今日與大家分享基於NXP i。MX 8M Mini處理器的創龍科技-新款異構多核工業級開發板,它採用了四核ARM Cortex-A53 + 單核ARM Cortex-M4異構多核處理器設計,是創龍科技2022年新款i。MX8核心板,該板卡更新亮點在於是透過工業級B2B聯結器,更符合大眾意向,提供更多的選擇。
開發板簡介
創龍科技TLIMX8-EVM是一款基於NXP i。MX 8M Mini的四核ARM Cortex-A53 + 單核ARM Cortex-M4異構多核處理器設計的高效能開發板,由核心板和評估底板組成。ARM Cortex-A53(64-bit)主處理單元主頻高達1。6GHz,ARM Cortex-M4實時處理單元主頻高達400MHz。處理器採用14nm最新工藝,支援1080P60 H。264影片硬體編解碼、1080P60 H。265影片硬體解碼、GPU圖形加速器。核心板經過專業的PCB Layout和高低溫測試驗證,穩定可靠,可滿足各種工業應用環境。
開發板介面資源豐富,引出MIPI CAMERA、MIPI/LVDS LCD、HDMI OUT、LINE IN/OUT、PCIe、FlexSPI、USB、RS485、RS232、千兆網口、百兆網口等介面,板載WIFI模組,支援Mini-PCIe 4G模組,可選配外殼直接應用於工業現場,方便使用者快速進行產品方案評估與技術預研。
硬體資源
SOM-TLIMX8核心闆闆載CPU、ROM、RAM、晶振、電源、LED等硬體資源,並透過郵票孔連線方式引出IO。
圖 1 核心板硬體框圖
圖 2
圖 3
CPU
核心板CPU型號為MIMX8MM6CVTKZAA,LFBGA封裝,工作溫度為-40°C~105°C,引腳數量為486個,尺寸為14mm*14mm。
NXP i。MX 8M Mini
處理器架構如下:
表 1
NXP i。MX 8M Mini Quad
4x ARM Cortex-A53,主頻1。6GHz
1x ARM Cortex-M4,主頻400MHz
1x 1080P60 H。264 Encoder
1x 1080P60 H。264 Decoder
1x 1080P60 H。265 Decoder
1x GCNanoUltra 3D圖形加速器
1x GC320 2D圖形加速器
圖 4 NXP i。MX 8M Mini處理器功能框圖
ROM
核心板透過MMC1匯流排連線eMMC,採用8bit資料線,eMMC型號相容Micron公司的MTFC8GAKAJCN-4M IT(8GByte)、SAMSUNG公司的KLM8G1GEUF-B04%(8GByte)、SkyHigh Memory公司的S40FC004(4GByte)。
RAM
核心板透過專用DRAM匯流排連線2片DDR4,分別採用16bit資料線,共32bit
。
DDR4型號相容Micron公司的MT40A512M16LY-062E IT(1GByte)、SK海力士(SK Hynix Inc)公司的H5AN8G6NCJR-VKI(1GByte)與H5AN4G6NBJR-VKI(512MByte),以及紫光國芯(UniIC)公司的SCB12Q4G160AF-07QI(512MByte),支援DDR4-2400工作模式(1200MHz)。
晶振
核心板採用一個工業級晶振(OSC)為
CPU
提供系統時鐘源,時鐘頻率為24MHz,精度為±20ppm。
電源
核心板採用專用的工業級PMIC電源管理晶片,滿足系統的供電要求和CPU上電、掉電時序要求,採用5V直流電源供電。
LED
核心闆闆載三個LED。其中LED0為電源指示燈,系統上電後預設會點亮。LED1和LED2為使用者可程式設計指示燈,分別對應GPIO1[0]和GPIO1[1]兩個引腳,高電平點亮。
圖 5
圖 6
外設資源
核心板引出的主要外設資源及效能引數如下表所示。
表 2
外設資源
數量
效能引數
Camera
1
MIPI-CSI(Camera Serial Interface),4-lane;
每lane最大支援1。5Gbps傳輸速率;
Display
1
MIPI-DSI(Display Serial Interface),4-lane;
每lane最大支援1。5Gbps傳輸速率;
UART
4
最高支援波特率為4Mbps;
支援硬體或軟體流控;
SAI
5
支援具有幀同步的全雙工序列介面,如I2S、AC97、TDM;
ECSPI
3
全雙工增強同步序列介面;
最高支援52Mb/s資料速率;
FlexSPI
1
支援single pad/dual pad/quad pad操作模式;
支援DMA;
I2C
4
最高支援400Kb/s通訊速率;
Ethernet
1
採用RGMII介面;
支援10/100/1000M網口配置;
支援網路自適應;
PCIe
1
支援單通道Gen2標準埠;
支援RC或EP模式;
最高通訊速率5Gbps;
USB 2。0
2
支援OTG模式;
支援High-Speed/Full-Speed/Low-Speed模式;
MMC/SD/SDIO
2
MMC1、MMC3支援SD3。0/SDIO3。0/MMC5。1規範,支援1、4、8位MMC模式;
MMC2支援SD3。0/SDIO3。0,支援1、4位MMC模式;
支援最高200MHz時鐘;
備註:
核心闆闆載eMMC裝置已使用MMC1,未引出至郵票孔;
PDM
1
最大支援4線8通道;
PWM
4
具有16位時基計數器;
支援最高66MHz工作頻率;
Watchdog
3
看門狗定時器;
支援時間設定範圍為0。5 ~ 128s;
時間解析度為0。5s;
S/PDIF
1
數字音訊傳輸介面;
支援收發功能,標準音頻檔案傳輸格式;
JTAG
1
支援邊界掃描;
支援IEEE 1149。1和IEEE 1149。6;
Temperature Sensor
1
支援感測溫度範圍為10 ~ 105攝氏度;
感測解析度為1攝氏度;
部分外設資源存在引腳複用情況,可在實際開發過程中使用Config Tools for i。MX工具對外設資源進行合理分配,工具參考連結:www。nxp。com/design/designs/config-tools-for-i-mx-applications-processors:CONFIG-TOOLS-IMX。
引腳說明內容篇幅過長,故不在此展示,如需詳細說明,可評論區留言或私信,感謝你的關注。
引腳排列
核心板郵票孔引腳採用
2x 40pin + 2x 60pin,共200pin規格
,引腳排列如下圖所示。
圖 7 核心板引腳排列示意圖
電氣特性
工作環境
表 3
環境引數
最小值
典型值
最大值
工作溫度
-40°C
/
85°C
儲存溫度
-50°C
/
90°C
工作溼度
35%(無凝露)
/
75%(無凝露)
儲存溼度
35%(無凝露)
/
75%(無凝露)
工作電壓
/
5。0V
/
功耗測試
表 4
工作狀態
電壓典型值
電流典型值
功耗典型值
空閒狀態
5。0V
0。22A
1。10W
滿負荷狀態
5。0V
0。61A
3。05W
備註:
功耗基於TLIMX8-EVM評估板測得。功耗測試資料與具體應用場景有關,測試資料僅供參考。
空閒狀態:
系統啟動,評估板不接入其他外接模組,不執行程式。
滿負荷狀態:
系統啟動,評估板不接入其他外接模組,執行DDR壓力讀寫測試程式,
4個ARM Cortex-A53核心
使用率約為100%。
以上功耗測試過程中,已安裝帶風扇的散熱器,並已啟動風扇。
熱成像圖
核心板安裝好帶風扇的散熱器,在常溫環境、滿負荷狀態下穩定工作10min後,測試核心板熱成像圖如下所示。H為最高溫度,S為平均溫度。
備註:
不同測試條件下結果會有所差異,資料僅供參考。
圖 8 不開啟散熱風扇
圖 9 開啟散熱風扇
請參考以上測試結果,並根據實際情況合理選擇散熱方式。
機械尺寸
表 12
PCB尺寸
45mm*65mm
PCB層數
8層
元器件最高高度
1。45mm
PCB板厚
1。2mm
圖 10
圖 11
元器件最高高度:指核心板最高元器件水平面與PCB正面水平面的高度差。核心板最高元器件為LDO(U3)。
底板設計注意事項
最小系統設計
基於SOM-TLIMX8核心板進行底板設計時,請務必滿足最小系統設計要求,具體如下。
電源設計說明
VDD_5V_SOM
VDD_5V_SOM(VDD_5V_MIAN)為核心板的主供電輸入,電源功率建議參考評估板按最大10W進行設計。
圖 12
VDD_5V_SOM在核心板內部未預留總電源輸入的儲能大電容,底板設計時請參照評估底板原理圖,在靠近郵票孔焊盤位置放置儲能大電容。
圖 13
VDD_3V3_SOM & VDD_1V8_SOM
VDD_3V3_SOM、VDD_1V8_SOM為核心板輸出的BOOT SET配置專用供電電源,最大電流均約為200mA,請勿用於其他負載供電。
圖 14
VDD_3V3_MAIN & VDD_1V8_MAIN
VDD_3V3_MAIN、VDD_1V8_MAIN為底板提供的外設電源。為使VDD_3V3_MAIN、VDD_1V8_MAIN滿足處理器的上電、掉電時序要求,推薦使用VDD_3V3_SOM電源來控制VDD_3V3_MAIN的電源使能,使用VDD_1V8_SOM電源來控制VDD_1V8_MAIN的電源使能。
圖 15
圖 16
系統啟動配置
由於BOOT SET引腳與SAI1、GPIO存在複用關係,若使用SAI1、GPIO外接裝置,請保證CPU在上電初始化過程中BOOT SET引腳電平不受外接裝置的影響,否則將會導致CPU無法正常啟動。
核心板內部BOOT_MODE3已設計100K下拉電阻,BOOT_CFG[15:0]和BOOT_MODE[2:0]未設計上下拉電阻,需在底板設計啟動配置電路。設計系統啟動配置電路時,請參考評估底板BOOT SET部分電路進行相關設計。
圖 17
圖 18
系統復位訊號
PMIC_KEY_RSTn(PMIC_POR_B)
PMIC_
KEY_RSTn為
PMIC
的上電覆位輸入引腳,可用於控制
i。MX 8M Mini
復位輸入引腳,以及外設介面的復位。PMIC內部已有上拉電阻,無需使用時請懸空處理。
B24/POR_B
B24/POR_B為
CPU
的復位輸入引腳,核心板內部已設計100K上拉電阻,與PMIC的復位輸出引腳PMIC_POR_B相連。對於有嚴格上電覆位順序的外設,需結合外設的上電和復位時序來使用B24/POR_B。
A25/ONOFF
A25/ONOFF為
CPU的開關機控制
引腳,核心板內部已設計100K上拉電阻,無需使用時請懸空處理。
其他設計注意事項
保留Micro SD卡介面
評估底板透過MMC2匯流排引出Micro SD卡介面,主要用於除錯過程中使用Linux系統啟動卡來啟動系統,或批次生產時可基於Micro SD卡快速固化系統,底板設計時建議保留此外設介面。
保留UART2介面
評估底板將UART2_RXD和UART2_TXD引腳透過CH340T晶片引至Micro USB介面,作為系統除錯串列埠使用,底板設計時建議保留UART2作為系統除錯串列埠。
散熱設計說明
對核心板散熱設計建議如下。
當環境溫度不高於60℃、核心板功耗不高於3。57W時,可考慮不新增散熱片。
當環境溫度不超過85℃、核心板功耗不高於3。64W時,可考慮使用不帶風扇的散熱片,但要求使用相變矽脂導熱墊片進行導熱。
當環境溫度超過85℃時,強烈建議使用帶風扇的散熱片,並結合實際應用做進一步驗證測試。