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NXP i.MX 8M Mini核心板(4核 ARM Cortex-A53)規格軟硬體說明資料

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。

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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。

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圖 1 核心板硬體框圖

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圖 2

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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

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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。

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圖 5

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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。

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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。

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圖 8 不開啟散熱風扇

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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

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圖 10

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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。

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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。

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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。

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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。

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圖 15

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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。

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圖 17

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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。

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