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板卡标识码 :05MPSOC0624X
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双目视觉平台-高校本科教育电子实践与就业解决方案

一、平台概述

    本平台主要针对电子、计算机、自动化、光电子、通信等专业高年级本科、硕士等同学的深入学习,通过完整的双目视觉平台硬件(包括摄像头模组、MPSOC核心板、接口板),理解整个图像传输、处理的硬件系统,通过整体的双目视觉软件(包括PL端固件程序、ARM端裸跑程序、PC机网络程序)理解视频的同步传输、AXI总线的中断、VDMA视频传输、网络LWIP协议栈、视频传输与视频显示等,深入理解底层数据流的传输过程、连续流中中断、内存管理机制,网络TCP/UDP IP机制。

    通过该套件的学习,为同学们打下良好的嵌入式底层硬软件结合的基础,为未来从事图像处理、人工智能、芯片设计、云智能视频等领域的工作做好充分准备。

二、双目视觉平台套件简介

    双目视觉平台套件,以MPSOC芯片为基础,通过核心板+扩展板的模式来设计,核心板和扩展板之间使用高速板间连接器连接。搭建起了从摄像头到主处理器、到接口电路的完整结构。其整体框架如下:

套件内容如下:

    这款MPSoCs开发平台采用核心板加扩展板的模式,方便用户对核心板的二次开发利用。核心板使用XILINX Zynq UltraScale+ CG芯片ZU3EG的解决方案,它采用Processing System(PS)+Programmable Logic(PL)技术将双核ARM Cortex-A53 和FPGA 可编程逻辑集成在一颗芯片上。另外核心板上PS端带有4片共2GB高速DDR4 SDRAM芯片,1片8GB的eMMC存储芯片和2片共512Mb的QSPI FLASH芯片;核心板上PL端带有1片512MB的DDR4 SDRAM芯片 。

    在底板设计上我们为用户扩展了丰富的外围接口,比如1个FMC LPC接口、1路SATA M.2接口、1路DP接口、1个USB3.0接口、1路千兆以太网接口、1路UART串口接口、1路SD卡接口、2个40针扩展接口、2路CAN总线接口,2路RS485接口等等。满足用户各种高速数据交换,数据存储,视频传输处理,深度学习,人工智能以及工业控制的要求,是一款'专业级“的ZYNQ开发平台。为高速数据传输和交换,数据处理的前期验证和后期应用提供了可能。相信这样的一款产品非常适合从事MPSoCs开发的学生、工程师等群体。

实验箱

                      1

串口线

                      2

双目摄像头

                      1

下载器        

                      1

读卡器

                      1

TF卡

                      1

用户手册

                      1

软件内容如下:

实验名称

文件夹

ARM的LWIP网络传输实验

pro_ZU3EG_LWIP_V202007

AXI总线的vdma图像传输

pro_ZU3EG_AN5642_lwip_V202007

单路CMOS图像 Sensor转DP显示实验

pro_ZU3EG_AN5642_DP_V202007

双路视频网络传输实验

pro_ZU3EG_AN5642_lwip_V202007

三、板卡概述

在这里,对这款AXU3EG MPSoCs开发平台进行简单的功能介绍。

    开发板的整个结构,继承了我们一贯的核心板+扩展板的模式来设计的。核心板和扩展板之间使用高速板间连接器连接。

    核心板主要由ZU3EG + 5个DDR4 + eMMC +2个 QSPI FLASH的小系统构成。ZU3EG采用Xilinx公司的Zynq UltraScale+ MPSoCs EG系列的芯片,型号为XCZU3EG-1SFVC784I。ZU3EG芯片可分成处理器系统部分Processor System(PS)和可编程逻辑部分Programmable Logic(PL)。在ZU3EG芯片的PS端和PL端分别挂了4片和1片DDR4,每片DDR4容量高达512M字节,使得ARM系统和FPGA系统能独立处理和存储的数据的功能。PS端的8GB eMMC FLASH存储芯片和1片总512Mb的QSPI FLASH用来静态存储MPSoCs的操作系统、文件系统及用户数据。

    底板为核心板扩展了丰富的外围接口,其中包含1路M.2接口、1路DP接口、4路USB3.0接口、2路千兆以太网接口、2路UART串口接口、1路SD卡接口、2个40针扩展接口、2路CAN总线接口,2路RS485接口,1路MIPI接口和一些按键LED。

通过示意图,我们可以看到,我们这个开发平台所能含有的接口和功能。

 • ZU3EG核心板

由ZU3EG+2GB DDR4(PS)+512MB DDR4(PL)+8GB eMMC FLASH + 256Mb QSPI FLASH组成,另外有2个晶振提供时钟,一个单端33.3333MHz晶振提供给PS系统,一个差分200MHz晶振提供给PL逻辑DDR参考时钟。

 • M.2接口

1路PCIEx1标准的M.2接口,用于连接M.2的SSD固态硬盘,通信速度高达6Gbps。

 • DP输出接口

1路标准的Display Port输出显示接口,用于视频图像的显示。最高支持4K@30Hz或者1080P@60Hz输出。

 • USB3.0接口

4路USB3.0 HOST接口,USB接口类型为TYPE A。用于连接外部的USB外设,比如连接鼠标,键盘,U盘等等。

 • 千兆以太网接口 

2路10/100M/1000M以太网RJ45接口,PS和PL各1路。用于和电脑或其它网络设备进行以太网数据交换。

 • USB Uart接口

2路Uart转USB接口,PS和PL各1路。用于和电脑通信,方便用户调试。串口芯片采用Silicon Labs CP2102GM的USB-UAR芯片, USB接口采用MINI USB接口。

 • Micro SD卡座

1路Micro SD卡座,用于存储操作系统镜像和文件系统。

 • 40针扩展口

2个40针2.54mm间距的扩展口,可以外接黑金的各种模块(双目摄像头,TFT LCD屏,高速AD模块等等)。扩展口包含5V电源1路,3.3V电源2路,地3路,IO口34路。

 • CAN通信接口 

2路CAN总线接口,选用TI公司的SN65HVD232芯片,接口采用4Pin的绿色接线端子。

 • 485通信接口 

2路485通信接口,选用MAXIM公司的MAX3485芯片。接口采用6Pin的绿色接线端子。

 • MIPI接口 

2个LANE的MIPI摄像头输入接口,用于连接MIPI摄像头模块(AN5641)。

 • JTAG调试口

1个10针2.54mm标准的JTAG口,用于FPGA程序的下载和调试,用户可以通过XILINX下载器对ZU3EG系统进行调试和下载。

 • 温湿度传感器

板载1片温湿度传感器芯片LM75,用于检测板子周围环境的温度和湿度。

 • EEPROM

1片IIC接口的EEPROM 24LC04;

 • RTC实时时钟

1路内置的RTC实时时钟;

 • LED灯

5个发光二极管LED, 核心板上2个,底板上3个。核心板上1个电源指示灯和1个DONE配置指示灯,。底板上有1个电源指示灯,2个用户指示灯。

 • 按键

3个按键,1个复位按键, 2个用户按键。

 四、平台目录