (MIO 16、 17) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26I2C0 (MIO 14、 15). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27I2C1 (MIO 16 ~ 17). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29UART0 (MIO 18、 19) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32UART1 (MIO 20、 21) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33GPIO (MIO 22、 23) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33CAN1 (MIO 24、 25) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33PMU GPI (MIO 26) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33DPAUX (MIO 27 ~ 30) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34PMU GPO (MIO 32 ~ 37) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35SD カード インターフェイス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36USB 3.0 ト ランシーバーおよび USB 2.0 ULPI PHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38GEM3 イーサネッ ト (MIO 64 ~ 77) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 3UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
https://japan.xilinx.comhttps://japan.xilinx.com/about/feedback.html?docType=User_Guides&docId=UG1271&Title=ZCU111%20%26%2335413%3B%26%2320385%3B%26%2312508%3B%26%2312540%3B%26%2312489%3B%20%26%2312518%3B%26%2312540%3B%26%2312470%3B%26%2312540%3B%20%26%2312460%3B%26%2312452%3B%26%2312489%3B&releaseVersion=1.2&docPage=3
10/100/1000MHz ト ラ イスピード イーサネッ ト PHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40プログラマブル ロジッ クの JTAG プログラ ミ ング オプシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42ク ロ ッ ク生成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43RF データ コンバーター . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50RF データ コンバーターのクロ ッキング . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50RFMC プラグイン カードのインターフェイス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54SFP28 モジュール コネクタ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57ユーザー PMOD GPIO コネクタ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61ユーザー I/O. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62電源およびステータス LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66GTY ト ランシーバー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68PS 側: GTR ト ランシーバー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70PS M.2 SATA コネクタ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71FPGA メザニン カード インターフェイス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75冷却ファン コネクタ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76VADJ_FMC 電源レール . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76ZCU111 システム コン ト ローラー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77スイ ッチ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79ボード電源システム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82電圧および電流の監視 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
付録 A: VITA 57.4 FMCP コネクタのピン配置概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
付録 B: ザイリンクス デザイン制約概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
付録 C: 各種規制への適合情報概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87CE 指令 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87CE 規格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
電磁両立性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87安全 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
マーキング . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
付録 D: HW‐FMC‐XM500概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89AMS RFMC プラグイン カード インターフェイス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90XM500 カードのコンポーネン ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91ADC/DAC バンク データ と ク ロ ッ ク チャネルのマップ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93XM500 ADC/DAC データおよびクロ ッ ク SMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
付録 E: その他のリソースおよび法的通知ザイ リ ンクス リ ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101ソ リ ューシ ョ ン センター . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101Documentation Navigator およびデザイン ハブ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101参考資料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102お読みください: 重要な法的通知 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 4UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
https://japan.xilinx.comhttps://japan.xilinx.com/about/feedback.html?docType=User_Guides&docId=UG1271&Title=ZCU111%20%26%2335413%3B%26%2320385%3B%26%2312508%3B%26%2312540%3B%26%2312489%3B%20%26%2312518%3B%26%2312540%3B%26%2312470%3B%26%2312540%3B%20%26%2312460%3B%26%2312452%3B%26%2312489%3B&releaseVersion=1.2&docPage=4
第 1章
はじめに
概要
ZCU111 評価ボードは Zynq® UltraScale+™ RFSoC ZCU28DR デバイスを搭載しています。 このデバイスには RF-DAC と RF-ADC、 SD-FEC (Soft Decision Forward Error Correction)、 FPGA ファブリ ッ ク、 およびクワッ ド コア Arm® Cortex™-A53 プロセッシング システム (PS) やデュアルコア Arm Cortex-R5 リ アルタイム プロセッサなどの RFSoC の機能が内蔵されており、 このボードでこれらの機能を評価できます。 ZCU111 評価ボードは DDR4 メモ リ、 ネッ トワーク インターフェイス、 FMC+ 拡張ポート、 および新しい RF-FMC インターフェイスへのアクセスなど、 デザイン開発に必要となる一般的なボード レベル機能の多く を備えています。
ZCU111 評価キッ トにはバラン ト ランス アドオン カードの FMC XM500 が付属しており、 信号解析やループバッ ク評価をすぐに実行できます。 このカードには高周波 (HF)/低周波 (LF) バランおよびカスタム バラン/フ ィルター用の SMA が実装されています。 このカードの詳細は、 付録 D 「HW-FMC-XM500」 を参照してください。
その他のリソース
ZCU111 評価ボードに関連する資料、 ファ イル、 リ ソースなどの参照先は、 付録 E 「その他のリ ソースおよび法的通知」 に記載されています。
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 5UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
https://japan.xilinx.comhttps://japan.xilinx.com/about/feedback.html?docType=User_Guides&docId=UG1271&Title=ZCU111%20%26%2335413%3B%26%2320385%3B%26%2312508%3B%26%2312540%3B%26%2312489%3B%20%26%2312518%3B%26%2312540%3B%26%2312470%3B%26%2312540%3B%20%26%2312460%3B%26%2312452%3B%26%2312489%3B&releaseVersion=1.2&docPage=5
第 1 章:はじめに
ブロック図
図 1-1 に、 ZCU111 ボードのブロ ッ ク図を示します。
X-Ref Target - Figure 1-1
図 1‐1: ZCU111 評価ボードのブロック図
RFMC_ADC[06:07]
RFMC_ADC[00:01]
RFMC_ADC[04:05]
RFMC_ADC[02:03]
X21110-062118
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 6UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 1 章:はじめに
ボードの機能
ZCU111 評価ボードには次の機能があ り ます。 各機能の詳細は、 第 3 章の 「ボード コンポーネン トの説明」 を参照してください。
• XCZU28DR-2E、 FFVG1517 パッケージ
• フォーム ファ ク ター : 11.811 インチ x 7.874 インチ x 0.1 インチ
• コンフ ィギュレーシ ョ ン ソース :
° デュアル クワ ッ ド SPI
° microSD カード
° USB-to-JTAG ブリ ッジ
• ク ロ ッ ク
° GTR_REF_CLK_DP 27MHz
° GTR_REF_CLK_USB3 26MHz
° GTR_REF_CLK_SATA 125MHz
° CLK_100 100MHz
° CLK_125 125MHz
° PS_REF_CLK 33.33MHz
° USER_MGT_SI570 (デフォルト 156.25MHz)
° USER_SI570 (デフォルト 300MHz)
• PS DDR4 4GB 64 ビッ ト SODIMM
• PL DDR4 4GB 64 ビッ ト コンポーネン ト (4x16 ビッ ト )
• PS GTR (バンク 505) の割り当て
° DisplayPort 1.2 (送信のみ、 GTR x2)
° USB3 (GTR x1)
° SATA (M2 コネクタ付き、 GTR x1)
• PL GTY の割り当て (合計 16)
° SFP28 (4、 バンク GTY128)
° FMCP HSCP DP (4、 バンク GTY129)
° FMCP HSCP DP (4、 バンク GTY130)
° FMCP HSCP DP (4、 バンク GTY131)
• PL FMCP HSCP (FMC+) コネクティビティ - LA[00:33] バス全体
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 7UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 1 章:はじめに
• PS MIO コネクティビティ
° PS MIO[0:5, 7:12]: デュアル クワ ッ ド SPI フラ ッシュ メモ リ
° PS MIO[13]: PS_GPIO2
° PS MIO[14:17]: 2 つの I2C チャネル
° PS MIO[18:19]: UART (3 つの FT4232 UART チャネルの 1 つ)
° PS MIO[22:23]: PS_PB、 PS_LED I/F
° PS MIO[26]: プラ ッ ト フォーム管理ユニッ ト (PMU)
° PS MIO[27:30]: DisplayPort 制御
° PS MIO[32:37]: PMU_GPIO[0:5]
° PS MIO[38]: PS_GPIO1
° PS MIO[44:51]: SD I/F
° PS MIO[52:63]: USB3.0
° PS MIO[64:77]: GEM3 イーサネッ ト
• PL I/O 接続:
° PL 側ユーザー DIP スイ ッチ (8 ポジシ ョ ン)
° PL 側 CPU リセッ ト プッシュボタン
° PL 側ユーザー LED (8)
° PL 側ユーザー プッシュボタン (N、 S、 E、 W、 C の 5 つ)
° PL 側 PMOD0/1 (2 つの RA2x6 レセプタクル)
• セキュ リティ - PSBATT ボタン バッテ リ バッ クアップ
• SYSMON ヘッダー
• 動作スイ ッチ (電源 ON/OFF、 PROG_B、 ブート モード DIP スイ ッチ)
• 動作ステータス LED (INIT、 DONE、 PS STATUS、 PGOOD)
• パワー マネージメン ト
• システム コン ト ローラー (MSP430)
ZCU111 評価ボードを使用する と、 XCZU28DR-2EFFVG1517 デバイスをベースにしたラピッ ド プロ ト タイピングが可能です。 機能の概要、 説明、 および注文情報は、 『Zynq UltraScale+ RFSoC 製品データシート : 概要』 (DS889) [参照 1] を参照してください。
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 8UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 1 章:はじめに
ボードの仕様
寸法
高さ : 11.811 インチ (30.0cm)
幅: 7.874 インチ (20.0cm)
厚さ : 100.8mil (0.2743cm)
注記: このボードの 3D モデルはあ り ません。
XDC リ ス トおよびボード回路図については、 ZCU111 ボード資料を参照してください。
環境
温度
動作温度: 0°C ~ +45°C
保管温度: -25°C ~ +60°C
湿度
10% ~ 90% (結露なきこ と )
動作電圧
+12VDC
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 9UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 2章
ボードのセッ トアップと設定
ボード コンポーネン トの位置図 2-1 に、 ZCU111 ボードの部品位置を示します。 図中の番号は、 表 2-1 に 「参照番号」 と して記載しています。表 2-1 にはコンポーネン ト名、 回路図 (0381811) のページ番号、 およびコンポーネン ト とボード機能を説明した第 3 章のセクシ ョ ンへのリ ンク も記載しています。
重要: 図 2-1 は単なる参考図のため、 最新リ ビジ ョ ンのボード とは異なる可能性があ り ます。
重要: このボードには複数のリ ビジ ョ ンが存在するこ とがあ り ます。 こ こでは、 各リ ビジ ョ ンの違いについては取り上げません。 この文書はリ ファレンス デザイン ガイ ドではないため、 こ こに記載の内容をそのよ うな目的では使用しないでください。 ZCU111 の各リ ビジ ョ ンの詳細は、 該当する リ ビジ ョ ンの回路図、 レイアウ ト、 および XDC ファ イルを必ず参照してください。
静電気放電 (ESD) に関する注意事項注意: 取り扱いが不適切な場合、 静電気放電によ り電子部品が破損し、 完全または断続的な不具合が生じる可能性があ り ます。 部品の取り外しまたは交換を行う と きは、 常に ESD 防止手順に従ってください。
ESD による破損を防ぐには、 次の注意事項に従います。
• ESD リ ス ト ス ト ラ ップまたはアンクル ス ト ラ ップを肌に密着させて着用します。 ス ト ラ ップの機器側の端をシャーシの塗装されていない金属表面に接続してください。
• ボードに衣服が触れないよ うにします。 リ ス ト ス ト ラ ップは身体の ESD からのみ部品を保護します。
• ボードを扱う と きは、 ブラケッ ト または端を持つよ うにします。 基板パターンまたはコネクタに触らないでください。
• ボードは静電気防止面 (キッ トに含まれている袋など) 上にのみ置く よ うにしてください。
• ボードをザイ リ ンクス製品サポートに返却する場合は、 静電気防止袋にすぐに戻してください。
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 10UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 2 章: ボードのセッ トアップと設定
X-Ref Target - Figure 2-1
図 2‐1: ZCU111 評価ボードのコンポーネン ト
1
00 Round callout references a componenton the front side of the boardSquare callout references a componenton the back side of the board
00
26
41
28
15
43
20
19
27
18
52
42
60
40
62 61
1
57
26
41
28
13
15
43
20
19
2732
18
52
42
60
40
6330
12
62 61
16
22
7
6
24
25
17 1735
29 5
37 55
53
36
54
5623
2
4 8
51 49
14
45
5034
3
14
31
58
33
3839
219
10
59
28
11
44
X20477-06211
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 11UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 2 章: ボードのセッ トアップと設定
表 2‐1: ボード コンポーネン トの位置
参照番号
コンポーネン ト記号
機能 [B] = 裏面 説明 回路図ページ
1 U1 Zynq UltraScale+ XCZU28DR RFSoC ファンシンク
XCZU28DR-2FFVG1517COFAN 30-4988-10
2 J50 PS 側: DDR4 SODIMM ソケッ ト 、 64 ビッ ト DDR4 SODIMM 実装済み
LOTES ADDR0067-P001AMICRON MTA4ATF51264HZ-2G6E1
43
3 U80、 U94 ~ U96 PL 側: DDR4 コンポーネン ト メモ リ Micron MT40A512M16JY-075E 72 ~ 75
4 U17、 U18 クワ ッ ド SPI フラ ッシュ メモ リ (MIO 0 ~ 12) Micron MT25QU02CBB8E-0SIT 25
5 U12、 J96USB 3.0 ト ランシーバーおよび USB 2.0 ULPI PHY [B]
SMSC USB3320-EZK、WURTH 692122030100
24
6 J100 SD カード インターフェイス MOLEX 5025700893 28
7 U34、 J83 UART0 (MIO 18、 19)FTDI FT4232Hx-REEL、ヒ ロセ電機 ZX62D-AB-5P8
29
8 U46 SI5341B 独立 10 出力任意周波数クロ ッ ク ジェネレーター
Silicon Labs SI5341B-D07833-GM 40
9 U47 プログラマブル ユーザー SI570 ク ロ ッ ク Silicon Labs SI570BAB001614DG 45
10 U49プログラマブル ユーザー MGT SI570 ク ロ ック、 ユーザー MGT ク ロ ッ ク、156.250MHz、 3.3V LVDS
Silicon Labs SI570BAB000544DG 45
11 U48 SI5382A SFP28 ク ロ ッ ク リ カバリ [B] Silicon Labs SI5382B-C-GMR 39
12 U37、 P1210/100/1000MHz ト ラ イスピード イーサネット PHY、 ト ランス内蔵 RJ45
TI DP83867IRPAP、Wurth 7499111221A
30
13 U22、 U23 I2C0 (MIO 14、 15)、 エキスパンダー TI TCA6416APWR、TI PCA9544ARGYR
26
14 U26、 U27 I2C1 (MIO 16 ~ 17) [B] TI TCA9548APWR (計 2 箇所) 27
15 J27、 J32、 J37、J42 SFP28 モジュール コネクタ
Molex 170382-0001 38
16 U42 ZCU111 システム コン ト ローラー TI MSP430F5342 32
17 J48、 J49ユーザー PMOD GPIO コネクタ、 PMOD0/1 RA レセプタクル
SULLINS PPPC062LJBN-RC 42
18 DS11 ~ DS18ユーザー I/O、 8 つのユーザー LED、アクティブ High
GPIO LED、 GREEN 0603 41
19 SW9 ~ SW13ユーザー I/O、 ユーザー プッシュボタン スイ ッチ、
アクティブ High
E-Switch TL3301EP100QG (N、 S、 W、 E、 C パターン)
41
20 SW14 ユーザー I/O、 8 極ユーザー DIP スイ ッチ、アクティブ High
C&K SDA08H1SBD 41
21 SW20 ユーザー I/O、 CPU_RESET プッシュボタン、アクティブ High
E-switch TL3301EP100QG 41
22 SW8 システム コン ト ローラー 5 極 C&K SDA05H1SBD 32
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 12UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
https://japan.xilinx.comhttps://japan.xilinx.com/about/feedback.html?docType=User_Guides&docId=UG1271&Title=ZCU111%20%26%2335413%3B%26%2320385%3B%26%2312508%3B%26%2312540%3B%26%2312489%3B%20%26%2312518%3B%26%2312540%3B%26%2312470%3B%26%2312540%3B%20%26%2312460%3B%26%2312452%3B%26%2312489%3B&releaseVersion=1.2&docPage=12
第 2 章: ボードのセッ トアップと設定
23 SW3、 SW4スイ ッチ、 PS_SRST_B、 PS_POR_B ブッシュボタン
E-switch TL3301EP100QG 12
24 SW16 電源 ON/OFF スライ ド スイ ッチ、 電源 ON/OFF スライ ド スイ ッチ
C&K 1201M2S3AQE2 46
25 J52 電源 ON/OFF スライ ド スイッチ、電源コネクタ MOLEX 39-30-1060 46
26 SW2 Program_B プッシュボタン、 PS_PROG プッシュボタン
E-switch TL3301EP100QG 12
27 J26 FPGA メザニン カード インターフェイス、FMCP HSPC コネクタ
Samtec ASP_184329_01 33 ~ 37
28 – ボード電源システム (表面、 [B]) Infineon レギュレータ 47 ~ 61
29 P11 DPAUX (MIO 27 ~ 30)、 DisplayPort MOLEX 0472720001 22 ~ 23
30 J19 電圧および電流の監視、 PMBUS コネクタ SULLINS PBC36SAAN 26
31 J92 システム コン ト ローラー、 MSP430 SC エミ ュレーシ ョ ン ケーブル コネクタ
TYCO 5103308-2 32
32 SW6 RFSoC デバイスのコンフ ィギュレーシ ョ ン、FPGA モード 4 極 DIP スイ ッチ
4 極 C&K SDA04H1SBD 12
33 J5 SYSMON 2x6 垂直オス ピン ヘッダー SULLINS PBC36DAAN 3
34 J47 RF データ コンバーター、ロー プロファ イル アレイ (LPAF) ソケッ ト
Samtec LPAF-40-03.0-S-08-2-K-TR 63
35 J94 RF データ コンバーター、ロー プロファ イル アレイ (LPAF) ソケッ ト
Samtec LPAF-40-03.0-S-08-2-K-TR 64
36 U40 PS M.2 SATA コネクタ Amphenol MDT420M02001 31
37 M2CAGE1 PS M.2 SATA コネクタ、 M.2 コネクタ EMI ケージ
Leader Tech 20S-CBSFNSV-1.0x2.25x0.40
31
38 U52 冷却ファン コネクタ、 ファン コン ト ローラー Maxim MAX6643LBBAEE++ 46
39 J60 冷却ファン コネクタ、 ファン コン ト ローラー Molex 22-11-2032 46
40 J14 ユーザー SMA MGT ク ロ ッ ク、 SMA USER_SMA_MGT_CLOCK_P
Rosenberger 32K10K-400L5 8
41 J15 ユーザー SMA MGT ク ロ ッ ク、 SMA USER_SMA_MGT_CLOCK_N
Rosenberger 32K10K-400L5 8
42 J95 ユーザー SMA MGT ク ロ ッ ク、 SMA RF_FPGA_REF_CLK
Rosenberger 32K10K-400L5 4
43 J108 RF ク ロ ッキング、 U90 LMK04208 RF REFCLK SMA
Rosenberger 32K10K-400L5 67
44 J109 RF ク ロ ッキング、 U90 LMK04208 RF 外部 REFCLK SMA
Rosenberger 32K10K-400L5 67
45 U90 RF ク ロ ッキング、 LMK04208 RF REFCLK TI LMK04208 67
49 U102 RF ク ロ ッキング、 ADC RFPLL TI LMX2594RHAT 68
50 U103 RF ク ロ ッキング、 DAC RFPLL TI LMX2594RHAT 69
表 2‐1: ボード コンポーネン トの位置 (続き)
参照番号
コンポーネン ト記号
機能 [B] = 裏面 説明 回路図ページ
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 13UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 2 章: ボードのセッ トアップと設定
51 U104 RF ク ロ ッキング、 ADC RFPLL TI LMX2594RHAT 70
52 U6 システム リセッ ト プッシュボタン、 パワーオン リセッ ト
Maxim MAX16025TE+ 12
53 U13 USB 3.0 ト ランシーバーおよび USB 2.0 ULPI PHY、 USB3 電源スイ ッチ
Micrel MIC2544A-1YM 24
54 J20 システム リセッ ト プッシュボタン、2 ピン HDR PS_POR_B
SULLINS PBC36SAAN 12
55 J8 システム リセッ ト プッシュボタン、2 ピン HDR PS_SRST_B
SULLINS PBC36SAAN 12
56 J9 システム リセッ ト プッシュボタン、2 ピン HDR MR_B (U6 MAX16025 POR)
SULLINS PBC36SAAN 12
57 U53 ボード電源システム、INFINEON PMIC1
Infineon IRPS5401MXI04TRP 47
58 U55 ボード電源システム、INFINEON PMIC2
Infineon IRPS5401MXI04TRP 49
59 U57 ボード電源システム、INFINEON PMIC3
Infineon IRPS5401MXI04TRP 51
60 U83 電源およびステータス LED、 LED ド ライバー TI SN74AVC8T245PWR 62
61 U84 電源およびステータス LED、 LED ド ライバー TI SN74AVC8T245PWR 62
62 U85 電源およびステータス LED、 LED ド ライバー TI SN74AVC8T245PWR 62
63 SW7 PB U42 MSP430 リセッ ト 、PB リセッ ト (U42 MSP430)
E-switch TL3301EP100QG 32
表 2‐1: ボード コンポーネン トの位置 (続き)
参照番号
コンポーネン ト記号
機能 [B] = 裏面 説明 回路図ページ
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 14UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 2 章: ボードのセッ トアップと設定
ジャンパーおよびスイッチのデフォルト設定
図 2-2 に、 ZCU111 ボードのジャンパー ヘッダーおよびスイ ッチの位置を示します。 図中のコンポーネン ト位置を示す番号は、 表 2-2 (ジャンパーのデフォルト設定) または表 2-3 (スイ ッチのデフォルト設定) に 「参照番号」 と して記載しています。 いずれの表にも、 該当する回路図ページ番号を記載しています。
X-Ref Target - Figure 2-2
図 2‐2:ボードのジャンパー ヘッダーおよびスイッチの位置
1
2
4
3
8
9
10
11
12
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29
32
28
24
21
22
31
7
6
5
30
X20479-062118
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 15UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 2 章: ボードのセッ トアップと設定
ジャンパー
表 2‐2: ジャンパーのデフォルト設定
参照番号コンポーネン ト
記号機能 デフォルト 回路図ページ
1 J85 POR_OVERRIDE 2-3 3
1-2: イネーブル
2-3: ディ スエーブル
2 J2 SYSMON I2C アドレス ON 3
OFF: SYSMON_VP_R = フローティング
ON: SYSMON_VP_P = プルダウン
3 J3 SYSMON I2C アドレス ON 3
OFF: SYSMON_VN_R = フローティング
ON: SYSMON_VP_N = プルダウン
4 J4 SYSMON VREFP 1-2 3
1-2: 1.25V VREFP を FPGA に接続
2-3: VREFP を GND に接続
5 J20 リセッ ト シーケンサー PS_POR_B ON 12
OFF: シーケンサーで PS_POR_B を制御しない
ON: シーケンサーで PS_POR_B を制御する
6 J8 リセッ ト シーケンサー PS_SRST_B ON 12
OFF: シーケンサーで PS_SRST_B を制御しない
ON: シーケンサーで PS_SRST_B を制御する
7 J9 リセッ ト シーケンサー抑制 OFF 12
OFF: 通常動作のシーケンサー
ON: シーケンサー抑制 ( リセッ トがアサート されたまま)
8 J17 USB 3.0 コネクタ J96 のシールド接続オプシ ョ ン 2-3 24
1-2: J96 シールドをキャパシタ C171 を介して GND に接続
2-3: J96 シールドを GND に直接接続
9 J18 ULPI USB3320 U12 ULPIO_VBUS_SEL オプシ ョ ン ジャンパー OFF 24
ON: U13 MIC2544A スイ ッチの 5V を VBUS に使用
OFF: 通常動作、 J96 USB3.0 接続からの VBUS を使用
10 J1 SD3.0 U107 IP4856CX25 レベル変換器の基準電圧選択 1-2 28
1-2: SD3.0 J100 ソケッ トの UTIL_3V3 3.3V を追跡
2-3: GND = 内部基準電圧に戻す
11 J23 U93 SC18IS602IPW I2C-to-SPI ブリ ッジ イネーブル OFF 66
ON: U93 ブリ ッジ RESET_B を GND に接続、 U93 無効
OFF: U93 ブリ ッジ有効
12 J164 U111 MPS430 RST_B およびテス ト ピン オプシ ョ ン 32
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 16UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 2 章: ボードのセッ トアップと設定
1-2: MSP430_RST_B を PMOD1_0 に接続 開放
2-3: MSP430_TEST を PMOD1_1 に接続 開放
13 J29 SFP0 J29 イネーブル ジャンパー ON 38
ON: SFP0 TX_DISABLE = GND = イネーブル
OFF: SFP0 TX_DISABLE = High = ディ スエーブル
14 J35 SFP1 J35 イネーブル ジャンパー ON 38
ON: SFP1 TX_DISABLE = GND = イネーブル
OFF: SFP1 TX_DISABLE = High = ディ スエーブル
15 J40 SFP2 J40 イネーブル ジャンパー ON 38
ON: SFP2 TX_DISABLE = GND = イネーブル
OFF: SFP2 TX_DISABLE = High = ディ スエーブル
16 J44 SFP3 J44 イネーブル ジャンパー ON 38
ON: SFP3 TX_DISABLE = GND = イネーブル
OFF: SFP3 TX_DISABLE = High = ディ スエーブル
17 J87 USB2ANY ケーブル セレク ト ジャンパー OFF 66
ON: USBANY_SDO を I2CSPI_SDO に接続
OFF: USBANY_SDO を I2CSPI_SDO に接続しない
18 J89 ZU28DR RFSoC U1 ADC バンク 224 ADC_REXT 選択 OFF 9
ON: バンク 224 ADC_REXT ピン AB8 = GND
OFF: バンク 224 ADC_REXT ピン AB8 = 2.49K を介して GND に接続
19 J90 ZU28DR RFSoC U1 DAC バンク 228 DAC_REXT 選択 OFF 10
ON: バンク 228 DAC_REXT ピン W8 = GND
OFF: バンク 228 DAC_REXT ピン W8 = 2.49K を介して GND に接続
20 J101 SPI CS セレク ト ヘッダー 66
1-2:
3-4:
5-6:
7-8:
21 J111 SPI SDO セレク ト ヘッダー 66
1-2:
3-4:
5-6:
7-8:
表 2‐2: ジャンパーのデフォルト設定 (続き)
参照番号コンポーネン ト
記号機能 デフォルト 回路図ページ
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 17UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 2 章: ボードのセッ トアップと設定
スイッチ
22 J110 U92 12.8MHz TXCO 電源 ON 67
ON: U92 を ON
OFF: U92 を OFF
表 2‐2: ジャンパーのデフォルト設定 (続き)
参照番号コンポーネン ト
記号機能 デフォルト 回路図ページ
表 2‐3: スイッチのデフォルト設定
参照番号コンポーネン ト
記号機能 デフォルト 回路図ページ
23 SW6 RFSoC U1 モード 4 極 DIP スイ ッチ 0010 12
スイ ッチ OFF = 1 = High、 ON = 0 = Low
モード = SW6[4:1] = Mode[3:0]
JTAG = ON,ON,ON,ON = 0000
QSPI32 = ON,ON,OFF,ON = 0010
SD = OFF,OFF,OFF,ON = 1110
24 SW2 PS_PROG_B プッシュボタン (1) 12
25 SW3 PS_POR_B プッシュボタン (1) 12
SW4 PS_SRST_B プッシュボタン (1) 12
26 SW8 MSP430 U42 5 極 GPIO DIP スイ ッチスイ ッチ OFF = 1 = High、 ON = 0 = Low
11111 32
27 SW8 MSP430 U42/MSP430 エミ ュレーシ ョ ン ケーブル J92 用の RST_B プッシュボタン
(1) 32
28 SW9 GPIO プッシュボタン (ノース) GPIO_SW_N (1) 41
SW10 GPIO プッシュボタン (ウエス ト ) GPIO_SW_W (1) 41
SW11 GPIO プッシュボタン (センター ) GPIO_SW_C (1) 41
SW12 GPIO プッシュボタン (イース ト ) GPIO_SW_E (1) 41
SW13 GPIO プッシュボタン (サウス) GPIO_SW_S (1) 41
29 SW14 GPIO 8 極 DIP スイ ッチスイ ッチ OFF = 0 = Low、 ON = 1 = High
00000000 41
30 SW15 CPU_RESET プッシュボタン (1) 41
31 SW16 主電源スライ ド スイ ッチ OFF 46
32 SW19 PS MIO22_BUTTON プッシュボタン (1) 11
注記:1. プッシュボタン スイ ッチのデフォルトは開放 (押し込まれていない状態) です。
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 18UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 2 章: ボードのセッ トアップと設定
RFSoC デバイスのコンフ ィギュレーシ ョ ンZynq UltraScale+ XCZU28DR-2E RFSoC デバイスは、 マルチ ステージ ブート プロセスを使用しています。 マルチ ステージ ブート プロセスの詳細は、『Zynq UltraScale+ MPSoC テクニカル リ ファレンス マニュアル』 (UG1085) [参照 3] の 「ブートおよびコンフ ィギュレーシ ョ ン」 の章を参照してください。 表 2-4 に、 スイ ッチ SW6 のコンフ ィギュレーシ ョ ン オプシ ョ ン設定を示します。
JTAG
Vivado®、 ザイ リ ンクス SDK、 またはサードパーティ ツールを使用する と、 マイ ク ロ USB コネクタ (J83) から FTDI FT4232 USB-to-JTAG/USB UART (U34) を経由して Zynq UltraScale+ RFSoC デバイスへ JTAG 接続を確立できます。
クワッ ド SPIデュアル クワ ッ ド SPI 不揮発性コンフ ィギュレーシ ョ ン メモ リからブートするには、 次の手順を実行します。
1. Zynq UltraScale+ RFSoC の有効なブート イ メージを、 MIO クワ ッ ド SPI インターフェイスに接続したクワ ッ ド SPI フラ ッシュ デバイスに格納します。 QSPI のプログラ ミ ングの詳細は、 『ZCU111 フラ ッシュ リ ス ト ア チュート リ アル』 (XTP515) [参照 13] を参照してください。
2. 表 2-4 を参照して、 ブート モード ピン SW6 [3:0] PS_MODE[3:0] を 「QSPI32」 に設定します。
3. 電源を切って入れ直すか、パワーオン リセッ ト (POR) プッシュボタンを押します。 SW6 は図 2-1 の参照番号 46 にあ り ます。
SD
SD カードからブートするには、 次の手順を実行します。
1. Zynq UltraScale+ RFSoC の有効なブート イ メージを格納した SD カードを ZCU111 ボードのソケッ ト J100 に挿入します。
2. 表 2-4 を参照して、 ブート モード ピン SW6 [3:0] PS_MODE[3:0] を 「SD」 に設定します。
3. 電源を切って入れ直すか、パワーオン リセッ ト (POR) プッシュボタンを押します。 SW6 は図 2-1 の参照番号 46 にあ り ます。
Zynq UltraScale+ RFSoC のコンフ ィギュレーシ ョ ン オプシ ョ ンの詳細は、 『Zynq UltraScale+ MPSoC テクニカル リファレンス マニュアル』 (UG1085) [参照 3] を参照してください。
表 2‐4: スイッチ SW6 のコンフ ィギュレーシ ョ ン オプシ ョ ン設定
ブート モード モード ピン [3:0] モード SW6 [4:1]
JTAG 0000 ON,ON,ON,ON
QSPI32 0010(1) ON,ON,OFF,ON
SD 1110 OFF,OFF,OFF,ON
注記:1. スイ ッチのデフォルト設定です。
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 19UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 3章
ボード コンポーネン トの説明
概要
この章では、 ボード上の各コンポーネン トの機能について詳し く説明します。 12 ページの表 2-1 にはコンポーネント名、 回路図のページ番号、 および各コンポーネン トの機能を説明したこの章のセクシ ョ ンへのリ ンクを記載して
います。 各コンポーネン トの位置は、 11 ページの図 2-1 を参照して ください。
コンポーネン トの説明
Zynq UltraScale+ XCZU28DR RFSoC
[図 2-1、 参照番号 1]
ZCU111 ボードには、 強力なプロセッシング システム (PS) とプログラマブル ロジッ ク (PL) を 1 つのデバイスに統合した Zynq UltraScale+ XCZU28DR-2FFVG1517 RFSoC が実装されています。 Zynq UltraScale+ RFSoC の PS は、 Arm® 社のフラ ッグシップ製品である Cortex®-A53 64 ビッ ト クワ ッ ド コア プロセッサと Cortex-R5 デュアルコア リ アルタイム プロセッサを内蔵しています。
Zynq UltraScale+ XCZU28DR-2FFVG1517 RFSoC の詳細は、『Zynq UltraScale+ RFSoC データシート : DC 特性および AC スイ ッチ特性』 (DS926) [参照 2] を参照して ください。Zynq UltraScale+ RFSoC のコンフ ィギュレーシ ョ ン オプシ ョ ンの詳細は、 『Zynq UltraScale+ MPSoC テクニカル リ ファレンス マニュアル』 (UG1085) [参照 3] を参照してください。
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 20UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
暗号キー バッテリ バックアップ回路XCZU28DR RFSoC (U1) はビッ ト ス ト リーム暗号キー テク ノ ロジを実装しています。 ZCU111 ボードには、 図 3-1 に示す暗号キー バッ クアップ バッテ リ回路があ り ます。
このボードにはセイコーインスツル社の 1.5V リチウム二次コイン電池 TS518FE (B1) が実装されており、 この電池の正極が XCZU28DR-2E RFSoC (U1) の VCC_PSBATT ピン Y23 に接続されています。ボードの電源がオフの場合のバッテリ電源電流 IBATT 仕様値は最大 150nA です。UTIL_1V8 1.8V レールから順電圧降下 0.38V (標準) の直列ダイオード と 4.7ΩK 電流制限抵抗器を介して B1 を充電します。 公称充電電圧は、 1.42V です。
X-Ref Target - Figure 3-1
図 3‐1:暗号キー バックアップ回路
X20480-062118
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
I/O 電圧レール
表 3-1 に、 ZCU111 ボード上の XCZU28DR RFSoC PL I/O バンク電圧を示します。
PS 側: DDR4 SODIMM ソケッ ト[図 2-1、 参照番号 2]
PS 側のメモ リは Zynq UltraScale+ DDRC バンク 504 ハード メモ リ コン ト ローラーに接続されています。 PS 側のバンク 504 メモ リ インターフェイスは 260 ピン 64 ビッ ト DDR4 SODIMM ソケッ ト (J50) をサポート します。ZCU111 ボードは出荷時に次の DDR4 SODIMM が装着されています。
• メーカー : Micron 社
• 製品番号: MTA4ATF51264HZ-2G6E1
• 説明:
° 4GB 260 ピン DDR4 SODIMM
° シングル ランク x16
° 512Mb x 64 ビッ ト
° 1333MT/s ~ 2666MT/s をサポート
ZCU111 ボードの XCZU28DR RFSoC PS DDR インターフェ イ スの性能は、『Zynq UltraScale+ RFSoC データシー ト : DC 特性および AC ス イ ッチ特性』 (DS926) [参照 2] を参照して く ださい。
表 3‐1: I/O 電圧レール
XCZU28DR 電源ネッ ト名 電圧 接続先
PL バンク 64 VCC1V8 1.8V GPIO
PL バンク 65 VADJ_FMC(1) 1.8V FMCP_HSPC LA BUS [0:16]
PL バンク 66 VADJ_FMC(1) 1.8V FMCP_HSPC LA BUS [17:32]
PL バンク 67 VCC1V2 1.2V PL_DDR4_DQ[32:63]
PL バンク 68 VCCIV2 1.2V PL_DDR4_DQ[0:31]、 SFPx_TX_DISABLE、 SYSMON_SDA/SCL
PL バンク 69 VCC1V2 1.2V PL_DDR4 ADDR/CTRL、 PMOD0&1[0:7]、 MSP430_GPIO[0:3]
PL バンク 84 VCC1V8 1.8V ADCIO[0:19]、 GPIO_SW[N,E,C,W]
PL バンク 87 VCC1V8 1.8V DACIO[0:19]、 GPIO_SW[S]、 SFP_SI5382_CLK_IN_SEL
PS バンク 500 VCC1V8 1.8V QSPI LWR/UPR、 PS_GPIO2、 I2Cx_SDA/SCL、 UART0_RXD/TXD
PS バンク 501 VCC1V8 1.8V DP CTRL、 PMU_GPO[0:5]、 SDIO I/F、 PS_GPIO1
PS バンク 502 VCC1V8 1.8V USB I/F、 ENET I/F
PS バンク 503 VCC1V8 1.8V PS CONFIG I/F
PS バンク 504 VCC1V2 1.2V PS_DDR4 64-BIT SODIMM I/F
注記:1. ZCU111 ボードの出荷時、 VADJ_FMC は MSP430 システム コン ト ローラーによって 1.8V に設定されています。
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 22UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
ZCU111 ボードの DDR4 SODIMM インターフェイスは、 『UltraScale アーキテクチャ PCB デザイン ユーザー ガイ ド』 (UG583) [参照 4] の 「DDR4 SDRAM (PL および PS) の PCB ガイ ド ライン」 セクシ ョ ンに記載の制約ガイ ド ラインに従っています。 DDR4 SODIMM インターフェイスのインピーダンスは 40Ω です。 その他のメモ リ インターフェイスの詳細は、 『UltraScale アーキテクチャ FPGA メモ リ IP LogiCORE IP 製品ガイ ド』 (PG150) [参照 5] も参照してください。 詳細は、 Micron 社のウェブサイ ト [参照 15] で MTA4ATF51264HZ-2G6E1 のデータシート を参照してください。
DDR4 SODIMM ソケッ ト (J50) と XCZU28DR PS バンク 504 の接続は、付録 B 「ザイ リ ンクス デザイン制約」 を参照してください。
PL 側: DDR4 コンポーネン ト メモリ[図 2-1、 参照番号 3]
4 つの 512Mb x 16 SDRAM (U80、 U94 ~ U96) で 4GB、 64 ビッ ト幅の DDR4 メモ リ システムを構成しています。
• メーカー : Micron 社
• 製品番号: MT40A512M16JY-075E
• 説明:
° 8Gb (512Mb x 16)
° 1.2V 96 ボール TFBGA
° DDR4-2666
ZCU111 ボードの XCZU28DR RFSoC PL DDR インターフェイスの性能は、『Zynq UltraScale+ RFSoC データシート : DC 特性および AC スイ ッチ特性』 (DS926) [参照 2] を参照して ください。
このメモ リ システムは、 PL 側の XCZU28DR バンク 67、 68、 および 69 に接続されます。 DDR4 0.6V VTT 終端電圧は、 シンク ソース レギュレータ (U81) から供給されます。
ZCU111 ボードの DDR4 64 ビッ ト コンポーネン ト メモ リ インターフェイスは、『UltraScale アーキテクチャ PCB デザイン ユーザー ガイ ド』 (UG583) [参照 4] の 「DDR4 SDRAM (PL および PS) の PCB ガイ ド ライン」 セクシ ョ ンに記載の制約ガイ ド ラインに従っています。 ZCU111 ボードの DDR4 コンポーネン ト インターフェイスのインピーダンスは 40Ω です。 その他のメモ リ インターフェイスの詳細は、 『UltraScale アーキテクチャ FPGA メモ リ IP LogiCORE IP 製品ガイ ド』 (PG150) [参照 5] も参照して ください。 詳細は、 Micron 社のウェブサイ ト [参照 15] で MTA4ATF51264HZ-2G6E1 のデータシート を参照してください。
DDR4 コンポーネン ト メモ リ と XCZU28DR バンクの接続は、 付録 B 「ザイ リ ンクス デザイン制約」 を参照してください。
ZCU111 ボード ユーザー ガイド 23UG1271 (v1.2) 2018 年 10 月 2 日 japan.xilinx.com
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
PSMIO
表 3-2 に、 ZCU111 ボードで実装されている PS MIO ペリ フェラルのマップを示します。 PS MIO ペリ フェラルのマップの詳細は、『Zynq UltraScale+ MPSoC テクニカル リ ファレンス マニュアル』 (UG1085) [参照 3] を参照してください。
表 3‐2: MIO ペリフェラルのマップ
MIO[0:25] バンク 500 MIO[26:51] バンク 501 MIO[52:77] バンク 502
0 QSPI 26 PMU IN 52 USB0
1 QSPI 27 DPAUX 53 USB0
2 QSPI 28 DPAUX 54 USB0
3 QSPI 29 DPAUX 55 USB0
4 QSPI 30 DPAUX 56 USB0
5 QSPI 31 割り当てなし /接続なし 57 USB0
6 割り当てなし /接続なし 32 PMU OUT 58 USB0
7 QSPI 33 PMU OUT 59 USB0
8 QSPI 34 PMU OUT 60 USB0
9 QSPI 35 PMU OUT 61 USB0
10 QSPI 36 PMU OUT 62 USB0
11 QSPI 37 PMU OUT 63 USB0
12 QSPI 38 GPIO 64 GEM3
13 GPIO 39 SD1 65 GEM3
14 I2C0 40 SD1 66 GEM3
15 I2C0 41 SD1 67 GEM3
16 I2C1 42 SD1 68 GEM3
17 I2C1 43 割り当てなし /接続なし 69 GEM3
18 UART0 44 割り当てなし /接続なし 70 GEM3
19 UART0 45 SD1 71 GEM3
20 割り当てなし /接続なし 46 SD1 72 GEM3
21 割り当てなし /接続なし 46 SD1 73 GEM3
22 GPIO 48 SD1 74 GEM3
23 GPIO 49 SD1 75 GEM3
24 割り当てなし /接続なし 50 SD1 76 MDI03
25 割り当てなし /接続なし 51 SD1 77 MDI03
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
クワッ ド SPI フラ ッシュ メモリ (MIO 0 ~ 12)[図 2-1、 参照番号 4]
Micron 社のデュアル MT25QU02GCBB8E12-0SIT シ リ アル NOR フラ ッシュ クワ ッ ド SPI フラ ッシュ メモ リには、RFSoC システムのブート イ メージを格納できます。 このインターフェイスは、 『Zynq UltraScale+ MPSoC テクニカル リ ファレンス マニュアル』 (UG1085) [参照 3] で定義された QSPI32 ブート モードをサポートするために使用します。
デュアル クワ ッ ド SPI フラ ッシュ (U17/U18) は 4Gb の不揮発性ス ト レージで、 コンフ ィギュレーシ ョ ンおよびデータ ス ト レージに使用できます。
• 製品番号: MT25QU02GCBB8E12-0SIT (Micron 社)
• 電源電圧: 1.8V
• データパス幅: 8 ビッ ト
• データ レート : モード (シングル、 デュアル、 クワ ッ ド ) によ り異なる
このメモ リの使用方法の詳細は、 『Zynq UltraScale+ MPSoC テクニカル リ ファレンス マニュアル』 (UG1085) [参照 3] のコンフ ィギュレーシ ョ ンおよびクワッ ド SPI フラ ッシュ メモ リに関するセクシ ョ ンを参照してください。 クワ ッド SPI の詳細は、 Micron 社のウェブサイ ト [参照 15] で MT25QU02GCBB8E12-0SIT のデータシート を参照してください。
クワ ッ ド SPI フラ ッシュ メモ リ と XCZU28DR PS バンク 500 の接続は、 付録 B 「ザイ リ ンクス デザイン制約」 を参照してください。
GPIO (MIO 13、 38)これら 2 つの GPIO ビッ トは MSP430 システム コン ト ローラー (U42) に接続されており、 汎用信号または Zynq UltraScale+ RFSoC デバイス と MSP430 システム コン ト ローラーの通信に使用します。 これらの信号は、 TSX0108E (U41) によってレベル シフ ト されます。 表 3-3 に、 システム コン ト ローラー (U42) と XCZU28DR RFSoC の接続を示します。
表 3‐3: システム コン ト ローラー (U42) GPIO と XCZU28DR (U1) の接続
XCZU28DR (U1) ピン ネッ ト名MSP430 (U42)
ピン名 ピン番号
E27 MIO38_PS_GPIO1 P1_6 19
R28 MIO13_PS_GPIO2 P1_7 20
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
I2C0 (MIO 14、 15)、 I2C1 (MIO 16、 17)図 3-2 に、 I2C0 および I2C1 バス接続の概略を示します。
X-Ref Target - Figure 3-2
図 3‐2: I2C0 および I2C1 バス接続の概略
Zynq UltraScale+RFSoc PS-Side
RFSoC PL-Side
I2C0
PS_I2C0 PS_I2C1
PL_I2C0 PL_I2C1
0x74 01234567
EEPROMSI5341USER_SI570USER_MGT_S1570SI5328I2CSP1RFMCN.C.
12C Mux#1
0x75 01234567
FMC+ HSPCN.C.SYSMON (DNP resistors)PS_DDR4_SODIMMSFP283SFP282SFP281SFP280
12C Mux#2
0x75
0123
INA226 PMBusN.C.IRPS5401 PS + PL Voltage Controller PMBusSYSMON
12C Mux#3
PMBus Cable
0x20GPIO
Expander
U22 TCA6416A
System ControllerP3 P4
U42 MSP430
U23 PCA9544AI2C0
J19
I2C1
U27 TCA9548A
U26 TCA9548A
I2C1
U1 XCZU28DR
L/SU19
L/SU20
L/SU25
L/SU24
X20530-062118
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
I2C0 (MIO 14、 15)[図 2-1、 参照番号 13]
I2C バス I2C0 は RFSoC (U1) の PS バンク 500、 PL バンク 64、およびシステム コン ト ローラー (U42) を GPIO 16 ビット ポート エクスパンダー (TCA6416A U22) および I2C スイ ッチ (PCA9544A U23) に接続します。 ポート エクスパンダーを使用する と、 PL 側をコンフ ィギュレーシ ョ ンしな くても リセッ トおよび電源システム イネーブル ピンを制御したり、 各種アラーム入力を受信したりできます。 PMBus 電源コン ト ローラーおよび INA226 電力モニターにも、PCA9544A スイ ッチ (U23) を介して I2C0 バスからアクセスできます。 TCA6416A (U22) は、 I2C アドレス 0x20 に応答するよ うにピンを固定しています。 PCA9544A スイ ッチ (U23) は 0x75 に設定されています。
表 3-4 に、 I2C0 TCA6416A ポート エクスパンダー (U22) の各ポートに接続されたデバイスを示します。 表 3-5 に、I2C0 PCA9544A スイ ッチ (U23) の各バスに接続されたデバイスを示します。 表 3-4 と表 3-5 に示した I2C0 バス接続の概略を、 図 3-3 に示します。
X-Ref Target - Figure 3-3
図 3‐3: I2C0 バスのトポロジ
TCA6416A
P00P01P02P04P05P06
MAX6643_OT_BMAX6643_FANFAIL_BMI026_PMU_INPUT_LSSFP28_SI5328_INT_ALMIIC_MUX_RESET_BGEM3_EXP_RESET_BSDA/
SCL
BANK 500
PS I2C0MIO15/MIO14
U1
BANK 64
PL I2C0AW16/AT16
U1
MPS430
U42
22 P3_023 P3_1
L/S
U19
0x20
P10P11P12P16P17
FMC_HSPC_PRSNT_M2C_BCLK_SPI_MUX_SEL0CLK_SPI_MUX_SEL1IRPS5401_ALERT_BINA226_PMBUS_ALERT
U20
TCA6416A
SDA/SCL
0x75
INA226_PMBUS_SCA/SCLNot ConnectedIRPS5401_PMBUS_SDA/SCLSYSMON_SCA/SCL
U23
SD0/SC0SD1/SC1SD2/SC2SD3/SC3
U22
I2C0_SDA/SCL
L/S
X20531-062118
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
表 3‐4: I2C0 ポート エクスパンダー TCA6416A (U22、 アドレス 0x20) の接続
TCA6416A (U22)
回路図ネッ ト名
接続先
ピン名ピン番号
ピン番号
ピン名 コンポーネン ト記号 デバイス
SDA 23 I2C0_SDA 図 3-3 の接続を参照してください。TCA6416A U22 アドレス 0x20
SCL 22 I2C0_SCL
P00 4 MAX6643_OT_B 9 OT_B U52 MAX6643
P01 5 MAX6643_FANFAIL_B 4 FANFAIL_B U52 MAX6643
P0 6 MIO26_PMU_INPUT_LS G25 PS_MIO26 U1 XCZU28DR
P04 8 SFP_SI5382_INT_ALM 12 INTRB U48 SI5382A
P05 9 IIC_MUX_RESET_B 3 RESET_B U26、 U27 TCA9548A
P06 10 GEN3_EXP_RESET_B 2 B U14 SN74LVC1G08
P10 13 FMCP_HSPC_PRSNT_M2C_B
4 OE U45 NC7SZ66P5X
H2 PRSNT_M2C_L J26(H) ASP_184329_01
Z1 PRSNT_M2C_L J26(Z) ASP_184329_01
P11 14 CLK_SPI_MUX_SEL0 14 S0 U97 IDTQS3VH253QG8
P12 15 CLK_SPI_MUX_SEL1 2 S1 U97 IDTQS3VH253QG8
P16 19 IRPS5401_ALERT_B
11 INT2_B U23 PCA9544A
17 ALERT_B U53、 U55、 U57 IRPS5401
17 SALERT_B U68、 U70、 U74、 U75 IR38060
P17 20 INA226_PMBUS_ALERT
4 INT0_B U23 PCA9544A
3 ALERT U3、 U59 ~ U61U63 ~ U66
INA226
3 ALERT U67、 U69、 U71、 U73、U77、 U79
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
I2C1 (MIO 16 ~ 17)[図 2-1、 参照番号 14]
I2C バス I2C1 は RFSoC (U1) の PS バンク 500、 PL バンク 64、およびシステム コン ト ローラー (U42) を 2 つの I2C スイ ッチ (TCA9548A U26、 U27) に接続します。 これらの I2C1 接続によ り、 I2C に対応したほかのターゲッ ト デバイスとの I2C 通信をサポート します。 TCA9548A (U26) は、 I2C アドレス 0x74 に応答するよ うにピンをス ト ラ ップしています。 TCA9548A (U27) は、 I2C アドレス 0x75 に応答するよ うにピンを固定しています。 表 3-6 と表 3-7 に示した I2C1 バス接続の概略を、 図 3-4 に示します。
表 3‐5: I2C0 マルチプレクサー PCA9544A (U23、 アドレス 0x75) の接続
PCA9544A (U23)回路図ネッ ト名
接続先
ピン名 ピン番号 ピン番号 ピン名 コンポーネン ト記号 デバイス
SDA 19 I2C0_SDA 図 3-3 の接続を参照してください。PCA9544A (U23) アドレス 0x75SCL 18 I2C0_SCL
ポートマルチプレクサーに接続された I2C バス
0 INA226_PMBUS_SDA/SCL 4/5 SDA/SCL 表 3-4 の P17 参照 INA226
2 IRPS5401_SDA/SCL 19/18 DATA/CLK U53、 U55、 U57 IRPS5401
3 SYSMON_SDA/SCL D11/B12 バンク 68 U1(1) XCZU28DR
注記:1. SYSMON SDA/SCL は U99 によってレベル シフ ト されます。
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
X-Ref Target - Figure 3-4
図 3‐4: I2C1 バスのトポロジ
TCA9548A
SD0/SC0
SD1/SC1
SD2/SC2
SD3/SC3
SD4/SC5
SD5/SC5
SD6/SC6
SD7/SC7
IIC_EEPROM_SDA/SCL
S15341_SDA/SCL
USER_S1570_SDA/SCL
USER_MGT_S1570_SDA/SCL
SI5382_SDA/SCL
I2C2SPI_SDA/SCL
RFMC_I2C_SDA/SCL
NOT CONNECTED
SDA/SCL
BANK 500
PS I2C1
U1
BANK 64
U1
MPS430
U42
28 P4_129 P4_2
L/S
U24
0x74
U25
U26
I2C1_SDA/SCL
L/S
MIO17/MIO16
PL I2C1AL21/AH19
TCA9548A
SD0/SC0
SD1/SC1
SD2/SC2
SD3/SC3
SD4/SC5
SD5/SC5
SD6/SC6
SD7/SC7
FMCP_HSPC_II_SDA/SCL
NOT CONNECTED
SYSMON_SDA/SCL
PS_DDR4_SODIMM_SDA/SCL
SFP3_IIC_SDA/SCL
SFP2_IiC_SDA/SCL
SFP1_IiC_SDA/SCL
SFP0_IIC_SDA/SCL
SDA/SCL
0x75
U27
X20532-062118
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
TCA9548A と PCA9544A の詳細は、 Texas Instruments 社のウェブサイ ト [参照 20] を参照してください。
表 3‐6: I2C1 TCA9548A (U26、 アドレス 0x74) の接続
TCA9548A U26 (アドレス 0x74)
ポートI2C1 バス デバイス ターゲッ ト デバイス
アドレス
0 EEPROM U88 0x54
1 Si5341 ク ロ ッ ク U46 0x36
2 ユーザー Si570 ク ロ ッ ク U47 0x5D
3 ユーザー MGT Si570 ク ロ ッ ク U49 0x5D
4 Si5382 (SFP28 ク ロ ッ ク リ カバリ ) U48 0x68
5 SC18IS602B U93 0x2F
6 LPAF-40 J47 コネクタ USER
7 未接続 NA
表 3‐7: I2C1 TCA9548A (U27、 アドレス 0x75) の接続
TCA9548A (U27)(アドレス 0x75)
ポートI2C1 バス デバイス ターゲッ ト デバイス
アドレス
0 FMCP HSPC J26 0x##
1 未接続 NA
2 SYSMON U1 バンク 68 0x32
3 PS DDR4 SODIMM ソケッ ト J50 0x51
4 SFP3 P2 0x50
5 SFP2 P1 0x50
6 SFP1 P2 0x50
7 SFP0 P1 0x50
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
UART0 (MIO 18、 19)[図 2-1、 参照番号 7]
これは Zynq UltraScale+ RFSoC の PS 側のメ イン UART インターフェイスで、 TXS0108E レベル シフター (U21) 経由で FTDI FT4232HL USB-to-Quad-UART ブリ ッジ (U34) のポート B に接続します。 表 3-8 に、 FT4232HL (U34) のポート割り当てを示します。 図 3-5 に、 FT4232HL UART インターフェイス回路を示します。
表 3‐8: FT4232HL のポート割り当て
FT4232HL (U34) Zynq UltraScale+ RFSoC (U1)
ポート A JTAG ZCU111 JTAG チェーン
ポート B UART0 PS_UART0 (MIO 18、 19)
ポート C UART2 PL_UART2 バンク 64
ポート D UART3 U42 システム コン ト ローラー UART
X-Ref Target - Figure 3-5
図 3‐5: ZCU111 の FT4232HL UART 接続
X20481-062118
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
表 3-9 に、 FT4232HL (U34) の UART 接続を示します。
FT4232HL の詳細は、 Future Technology Devices International Ltd 社のウェブサイ ト [参照 26] を参照してください。
UART1 (MIO 20、 21)PS 側の UART1 は未接続です。
GPIO (MIO 22、 23)PS 側のプッシュボタン SW19 は MIO22 (ピン U1.Y28) に接続されています。このプッシュボタンの横にある PS 側の LED DS50 は、 MIO23 (ピン U1.U29) に接続されています。
CAN1 (MIO 24、 25)PS 側の CAN バス TX および RX MIO ピンは未接続です。
PMU GPI (MIO 26)
PS 側の MIO 26 は、 ウォーム ブート を示すための PMU への入力と して予約されています。 PS バンク 501 の MIO26 (U1.G25) は、0Ω 直列抵抗 R92 を介して I2C0 U22 TCA6416A バス エクスパンダー (ポート P02 U22.6) に接続されています。 PMU インターフェイスの詳細は、 『Zynq UltraScale+ MPSoC テクニカル リ ファレンス マニュアル』 (UG1085) [参照 3] を参照して ください。
表 3‐9: FT4232HL の UART 接続
FT4232HL (U34) ピン
回路図ネッ ト名レベル
シフターレベル シフ ト後のネッ ト名
ターゲッ ト UARTコンポーネン ト記号、
ピン
26 LS_UART0_TXD_OUT U21 UART0_TXD_MIO18_RXD U1 Y27
27 LS_UART0_RXD_IN U21 UART0_RXD_MIO19_TXD U1 W28
38 LS_UART2_TXD_OUT U21 UART2_TXD_FPGA_RXD U1 AT15
39 LS_UART0_RXD_IN U21 UART2_RXD_FPGA_TXD U1 AU15
40 LS_UART2_RTS_B U21 UART2_RTS_B U1 AU14
41 LS_UART2_CTS_B U21 UART2_CTS_B U1 AT14
48 UART3_TXD_O_MSP430_UCA0_RXD NA NA U42 26
52 UART3_RXD_I_MSP430_UCA0_TXD NA NA U42 25
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
DPAUX (MIO 27 ~ 30)[図 2-1、 参照番号 29]
Zynq UltraScale+ RFSoC には、 メ イン リ ンク データ レート 1.62Gb/s、 2.70Gb/s、 または 5.40Gb/s を最大 2 レーンまでサポート した VESA DisplayPort 1.2 コン ト ローラー (ソースのみ) があ り ます。DisplayPort 規格では 1Mb/s データ レートの LVDS 信号を使用する補助チャネルが定義されており、 シングル エンド MIO 信号が差動 DisplayPort AUX チャネル DPAUX に変換されます (表 3-10 参照)。 図 3-6 に、 DisplayPort の回路を示します。
表 3‐10: DPAUX/MIO 接続
XCZU28DR (U1) ピン ネッ ト名 SN74AVC4T245 レベル シフター (U10)
ピン名 ピン番号
D25 MIO30_DP_AUX_IN 2A1 8
B25 MIO29_DP_OE 1A2 7
F25 MIO28_DP_HPD 2A2 9
C25 MIO27_DP_AUX_OUT 1A1 6
X-Ref Target - Figure 3-6
図 3‐6: DisplayPort 回路
X20482-062118
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
PMU GPO (MIO 32 ~ 37)Zynq UltraScale+ RFSoC デバイスのプラ ッ ト フォーム管理ユニッ ト (PMU) は、 PMU 出力ピンを使用して電源ド メ インの変更を通知します。 Zynq UltraScale+ RFSoC デバイスの PMU GPO ピンは、 TXS0108E レベル シフター (U41) を介して MSP430 システム コン ト ローラーの入力に接続されます。 表 3-11 に、 RFSoC (U1) のバンク 501 と MSP430 (U42) のピン番号を示します。
PMU は I2C0 バスの RFSoC MIO ピンを介してボード電源コン ト ローラーおよび電力モニターにアクセスします。詳細は、 27 ページの図 3-3 を参照してください。
PMU インターフェイスの詳細は、『Zynq UltraScale+ MPSoC テクニカル リ ファレンス マニュアル』 (UG1085) [参照 3] を参照してください。
SD1 (MIO 39 ~ 51)
ブートおよびファイル システム ス ト レージ用に、 PS 側に SD カード コネクタへのインターフェイスがあ り ます。このインターフェイスは SD ブート モードに使用し、 ブート後は SD3.0 アクセスをサポート します。
表 3‐11: XCZU28DR (U1) と MSP430 の接続
XCZU28DR (U1) ピン ネッ ト名
MSP430 (U42)
ピン名 ピン番号
F26 MIO37_PMU_GPO5 P1_0 13
C27 MIO36_PMU_GPO4 P1_1 14
E26 MIO35_PMU_GPO3 P1_2 15
B27 MIO34_PMU_GPO2 P1_3 16
A27 MIO33_PMU_GPO1 P1_4 17
A26 MIO32_PMU_GPO0 P1_5 18
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
SD カード インターフェイス[図 2-1、 参照番号 6]
ZCU111 ボードは、汎用の不揮発性 SDIO メモ リ カードおよびデバイスにアクセスできるよ うに、 セキュア デジタル入出力 (SDIO) インターフェイスを備えています。 SD I/O カード仕様の詳細は、 SanDisk Corporation 社 [参照 17] または SD Association [参照 18] のウェブサイ ト を参照してください。 ZCU111 の SD カード インターフェイスは、 『Zynq UltraScale+ MPSoC テクニカル リ ファレンス マニュアル』 (UG1085) [参照 3] に記載されている SD1_LS コンフ ィギュレーシ ョ ン ブート モードをサポート しています。
SDIO 信号は、XCZU28DR RFSoC の PS バンク 501 (VCCMIO = 1.8V) に接続されています。6 つの SD インターフェイス ネッ ト MIOxx_SDIO_DAT[0:3]、 MIO50_SDIO_CMD、 および MIO51_SDAIO_CLK は、 バンク 501 のソースにそれぞれ 30Ω の直列抵抗があ り ます。XCZU28DR RFSoC と SD カード コネクタ (J100) の間には、SD 3.0 に準拠した NXP IP4856CX25 電圧レベル変換器 (U107) があ り ます。 NXP IP4856CX25 (U107) は SD3.0 に準拠し、 SDR104 の性能をサポート しています。
図 3-7 に、 ZCU111 ボード上の SD カード インターフェイスの接続を示します。
X-Ref Target - Figure 3-7
図 3‐7: SD カード インターフェイス
X20483-062118
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
NXP SD3.0 レベル シフターターは Aries アダプター ボードに実装されています。 表 3-12 に、 このアダプターのピン配置を示します。
SD NXP IP4856CX25 レベル シフター (U107) と XCZU28DR RFSoC の PS バンク 501 の接続は、 付録 B 「ザイ リ ンクス デザイン制約」 を参照してください。
USB0 (MIO 52 ~ 63)
PS 側の USB インターフェイスは、 ホス ト またはデバイス コン ト ローラーと して動作します。 USB 3.0 インターフェイスは RFSoC の GTR インターフェイスでサポート され、 SMSC USB3320C コン ト ローラーの USB 2.0 機能には一般的な USB 3.0 microUSB Type A コネクタ (J96) からアクセスします。
表 3‐12: IP4856CX25 アダプター (U107) のピン配置
Aires アダプター ピン番号 IP4856CX25 (U107) ピン番号 IP4856CX25 (U107) ピン名
1 C1 CLK_IN
2 C3 GND
3 D3 CD
4 D2 CMD_H
5 E2 CLK_FB
6 E4 WP
7 B4 VLDO
8 C4 VSD_REF
9 A3 DIR_0
10 A4 VSUPPLY
11 B3 VCCA
12 A2 DIR_CMD
13 D1 DATA0_H
14 B2 SEL
15 B1 DATA3_H
16 E1 DATA1_H
17 E3 DIR_1_3
18 A1 DATA2_H
19 E5 DATA1_SD
20 D5 DATA0_SD
21 C5 CLK_SD
22 D4 CMD_SD
23 B5 DATA3_SD
24 A5 DATA2_SD
25 C2 ENABLE
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第 3 章: ボード コンポーネン トの説明
USB 3.0 ト ランシーバーおよび USB 2.0 ULPI PHY[図 2-1、 参照番号 5]
ZCU111 ボードは、Standard Microsystems Corporation (SMSC) USB3320 USB 2.0 ULPI ト ランシーバー (U12) を使用してホス ト コンピューターへの USB 接続をサポート します (図 3-8 参照)。 ZCU111 評価キッ トには、 ホス ト コンピューター側が Type A コネクタ、ZCU111 ボードのコネクタ (J96) 側が USB 3.0 A コネクタの USB ケーブルが同梱されています。 USB3320 は、 ULPI (UTMI+ Low Pin Interface) インターフェイス規格をサポート した High-Speed USB 2.0 PHY です。 ULPI 規格は、 USB コン ト ローラー IP と物理 USB バスを駆動する PHY デバイスのインターフェイスを定義しています。 ULPI 規格を使用する と、 USB コン ト ローラー IP と PHY デバイス間のインターフェイス ピン数を抑えるこ とができます。
USB3320 のクロ ッ クは、 24MHz ク リ スタル (X2) から供給します。 ク ロ ッキング モードの詳細は、 SMSC USB3320 のデータシート [参照 16] を参照してください。USB3320 PHY へのインターフェイスは、XCZU28DR RFSoC の PS に IP を使用して実装しています。
表 3-13 に、 USB 2.0 回路のジャンパー設定を示します。
注記:表 3-13 の太字は、 USB 2.0 High-Speed On-The-Go (OTG) モードのデフォルトのシャン ト位置を示しています。
注記: USB 3.0 micro-B コネクタ (J96) のシールドを GND に接続するには、 ジャンパー ヘッダー (J17) のシャン ト位置をピン 2-3 (デフォルト ) にします。 USB シールドを直列キャパシタを介して GND に接続するには、 C171 にキャパシタ (ボディ サイズ 0402) を実装し、 ジャンパー ヘッダー (J17) のシャン ト位置をピン 1-2 の位置にします。
X-Ref Target - Figure 3-8
図 3‐8: USB インターフェイス
USBMIO
SM3320USB2.0
ULPI
USB3Connector
USBGTR
GTR Tx, Rx
X20533-062118
表 3‐13: USB ジャンパー設定
ヘッダー 機�