项目说明

          本工程预计开源ZYNQ7035核心板及一块8bit 1GSPS 4通道ADC模块。上一个项目7020核心板及射频模块偏向于通用、电赛等；此次7035核心板及高速ADC为偏向高速通信，高速电子测量如1GSPS 4通道示波器。ZYNQ7035PS端为双核cortex-A9，PL端基于kintex7架构，比7020，7010的Artix7架构更优异，时序控制能力更强。

         PL端Logic Cells为275k，是7020的3倍多，是7010的近10倍。其中DSP资源更是7020的4倍多，这下滤波器可以设计的更陡峭了，同时可以部署更大规模的DSP算法。同时，BRAM资源也比7020大了三倍多，ILA可以捕获更多数据了，方便调试。

          相比TB上动辄3000-4000元的ZYNQ7035，本次开源的核心板bom成本仅有几百元，为各位需要ZYNQ7035的电子爱好者们提供了有力的帮助，并且本工程算是oshwhub平台首个开源7035的了，而且！貌似是全网首发！

 

          当然，不仅有ZYNQ7035核心板，此次还会开源HMCAD1511 8bit 4通道 1G采样率高速ADC模块及驱动程序。

开源协议

未经作者允许，禁止商用。转载或引用需注明原作者与工程链接

 

项目相关功能

资源介绍：

      （1）ZYNQ7035核心板PS端：板载1片DDR3，QSPI FLASH，SD卡转接芯片，千兆以太网，JTAG，UART。

 

      （2）TYPEC口说明（划重点！！）：使用FT2232芯片，完成了单芯片JTAG+UART的操作，USB口使用TYPEC，含有ESD+共模滤波以及一个理想二极管防电流倒灌，再也不用调试，供电，烧录接一大堆线了（甚至还有各种古老的USB接口。。），一跟TYPEC足以！开发人员的福音~

 

      （3）电源管理：此次核心供电使用的为Vishay的SIC431，远端采样，高效率（97 % peak efficiency）， 24 A供电能力。并且该器件是内部补偿的，不需要外部ESR网络来实现环路稳定性。辅助供电为TPS82130，我们的老朋友了:） 上电顺序如图所示

      （4）ZYNQ7035核心板PL端：PL端引出了一组GTX BANK  ；36对差分等长的High Performance BANK，电平为1.8v；35对差分等长的High Range BANK 电平为3.3v,共计158个io，受限于6层板没有引出更多IO，不过也足够使用了。

 

      （5）ZYNQ7035底板：这次开源了一个相配套的底板，其中HRbank都引出为PMOD接口（PMOD是好文明！），HPbank为BTB连接器引出。PS端给了一个以太网接口，2个2510供电口，一个SD卡接口，一个LDO给PMOD供电，一个电源保护IC：具有快速过压钳位、可调节过压锁定、可调节电流限制、可调节的输出压摆率控制以及过热保护。由于暂时没有测试GTX的设备，故底板没有引出GTX，有需要可自行绘制。

 

      （6）HMCAD1511：8bit 1GSPS ADC ，模拟前端为LMH6521高性能双通道 DVGA，-3dB带宽为1.2Ghz。输入阻抗为50Ω，程控增益，动态范围为31.5dB，步长为 0.5dB。板载锁相环HMC832，提供采样时钟。接口采用1.8V LVDS。板载电源管理，使用一体式DCDC及超低噪声超高PSRRLDO，并使用穿心电容滤波，输入为5V 2510接口。

项目属性

本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。

 

项目进度

 (一)ZYNQ7035核心板：

 （1）ZYNQ芯片：正常工作，VIVADO正常连接：

 

 （2）DDR3：正常工作，0错误：

 

（3）JTAG+UART：FT2232正常工作，JTAG和UART均可正常使用。

 

（4）以太网：RTL8211正常工作，网络回环测试成果：

 

（5）固化及启动：QSPI FLASH固化成果，离线启动成果：

 

 (二)HMCAD1511：

工作正常，图一为数据测试模式，可看到各个通道均正常工作。图二为ILA采集数据导入MATLAB处理，FFT和时域波形如图所示。

 

设计说明

一、ZYNQ7035核心板：

          （1）供电部分：核心供电使用的为Vishay的SIC431，最大输出24A电流；辅助供电采用TPS82130集成电感的DCDC转换器，最大可输出3A电流，共计6个电压。上电顺序为1V0->1V8->1V2&2V0->1V5&3V3。详细参数和要求见xilinx官方手册。

核心供电测试结果为999.5mV 误差千分之0.5 。纹波为峰峰值8mV，有效值500uV，符合xilinx官方要求。

 

（2）DDR3 ：DDR3采用镁光的单片MT41K256M16 单片4Gbit。

 

（3）FLASH：QSPI FLASH采用W25Q256JVEIQ(或W25Q128JVEIQ)

 

（4）SD卡转接器：SD卡转接器采用TI的TXS02612RTWR

 

（5）以太网：以太网采用REALTEK的RTL8211 

 

（6）时钟：PS采用33.3333MHZ 20ppm有源晶振，PL采用100Mhz 20ppm有源晶振。GTX采用125MHZ差分晶振（LVDS）

 

          （7）JTAG+UART：采用FT2232HQ，单片完成两个任务。

 

          （8）板对板连接器IO资源：PL端引出了一组GTX BANK  ；36对差分等长的High Performance BANK，电平为1.8v；35对差分等长的High Range BANK 电平为3.3v,共计158个io。PS引出了ETH，SD卡，JTAG，其余引脚如有需要可以通过EMIO使用PL引脚资源实现。

 

          （9）启动方式选择：提供了3种启动方式，分别为JTAG启动、QSPI FLASH启动、SD卡启动。更改可通过核心板上的拨码开关实现：

启动方式	开关1	开关2
JTAG启动	ON	ON
QSPI FLASH启动	ON	OFF
SD卡启动	OFF	OFF

 

（10）ZYNQ芯片型号：可选择XC7Z035-FFG676 ,XC7Z035-2FFG676,XC7Z030-2FFG676,XC7Z030-FFG676

软件说明

（1）ZYNQ7035部分给出UART、RGBLED、DRAM、以太网测试工程见附件，VIVADO版本为2022.1版

 

（2）HMCAD1511的驱动工程为zynq Ultrasale +MPSOC XCZU3EG（接口定义兼容ZYNQ7035底板，有需要自行移植）见附件，VIVADO版本为2022.1版

 

实物展示 

设计注意事项

            （一）焊接zynq核心板时建议现焊接好电源，测试电源电压正常，启动顺序正常之后再焊接穿心电容以及其他芯片，防止芯片因电源不正常而损坏。

 

            （二）焊接钢盖ZYNQ7035芯片建议用BGA焊台，不建议单风枪焊接，或者选择嘉立创SMT直接贴好。

 

            （三）焊接顺序建议：电源-BGA芯片-正面外围电路-反面电容电阻-各连接器。

 

            （四）焊接完成后可通过烧录附件中的RGBLED测试程序验证。

 

            （五）FT2232HQ程序烧录：注意，FT2232改为JTAG+UART是需要程序支持的，未烧录情况下无法使用。对于vivado2022版本，自带对FT2232的支持，根据以下步骤即可完成程序烧录：

               （1）打开vivado（随便一个工程），连接核心板typec（插上线）。

               （2）打开设备管理器检查是否有新的usb设备插入，如果没有，说明硬件有问题。正常情况下如图，提示有USB Serial A，B连接

 

               （3）打开vivado的TCL，输入 program_ftdi -write -ftdi FT2232H -serial 0ABC01 -vendor "my vendor co" -board "my board" -desc "my product desc"  回车发送，等待一会后显示 INFO: FTDI Programming Passed 及完成了程序的烧录，此时将FT2232 A口配置为JTAG，B口配置为UART。然后你就可以愉快的使用ZYNQ7035啦~

 

            （六）出于对USB口的保护，防倒灌的理想二极管耐受电流选择在了2.5A位置，此时整版功率限制为12.5W，如需更高功率，通过底板供电即可。一般来说，10W对于ZYNQ7035完全足够。

            （七）ZYNQ7035核心板为嘉立创6层板盘中孔工艺，3133叠层，阻抗选免费的±20%即可。HMCAD1511 为4层板7628叠层。

工程附件说明：

  (1)由于上传50M限制，测试程序将发在百度网盘：ZYNQ7035测试程序 提取码：SDMY

（2）详细演示和说明视频将发在B站,链接见评论区置顶，工程附件为ZYNQ7035从FLASH启动视频。