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[分享] DSP+ARM+FPGA开发板板载双网口/2路RS485/2路RS232/A

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楼主 | 发布于 2023-05-17 | 只看楼主

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1. XQ138AS-EVM开发套件简介

1.1 XQ138AS-EVM简介


图1 XQ138F核心板正面	图2 XQ138F核心板背面

图3 XQ138AS-EVM底板侧视图

图4 XQ138AS-EVM正面俯瞰图

XQ138AS-EVM是广州星嵌电子科技有限公司基于XQ138F核心板（OMAPL138+Xilinx FPGA）开发的DSP+ARM+FPGA三核评估套件，用户可以采用该开发套件进行项目前期的验证和评估，也可以直接用来开发自己的产品。

XQ138AS-EVM提供底板可编辑的原理图，PCB图。底板设计资料完全开放，供用户设计参考。除此之外，还提供UBL源码、Uboot源码、NAND 烧录工程源码、内核源码、内核驱动源码、双核通信例程、丰富的demo、完整的开发工具包以及丰富详尽的开发文档。

经验丰富的技术团队为用户提供从硬件到驱动、应用软件的技术支持，帮助用户快捷地开发自己的产品，降低产品的开发周期和风险，节约成本，加快产品的上市时间。

1.1.1 XQ138F核心板

Ø 核心板设计简约，尺寸小，72mm * 44mm。

Ø 接口丰富，引出了全部引脚，最大范围的满足了用户的扩展需求。

Ø 八层板，沉金工艺，工业级设计。

Ø 注重EMC，抗干扰能力强。

Ø 可靠的板对板接插件，保证信号完整性。

Ø 低功耗设计，发热量小。

Ø 核心板经过大量的测试，性能稳定，能满足复杂工业场合的应用需求。

Ø 工业级处理器，频率456M Hz，强大的定点/浮点处理能力。

Ø 512MB工业级NAND FLASH。

Ø 128/256MB 工业级DDR2可选。

Ø FPGA 标配为Spartan-6系列芯片XC6SL16，可升级至XC6SL45。

1.1.2 XQ138AS-EVM底板

Ø 底板资源丰富，集成了SATA、SD卡、USB OTG、USB HOST、UART、双网络（1个千兆、1个百兆）、2路RS485、2路RS232、1路CAN、1路ADC、2路DAC、RTC、LCD、数码管等，引出了MCASP、MCBSP、uPP、 SPI、 EMIFA、 I2C等接口，方便用户扩展。

Ø 支持7寸和5寸两种型号的触摸显示屏，用户可选配。

Ø 免费赠送多种开发配件，性价比高。

Ø 开发资料齐全，提供完整的开发包，丰富的demo，详尽的开发文档，大型的综合例程等，降低了开发难度，用户开发更快捷。

2. 硬件资源

图6 TB138AS-EVM硬件资源框图

项目	说明
CPU	OMAPL138(TMS320C6748+ARM926EJ-S)，频率最高达456M
FPGA	Xilinx Spantan-6 FPGA
内存	128MB工业级DDR2(256MB可选)
存储	4Gb 工业级NAND FLASH，用于DSP存储。 64Mb工业级SPI FLASH，用于FPGA配置。
板对板连接器	2个80pin 0.5mm间距的母座，2个80 pin 0.5mm间距的公座
DSP仿真器接口	1个14Pin JTAG接口
FPGA调试接口	1个14Pin JTAG接口
SATA接口	1个7pin SATA硬盘接口
双网络	OMAPL138端1个10/100M bps自适应RJ45网络接口； FPGA端1个10/100/1000M bps自适应RJ45网络接口。
RTC	1个RTC供电座，使用3.3V纽扣电池供电
按键	1个DSP复位按键，2个DSP GPIO按键，2个FPGA IO按键
显示	1个LCD触摸屏接口，0.5mm间距，40Pin
启动设置	1个5bit的拨码开关，用于OMAPL138启动选择
USB	4个USB 1.1 HOST接口，通过USB HUB扩展实现； 1个USB 2.0 OTG接口。
RS232	1个DSP RS232电平的串口； 1个FPGA RS232电平的串口。
RS485/422	1个DSP RS485/422电平的串口； 1个FPGA RS485电平的串口。
CAN	1个FPGA CAN接口
ADC	1路ADC 精度：12-bit；输入电压范围：0~10V；采样率：500KSPS。
DAC	2路DAC 精度：12-bit，数字编码值范围0~4095；输出电压范围：①0~8.192V（x1增益模式，支持所有数字编码（0~4095）），②0~13.2V（x2增益模式，由于DAC限制输出不能超过VDD，故只支持部分编码（0~3300，十六进制值0~CE4），编程时需要注意）；输出稳定时间：4.5us；用户接口：SPI接口，SPI时钟最高20MHz。
TF卡	1个TF卡插槽
LED	核心板LED灯（3个）：1个红色的LED电源指示灯LED1；1个DSP LED灯LED2；1个FPGA LED灯LED3；底板LED灯（3个）：1个红色的LED电源指示灯LED1；1个DSP LED灯LED2；1个FPGA LED灯LED3；
FRAM	1片铁电存储器，存取速度比E2PROM更快，写操作之前无需先擦除
数码管	1个8段高亮数码管
测试点	1个接地柱，用于示波器接地，方便信号测量
电源开关	1个拨动电源开关
电源接口	1个DC电源插座，外径5.5mm，内径2.1mm
扩展IO	30/60/80 pin 2.0间距的母座各1个（共3个），引出了EMIFA，MCASP，MCBSP，SPI，I2C，FPGA IO等扩展信号。

3. 硬件详述

3.1 OMAPL138

OMAPL138是德州仪器(TI)推出一款基于TMS320C6748和ARM926EJ-S的异构双核处理器。

TMS320C6748可高性能的实现高精度、高动态范围的定点/浮点运算，更好的支持实时系统性能。在456M Hz的工作频率下，高达3648/2746 MIPS(每秒百万条指令)/MFLOPS(每秒百万个浮点运算)。

ARM926EJ-S可高度灵活地添加直观易用的人机界面、触摸屏或网络功能，可通过 Linux、VxWorks、WinCE等操作系统实现更高级的系统控制。

OMAP-L138 DSP + ARM 处理器总功率为480mW，睡眠模式功耗为11mW。

OMAPL138系统框图如图8所示。

图7 OMAPL138功能框图

3.2 Spartan-6

Spartan-6 FPGA为Xilinx的低成本、低功耗FPGA。第六代Spartan系列基于低功耗45nm、9金属铜层、双栅极氧化层工艺技术，以及高级功耗管理技术。此系列含最多150000个逻辑单元、集成式PCI Express模块、高级储存器支持、250Mhz DSP Slice和3.125Gbps低功耗收发器。

XQ138F核心板标配为Spartan-6系列芯片XC6SL16，可升级至XC6SL45。XC6SLX16和XC6SLX45的封装组合及资源如下表所列。

器件	逻辑单元	可配置逻辑模块			DSP48A Slices	Block RAM 模块		CMT数量	存储器控制模块	总I/O BANK数	用户IO数
器件	逻辑单元	Slices	触发器	最大分布式RAM(Kb)	DSP48A Slices	18Kb	最大（Kb）	CMT数量	存储器控制模块	总I/O BANK数	用户IO数
XC6SLX16	14,579	2,278	18,244	136	32	32	576	232	2	4	232
XC6SLX45	43,661	6,822	54,576	401	2,088	116	42,098	358	2	4	218