Einführung in das Digilent Eclypse Z7-Ökosystem
Das aktuelle FPGA-Board von Digilent, Eclypse Z7 Ecosystem, ist speziell für High Speed-Anwendungen in der Messtechnik, Steuer- und Messsysteme für Edge-Computing sowie Anwendungen in der Medizin- und Kommunikationstechnik geeignet. Das Eclypse Z7-Ökosystem umfasst die Eclypse Z7 Xilinx Zynq SoC-Plattform, den Zmod ADC 1410 und den Zmod DAC 1411.
Das Digilent Eclypse Z7 Development Board ist eine leistungsstarke Prototyping-Plattform zur Realisierung modularer und sehr schneller Systeme. Als erstes Host-Board in der Eclypse-Plattform bietet es modulare Funktionalität, Hochgeschwindigkeits-Ein-/Ausgabe und ein FPGA (Field-Programmable Gate Array) SoC (System on a Chip). Hierdurch wird der Entwicklungsprozess vereinfacht und beschleunigt, wobei die Eclypse-Plattform für Produktivität und Flexibilität steht.
Die Features des Digilent Eclypse Z7 Systems:
1. Zynq-7000 APSoC (XC7Z020-1CLG484C)
- 667 MHz Dual-Core Cortex-A9 Prozessor
- DDR3L Memory Controller mit 8 DMA Kanälen und 4 High Performance AXI3 Slave Ports
- High Speed Controller: 1G Ethernet, USB 2.0, SDIO
- Controller mit geringer Bandbreite: SPI, UART, CAN, I2C
- Programmspeicher: JTAG, Quad-SPI flash oder MicroSD-Karte
- Programmierung äquivalent zu Artix-7 FPGA
2. Speicher
- 1 GB DDR3L mit 32-bit Datenbus @ 1066 MT/s
- 16 MB (Megabyte) Quad-SPI Flash mit werksprogrammierter 128-bit Zufallszahl und einem EUI48/64™ kompatiblen 48-bit Identifier
- MicroSD Kartenslot
3. Stromversorgung
- Stromversorgung über externes 12 V / 5 A Netzteil
- Integrierte MCU zur Konfiguration von einstellbaren Netzteilen und zum Temperaturmanagement
4. USB und Ethernet
- Gigabit Ethernet PHY
- USB-JTAG Programmierbaustein
- USB-UART Bridge
- USB Micro AB Port mit USB 2.0 PHY mit Host/Device/OTG Funktionalität
5. Zmod Ports
- 2 Ports gemäß SYZYGY Standard Interface Spezifikation
- Kompatibel mit der SYZYGY Gruppe und für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet
- Dedizierte Differenzialuhren für Ein-/Ausgänge
- 8 differenzielle I/Os pro Port
- 16 singuläre I/Os pro Port
- Die DNA-Schnittstellen der Plattform-MCU ermöglichen dem Board, Stromversorgungskonfigurationen automatisch auszuhandeln
6. Pmod Ports
- 2 Ports (12-Pin) für insgesamt 16 mit dem FPGA verbundene I/Os
- High Speed Spannungsüberwachung und Überspannungsschutz
7. User GPIO
- 2 Push-Buttons
- 2 RGB LEDs
Ein neuer Standard für High Speed-Kommunikation
TDas Eclypse Z7 verfügt über zwei High Speed-Steckverbinder, die den neuen SYZYGY-Standard von Opal Kelly verwenden. Zmods sind neu geschaffene SYZYGY-kompatible Module, die Verbindungen mit hoher Bandbreite zu einem FPGA bieten, wodurch eine sehr kompakte und kostengünstige Hochleistungs-Ein-/Ausgabe ermöglicht wird.
Derzeit sind zwei Zmods verfügbar:
Der Zmod ADC 1410
- Kanäle: 2
- Kanal-Typ: single-ended
- Auflösung: 14-bit
- Eingangsbereich: ±1V (High Gain) bzw. ±25V (Low Gain)
- Abs. Resolution: 0.13mV (High Gain) bzw. 3.21mV (Low Gain)
- Sample rate (real time): 100MS/s
- Eingangs-Impedanz: 1MΩ||18pF
- Analoge Bandbreite: 70 MHz+ @ 3dB, 30 MHz @ 0.5dB, 20 MHZ @ 0.1dB
- Eingang geschützt bis: ±50V
Der Zmod DAC 1411
- Kanäle: 2
- Kanal-Typ: single-ended
- Auflösung: 14-bit/li>
- Absolute Auflösung: (Amplitude ≤1.25V): 167μV
- Absolute Auflösung: (Amplitude >1.25V): 665μV
- Ausgang Impedanz: 50Ω
- Sample rate (real time): 100MS/s
- AC Amplitude (max): ±5 V
- Analoge Bandbreite: 40 MHz @ 3dB, 20 MHz @ 0.5dB, 14 MHz @ 0.1dB
- Flankensteilheit (2V step): 180V/μs
Eclypse Platform Software
Eclypse Z7 kombiniert die offene Software-API von Digilent mit der Eclypse-Hardware. Petalinux wird “Out of the box” unterstützt, und vorgefertigte Linux-Images werden ebenfalls von der API unterstützt, was den Massendatentransfer ermöglicht. Mit diesem System können die Benutzer ihre ausgewählten Zmods anschließen und mit dem Prototyping neuer Mess-, Mess- und Regelsysteme beginnen, ohne eine besondere Schnittstelle mit dem FPGA zu benötigen. Diese offene und leicht anpassbare Software ist ideal, da Entwickler von der Leistungsfähigkeit des FPGA profitieren können, auch wenn sie keine Hardware-Kenntnisse haben.
Beschleunigen Sie Ihren Entwicklungsprozess
Warum Eclypse?
Da die Technologie im Bereich HF-Systeme, Messinstrumente, Software Defined Radio (SDR) usw. in kontinuierlicher Weiterentwicklung ist, hat Digilent, ein NI-Unternehmen, ein großes Interesse an der maßgeblichen Förderung dieser neuen technologien. Diese Trendanwendungen verwenden analoge Hochgeschwindigkeits-Ein-/Ausgänge, bei denen eine Echtzeit-Signalverarbeitung erforderlich ist, was den Bedarf an Lösungen mit höherer Präzision und höherer Geschwindigkeit vorantreibt.
Durch die Kombination eines Zmod-DACs und eines Zmod-ADCs mit Eclypse wird die Herausforderung, einem FPGA-basierten System analoge I/Os in Instrumentenqualität hinzuzufügen, vereinfacht. Dadurch werden die Entwicklungs-, Forschungs- und Prototyping-Prozesse beschleunigt, da den Anwendern eine Reihe von Optionen angeboten wird, die leicht angepasst werden können, ohne dass neue Designs von Grund auf neu erstellt werden müssen.
Diese Erweiterungsmöglichkeiten ermöglichen es Anwendern, mehr Zeit in die analytischen und systemtechnischen Aspekte der Lösung zu investieren, anstatt sich auf die Interaktionen auf Komponentenebene zu konzentrieren.
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