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Z-turn Lite Board,一款让你惊喜不断的高性能开发板 | 评测

非常感谢《芯板坊》提供此次测评的板卡:

Z-turn Lite
Board,《芯板坊》打造电子行业最全的开发板&芯片资讯、评测、试用于一体的平台,有兴趣的朋友,可以关注他们的微信公众号,说不定会有意想不到的惊喜。

言归正传,Z-turn Board 是深圳市米尔科技有限公司推出的一款以 Xilinx Zynq-7010 (兼容 7020)
作为主处理器的嵌入式开发板
。Z-turn lite Board 采用 Xilinx 最新的基于28nm 工艺流程的 Zynq-7000 All
Programmable SoC平台 ,将 ARM 处理器和 FPGA 架构紧密集成。
该产品 拥有双核 ARM Cortex-A9 MPCore 的高性能,低功耗特性,在设计中能更好的满足各种工 业需要。 而Z-turn lite
Board是Z-turn
Board的精简版本,主板基于ZYNQ-7000S系列中的XC7Z007S单核ARM+FPGA的SOC为核心(可选XC7Z010)。
搭载开发必备的 10/100/1000M网口 、 USB OTG 、 TF卡 JTAG接口 ,其余接口
通过扩展引出
,方便用户以最低成本实现芯片评估和产品开发,资料提供包括用户手册,原理图,软件源代码等。
同时为开发者提供了完善的软件开发环境,降低产品开发周期,实现产品快速上市。 但Z-turn lite board缺少传感器模块,有点可惜。
一、开箱测试
1、打开包装盒,里面只有3样标配的东西,如下图所示

一个重重重最要的板卡,一个光盘,一个TF卡,其实在实际开发中,还应有几样东西是必须的,如下图所示:

  • 一个电源适配器是必须的,如果没有电源,谈何上电、启机、开发;

  • 一个网线是必须的,如果没有网线,所有的网络功能都无法验证,在开发过程中,会影响开发体验;

  • 一个USB转串口线是必须的,因为一切调试信息都是从串口中输出的,没有调试信息,怎样开发;

一个TF是必须的,因为初期开发板要启动,数据存哪里?肯定是SD,因为只有SD,开发者可以输入输出数据,板卡可以输入输出数据,所以,它是桥梁;好在已经提供,不用自己配置;

  • 一个光盘是必须的,里面含有所有关于开发板的信息:原理图,源代码,开发手册等。

不管怎样,非常感谢《芯板坊》提供此次测评板卡和资源。先来视觉上感受下Z-turn Lite Board:

(图1)正面照

(图2)侧面照

(图3)背面照
二、性能对比
虽然这样对比,有失公平,毕竟它们面向的应用对象不同,设计的初衷不同,但通过对比,我们可以更了解它们,实现设计的初衷。其实Z-turn Lite
Board是Z-turn Board的精简版,在Z-turn Board,也有HDMI接口,板载了多种传感器模块。
开源板对比:下图是各板卡的实物图,左1是树莓派3,左2是Udoo,第3个是z-trun-lite。

下表是各板卡的配置,从图表中,可以看到,其实z-trun-lite无论从性能上,还是板载资源上,还是略微差了些,但Z-turn
lite的特色之处就是其ARM+FPGA的结合,以及是扩展性。如果是初学习FPGA和ARM,可以购买z-trun-
lite,如果想要真正的学习zynq7000,还是建议购买z-turn板卡。
| Udoo | 树莓派 3 | Z-turn Lite Board
—|—|—|—
Size | 85mm x59.3mm | 85.60mm x 56mm | 91mmx63mm
CPU | NXP 的 i.MX 6SoloX , 最高主频 1G , 采用嵌入式 ARM Cortex-A9 内核及 Cortex-M4 内核 | B roadcom 的 BCM2837 ,最高主频 1.2GHz , 4 个 Cortex A57 内核,支持 64 位 | XILINX 的 ZYNQ-7007S ,最高主频达 7 66 MHz , Cortex-A9 单核 +FPGA
RAM | 1GB DDR3 | 1 GB LPDDR2 RAM | 512MB DDR3
存储 | 板载 NOR SPI 闪存
板载 MicroSD 卡槽 | 板载 MicroSD 卡槽 | 板载 QSPI FLASH 板载 4GB e MMC 板载 MicroSD 卡槽
音视频 | M icro HDMI 接口
LVDS 接口 | HDMI 接口 I2S 接口 | 无
USB | 1x USB 2.0 A 型端口
1x USB OTG ( micro-AB 接口) | 4 x USB Host ( LAN9514 扩展 ) 接口 1x Micro USB 仅用于供电 | 1 x USB OTG
网络 | 以太网 RJ45 (10/100Mbps)
Wi-Fi 802.11 b/g/n ,低能耗蓝牙 4.0 | 以太网 RJ45 (10/100Mbps)
Wi-Fi 802.11 b/g/n ,低能耗蓝牙 4.0 | 以太网 RJ45 (10/100 /1000 Mbps)
GPIO | 36 个 GPIO | 提供一个 40 引脚的接口,包括总线接口和 GPIO | PL BANK34 & BANK35 共 84PIN 信号,可配置成 42 对差分
其它 | 3x UART 端口 *
2x CAN 总线接口 8x PWM 信号 *
1x I2C 接口 *
1x SPI 接口 *
6x 多路复用信号 * 3-Axis Accelerometer
3 轴磁力计
3 轴数字陀螺仪 | 1 路 UART | 1 路 UART
三、板卡配置

认识板卡,从硬件资源开始,上面是官方提供的板卡资源图,从图中,可以清楚的看到,Z-turn Lite Board板上所挂载的主要资源,即:

  • XILINX ZYNQ-7007S/7010 Cortex-A9单/双核+FPGA

  • 512MB DDR3 SDRAM

  • 16MB QSPI FLASH

  • 4G EMMC

  • 1路千兆网口

  • 1路USB OTG

  • 1路TF卡接口

  • 1路JTAG等

  • 1路UART等

  • 4 LED

  • 2 Key

硬件细节说明:

3.1 Key

  • 2个按键(1个复位,1个用户)

3.2 LED

  • 1个用户灯(系统运行呼吸灯)

  • 1个FPGA初始化指示灯

  • 1个电源指示灯

  • 1个USB过流错误指示灯

3.3 UART

  • 板载了一个Ti公司的TXS0102 (电平转换芯片)芯片,连接到PS BANK501 MIO[48:49],即PS
    UART1接口,调试接口,用于系统启动信息输出和命令输入

3.4 JTAG

  • 调试接口,重要通过ViVado来进行PL的应用调试

3.5 TF卡

  • 载载了一个TF卡槽,主要使用PS SDIO0控制器,将控制引脚连接到PS Bank 501 MIO[40-46]上,其Micro SD
    可用于存储系统文件及其它数据,可作为一级启动设备

3.6 USB OTG

  • 板载了一个Microchip公司的USB3320芯片(PHY芯片),连接到PS BANK MIO[28-39],实现 USB OTG的功能
    ,所谓OTG,指其既可以作为USB Host又可以作为USB device,作为USB Host时可以连接U盘、鼠标等 USB 设备,作为USB
    device 时,可以连接其他主机,这时开发板充当USB网卡或者U盘的角色。

3.7 网口

  • 板载 了一个Micrel公司的KSZ9031RN ,作为Ethernet PHY,连接到PS
    BANK501MIO[16-27].,实现千兆网络,(在网络数据链路层,包含MAC层和PHY层,由于Zynq-7000 SoC 的 PS
    部分包含了两个千兆以太网 MAC 层硬件控制器,外部还需要一个以太网物理层传输芯片,故有上电路)

3.8 EMMC

  • 板载 了一个micron公司的MTFC4GACAAAM-4M
    ,大小为4GB的EMMC,连接到PS_SDIO1,主要用于系统文件或其他数据文件存储。 也可用作次级启动设备,与 QSPI FLASH 一起用于系统启动

3.9 FLASH

  • 板载了一个WinBond公司的W25Q128BVFIG,其为16M 的spi Flash,并连接到PS BANK500
    MIO[1-6]。它主要用来引导Soc,初始化PS,并配置PL部分,即做uboot的存储使用。

3.10 DDR3

  • 板载了2片Micron公司的MT41K128M16内存颗粒,组成128M×32位接口,共计512MB随机存取内存。它连接到PS BANK
    502上,即含有512MB的内存。

续言:
前段由中美贸易问题,引出了“中兴事件”,一时间激发了国人对国产芯片的探讨。不管吹嘘还是贬斥,国产芯片近些年取得了一定的成果,但核心技术还是掌握在他人之手,任重道远。
由于技术的成熟和市场的需要,ARM芯片正在从32位向64位的升级换代、由单核进入到多核世界,而Xilinx做了更大的尝试,将ARM与FPGA做到一块板子上,从而在应用中发挥它们各自的优势,这就是今天要说的Zynq-7000
SOC。

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