本文主要基于i.MX6ULL核心板,分享详细软硬件规格资料、其中包括硬件资源、引脚说明、电气特性、机械尺寸、底板设计注意事项等,欢迎嵌入式选型用户点击查看。
创龙科技TLIMX6U-EVM是一款基于NXP i.MX 6ULL的ARM Cortex-A7高性能低功耗处理器设计的评估板,由核心板和评估底板组成。核心板经过专业的PCB Layout和高低温测试验证,稳定可靠,可满足各种工业应用环境。
评估板接口资源丰富,引出双路网口、双路RS485、双路CAN、三路USB、多路DI/DO、LCD等接口,板载WIFI、Bluetooth模块,支持LoRa、NB-IoT、Zigbee、4G模块,可选配外壳直接应用于工业现场。
硬件资源
SOM-TLIMX6U核心板板载CPU、ROM、RAM、晶振、电源、LED等硬件资源,并通过邮票孔连接方式引出IO。
图 1 核心板硬件框图
图 2
图 3
CPU
核心板CPU型号为MCIMX6Y2CVM08AB,MAPBGA封装,工作温度为-40°C~105°C,引脚数量为289个,尺寸为14mm*14mm。
图 4 NXP i.MX 6ULL处理器功能框图
ROM
核心板通过GPMI总线连接NAND FLASH,采用8bit数据线,NAND FLASH型号兼容SkyHigh Memory公司的S34ML02G2(256MByte)和旺宏电子(Mxic)公司的MX30LF2G18AC(256MByte)。
核心板内部,eMMC与NAND FLASH在PCB板上使用叠封装形式,因此核心板可选贴eMMC。核心板通过uSDHC2(MMC2)总线连接eMMC,采用8bit数据线,eMMC型号兼容康盈(Kowin)公司的KAS0411D(4GByte)和SkyHigh Memory公司的S40FC004(4GByte)。
RAM
核心板通过专用DRAM总线连接1片DDR3,采用16bit数据线。DDR3型号兼容南亚科技(Nanya)的NT5CC128M16JR(256MByte)、NT5CC256M16ER(512MByte),支持DDR3-800工作模式(400MHz)。
晶振
核心板采用一个工业级晶振(OSC)为CPU提供系统时钟源,时钟频率为24MHz,精度为±20ppm。
电源
核心板采用分立电源供电设计,所选电源方案均满足工业级环境使用要求。电源系统设计满足CPU的供电和上电、掉电时序要求,采用5V直流电源供电。
LED
核心板板载三个LED。其中LED0为电源指示灯,系统上电后默认会点亮。LED1和LED2为用户可编程指示灯,分别对应GPIO5_IO00和GPIO5_IO01两个引脚,高电平点亮。
图 5
图 6
外设资源
核心板引出的主要外设资源及性能参数如下表所示。
表 1
外设资源 | 数量 | 性能参数 |
---|---|---|
Display | 1 | 支持24-bit/18-bit/16-bit/8-bit并行显示;显示时钟频率高达85MHz,分辨率高达WXGA(1366x768); |
Camera(CSI) | 1 | 最高支持24-bit并行输入和133.3MHz像素时钟;支持8-bit/16-bit/24-bit数据端口,用于YCbCr、YUV、RGB数据输入;支持8-bit/10-bit/16-bit数据端口,用于Bayer数据输入; |
UART | 8 | 最高支持波特率为5.0Mbps;支持RTS/CTS硬件流控制; |
FlexCAN | 2 | 支持CAN 2.0B规范,支持标准帧和扩展帧; |
SAI | 3 | 同步音频(Synchronous Audio Interface)接口;支持具有帧同步的全双工串行接口,如I2S、AC97、TDM; |
ESAI | 1 | 全双工增强串行音频(Enhanced Serial Audio Interface)接口;用于工业标准编解码器、SPDIF收发器等各种串行设备通信; |
SPI | 4 | 每路高达4个片选信号;最高支持52Mb/s数据速率; |
I2C | 4 | 支持标准模式和快速模式;标准模式最高支持100Kb/s传输速率;快速模式最高支持400Kb/s传输速率; |
Ethernet | 2 | 采用RMII接口;支持10/100M网口配置;支持网络自适应; |
USB | 2 | 支持USB 2.0 OTG模式;支持High-Speed/Full-Speed/Low-Speed模式; |
uSDHC | 1 | 支持1-bit/4-bit的SD和SDIO模式;支持1-bit/4-bit/8-bit的MMC模式;备注:核心板板载eMMC设备已使用uSDHC2,仅引出uSDHC1至邮票孔; |
PWM | 8 | 具有16-bit时基计数器; |
Watchdog | 3 | 支持时间设置范围为0.5s~128s;时间分辨率为0.5s; |
EIM(External Interface Module) | 1 | 支持NOR FLASH、PSRAM、SRAM;支持4个片选信号;最高支持27bit地址线、16bit数据线; |
QSPI | 1 | 双通道QSPI,每通道包含4-bit数据线、2个外部片选信号;支持单线、双线、四线模式;最高支持100MHz工作频率; |
JTAG | 1 | 支持边界扫描;支持IEEE 1149.1和IEEE 1149.6; |
Temperature Sensor | 1 | 传感分辨率为1摄氏度; |
ADC | 2 | 12-bit模数转换器(ADC),最高支持10个输入通道;采样频率高达1.4MSPS;电压输入范围一般为0~3.3V; |
部分外设资源存在引脚复用情况,可在实际开发过程中使用产品资料“4-软件资料ToolsWindows”目录下的Config Tools for i.MX工具对外设资源进行合理分配。Config Tools for i.MX工具官方参考链接为:www.nxp.com/design/designs/config-tools-for-i-mx-applications-processors:CONFIG-TOOLS-IMX。
引脚排列
核心板邮票孔引脚采用2x 30pin 2x 40pin,共140pin规格,引脚排列如下图所示。
图 7 核心板引脚排列示意图
电气特性
工作环境
表 9
环境参数 | 最小值 | 典型值 | 最大值 |
---|---|---|---|
工作温度 | -40°C | / | 85°C |
存储温度 | -50°C | / | 90°C |
工作湿度 | 35%(无凝露) | / | 75%(无凝露) |
存储湿度 | 35%(无凝露) | / | 75%(无凝露) |
工作电压 | / | 5.0V | / |
功耗测试
表 10
工作状态 | 电压典型值 | 电流典型值 | 功耗典型值 |
---|---|---|---|
空闲状态 | 5.0V | 0.073A | 0.365W |
满负荷状态 | 5.0V | 0.161A | 0.805W |
备注:功耗基于TLIMX6U-EVM评估板测得。功耗测试数据与具体应用场景有关,测试数据仅供参考。
空闲状态:系统启动,评估板不接入其他外接模块,不执行程序。
满负荷状态:系统启动,评估板不接入其他外接模块,运行DDR压力读写测试程序,ARM Cortex-A7核心使用率约为100%。
热成像图
核心板未安装散热片与风扇,在常温环境、自然散热、满负荷状态下稳定工作10min后,测得热成像图如下所示。
备注:不同测试条件下结果会有所差异,数据仅供参考。
图 8
请参考如上测试结果,并根据实际情况合理选择散热方式。
机械尺寸
核心板主要硬件相关参数如下所示,仅供参考。
表 11
重量 | 7.9g |
---|---|
PCB尺寸 | 35mm*45mm |
PCB层数 | 8层 |
PCB板厚 | 1.6mm |
元器件最高高度 | 1.45mm |
图 9
元器件最高高度:指核心板最高元器件水平面与PCB正面水平面的高度差。核心板最高元器件为二极管(D1~D7)。
图 10
底板设计注意事项
最小系统设计
基于SOM-TLIMX6U核心板进行底板设计时,请务必满足最小系统设计要求,具体如下。
电源设计说明
- VDD_5V_MAIN
VDD_5V_MAIN为核心板的主供电输入,以及为底板其它外设供电,电源功率建议参考评估板按最大2W进行设计。
图 11
VDD_5V_MAIN在核心板内部未预留总电源输入的储能大电容,底板设计时请参照评估底板原理图,在靠近邮票孔焊盘位置放置储能大电容。
图 12
VDD_3V3_SOM_OUT(VDD_3V3_SNVS)
VDD_3V3_SOM_OUT(VDD_3V3_SNVS)为BOOT MODE[1:0]信号的上拉配置电源,最大电流约为50mA,请勿用于其他负载供电。
图 13
VDD_ADJ_SOM_OUT(VDD_ADJ_NAND)
VDD_ADJ_SOM_OUT(VDD_ADJ_NAND)输出电压值可由核心板配置,最大输出电流约为50mA,请勿用于其他负载供电。当核心板为NAND FLASH版本时,输出电压值为3.3V;当核心板为eMMC版本时,输出电压值为1.8V。
图 14
图 15
VDD_3V3_MAIN
VDD_3V3_MAIN为评估底板外设接口电源。为使VDD_3V3_MAIN满足处理器的上电、掉电时序要求,推荐使用VDD_ADJ_SOM_OUT(VDD_ADJ_NAND)电源来控制VDD_3V3_MAIN的电源使能。
图 16
系统启动配置
由于BOOT SET引脚与LCD存在复用关系,若使用LCD外接设备,请保证CPU在上电初始化过程中BOOT SET引脚电平不受外接设备的影响,否则将会导致CPU无法正常启动。
核心板内部BOOT SET引脚均未设计上下拉电阻,需在底板设计启动配置电路。设计系统启动配置电路时,请参考评估底板BOOT SET部分电路进行相关设计。
图 17
图 18
系统复位信号
P8/POR_IN/3V3
P8/POR_IN/3V3为核心板的上电复位输入引脚,默认情况请设计100K上拉电阻处理。
RESET_OUT/PU/3V3
RESET_OUT/PU/3V3为CPU的复位输入和核心板的复位输出引脚,核心板内部已设计1K上拉电阻,默认情况请悬空处理。对于有严格上电复位顺序的外设,需结合外设的上电和复位时序来使用RESET_OUT/PU/3V3。
R8/<ONOFF/SRC_RESET_B>/3V3
R8/<ONOFF/SRC_RESET_B>/3V3为CPU的开关机控制引脚,默认情况请悬空处理。
其他设计注意事项
保留Micro SD接口
评估底板通过uSDHC1总线引出Micro SD接口,主要用于调试过程中使用Linux系统启动卡来启动系统,或批量生产时可基于Micro SD卡快速固化系统,底板设计时建议保留此外设接口。
保留UART1接口
评估底板将UART1_RXD和UART1_TXD引脚通过CH340T芯片引至Micro USB接口,作为系统调试串口使用,底板设计时建议保留UART1作为系统调试串口。