创龙TLZ7x-EasyEVM评估板 -- 系统框架，上电开机

robe.zhang

创龙TLZ7x-EasyEVM评估板 -- 系统框架，上电开机

创龙TLZ7x-EasyEVM评估板 -- 试用总结

本文主要内容是创龙TLZ7x-EasyEVM评估板的：
1，底板系统框架，
2，核心板系统框架，
3，核心芯片框架，
4，系统软件框架，
5，核心芯片介绍
本文内容很重要，使用这块板子，这些东西必须搞清楚，以后才能事半功倍，磨刀不误砍柴工。
本文还比较抽象，但是很有用，越往后也能体现出来框架的价值

本次试用的创龙TLZ7x-EasyEVM 开发板具体型号如下图：
底板是A3 版本，
核心板是A·1版本：

产品配置如下：

开发板扩展接口图示：

先看底板框架图：

如下图，中间灰色的SOM-TLZ7x 是核心板，从核心板扩展了一些接口，比如网口，camera 接口，can接口，microSD卡槽，usb host 接口，usb uart x2，还有两个扩展接口，一些LED指示灯和按键。
这里是两个uart，一个用于ps部分xc7020 的PS部分，另一个用于PL部分，
PS/PL 部分都可以单独使用。两个debug 端口共用输出到 usb 接口，

框架图中每一部分更详细信息查看底板的原理图，比如电源部分：

电源插座输入 12V 直流电源，电源开关控制 Q6 的通断，从而控制整个板子 VDD_12V_BRD 的通断,LED5 作为  VDD_12V_BRD 的状态只是灯，用户无法控制使用

VDD_12V_BRD 经过电源芯片，转换为 VCC_3V3_SOM 给核心板使用

VDD_12V_BRD 经过电源芯片，转换为 VCC_5V_MAIN

VCC_5V_MAIN 再转换为1.5V，1.8V，3.3V，提供了板子需要的各种电源参数

底板电源系统给核心板提供一路专用的 3.3V 电源，通过CONOA 输入给核心板，可以让核心板不受底板负载的影响，让核心板工作更稳定：

框架图是个功能性的抽象的图，虽然是抽象的，但是很重要，开发板实物就是这个抽象图的一个实例，每个部分都是一一对应的：

开发板上的电源系统对应的位置如下图：

其他部分电路都也很简单

Xlinx fpga 端口命令规格如下，看开发板原理图的时候很有用：

比如 PS uart 串口的tx端口，使用了：

pad 编号为：D9，  

pin name 为：PS_MIO12_500  

功能名字：UART1_TX  

端口电压：3.3V  

整个底板差不多就这样，比价简单。

核心板框架更简单，基本就是个最小系统：Zynq 7020，DDR3 内存，QSPI NOR flash，EMMC 存储，PS/PL部分各一颗晶振，几个LED灯，四组连接器把所有信号引出到底板上：

以上就是整个系统，都比较简单，这也是单芯片的好处，在芯片内实现 ARM + FPGA 的整合，由xlinx 厂商完成硬件整合工作，用户使用起来比较简单。同时 xlinx厂商提供芯片级软件全家桶支持，用户在软件层的开发更简单，使用也更方便。

核心芯片内部框架

Xilinx Zynq 7020 芯片单芯片系统架构，整个芯片分为2部分：

1，  是PS(processing system)部分，如上图米黄色，PS 部分的核心是arm cortex a9 双核应用处理器。这部分和普通的应用处理器一样APU，存储接口，IO外设，内部互联总线，DAP 等

2，是PL(programmableLogic)可编程逻辑单元，就是 FPGA，如上图粉红色部分，PL 部分当作 PS 部分的设备来使用。详细如下列表：

PS 和 PL 整合主要是以下接口，中断，信号，IO，时钟，复位，配置等，实现芯片级整合，

芯片级架构看到这里，基本上就会用这颗芯片了，这就是一颗arm核心的MPU，MPU怎么用，这个Zynq7020 就怎么用，同时还能额外对FPGA编程写一个特定的IP当作 arm 的外设使用，编译外设的设备树和驱动，搞定，大概的思路就这样

系统软件框架

系统启动过程：

从芯片内部固化的代码/BootROM代码启动，初始化必要的外设，然后按照启动顺序，从存储设备读取First Stage Bootloader (FSBL)，运行 FSBL

FSBL 运行后，配置 FPGA/PL，加载 uboot，运行uboot

Uboot 再初始化外设，加载kernel，dtb，运行 kernel

Kernel 完成内核初始化，挂载rootfs，运行系统，运行用户应用

稍后使用时候再看详细开发流程，基本就和上面差不多，系统框架需要什么就给什么，需要什么格式就准备什么格式，给它全准备好就完了。

继续看一下 xlinx Zynq 7020 这颗芯片：

板子使用的详细型号是:

xlinx 公司 ZYNQ 系列 XC7020 型号

CLG400封装，

ABX  环保标号，不知道啥意思

2019年49周生产的芯片

批号是 D6059418A

产地：中国台

这颗芯片是 BGA封装，pitch0.8mm，芯片尺寸 17x17m，PL SIO 最多125个，PS IO 最多128个这就是这个芯片的内部结构：

芯片底部有很多锡球，芯片顶部是黑胶。芯片里面是个二氧化硅基底制作的半导体芯片电路/IC，IC 黏在一底部的PCB板子上，使用金线把IC 的信号链接到PCB板子对应的端口上，这个工艺叫做wirebond，然后上面灌黑胶，冷却后切成一个一个芯片，就是看到的样子了

xlinx 还有其他封装形式是 FCBGA，那块Die就是IC 电路，倒装焊接再substrate 上，不考虑上面的TIM 和顶盖，就是 FCBGA 的封装形式，和英特尔笔记本CPU i7-10710U 封装形式一摸一样，FCBGA

加上TIM 和顶盖，就和和英特尔台式机 CPUi9-10900 封装形式差不多，都是FC 倒装。英特尔的 LGA 芯片底部没有锡球，xlinx BGA 芯片底部有锡球

PL 部分SIO 125个全部是 HR IO（High Range IO），支持1.2V 到 3.3V 电压

下面几张图是芯片的 pinout ，io banks，memory groups，电源/地 信号图，估计硬件工程师很喜欢这几张图，看着很清爽

芯片封装和 pad 编号图示：

系统地址映射：

系统开机：

本开发板，没有 HDMI 等通用的显示器接口，所以只能链接 debug 接口开机使用，

从底板系统框架能看出来，usb debug 端口包含 PS debug 和 PL debug 两个 uart。两个uart 公用 usb debug 端口

把这个端口链接到电脑上，电脑设备管理器会出现两个设备，分别对应 PS debug，和 PL debug

实在懒得区分哪个是PS ，哪个是PL ，把两个 COM 口都打开，总有一个是PS debug 端口

串口配置信息如下图，串口速度 115200，8N1，然后插电源适配器，打开开关，LED5 常量， LED5是说底板上的

此时整个系统已经启动了，串口会有输出信息

如果此时还没有启动，看看启动选项的拨码开关对不对：

如果选择从 QSPI-SPI 启动，要确认 QSPI-SPI 中有没有程序

如果选择从 SD 卡启动，需要确认SD 卡烧写的程序对不对，确认好再重试

开机运行了一会，芯片有点烫手，坏是不可能的，这块板子可以在85摄氏度环境中，工作两个小时一切正常都没事，现在室温远远低于 85摄氏度，不可能烧坏，只是别烫了自己手烫了胳膊

总结：从板子框架，芯片框架，能看出来，以往 arm 芯片 + FPGA 芯片，需要开发板厂商，或者用户自己实现板级整合，现在好了，芯片上把这部分工作全做了，简花了用户开发过程，隐藏了整合的具体细节，用户只管买这种 arm + FPGA SoC 芯片，当作一个芯片用，方便了用户。芯片级的整合，可靠性比板级要高很多，对高速信号影响也可以小很多。
还有更强大的开发软件全家桶，稍后会体验开发软件全家捅的便利。
创龙开发板没有提供核心板的原理图，但是有核心板的框架图，和核心板引脚定义表格，核心板也比较简单，有这两个也足够了

创龙TLZ7x-EasyEVM评估板 -- 试用总结

davidmok

很认真，很详细深入的试用贴，赞一个

TLLED

写的很详细