硬件资源

SOM-TLA40iF核心板板载ARM、FPGA、ROM、RAM、晶振、电源、LED等硬件资源，并通过B2B连接方式引出IO。核心板所有器件（包括B2B连接器）均采用国产工业级方案，国产化率100%。

图 1 核心板硬件框图

图 2

图 3

ARM

ARM型号为全志科技A40i，LFBGA封装，工作温度为-40°C~85°C，引脚数量为468个，尺寸为16mm*16mm。

A40i处理器架构如下：

表 1

A40i

4x ARM Cortex-A7，每核主频高达1.2GHz

GPU：Mali400 MP2，支持OpenGL ES 1.1/2.0、Open VG 1.1

Encoder：支持1080P@45fps H.264视频硬件编码

Decoder：支持1080P@45fps H.264视频硬件解码

图 4 A40i处理器功能框图

FPGA

FPGA型号兼容紫光同创PGL25G-6IMBG324（MBG324封装）、PGL50G-6IMBG324（MBG324封装），工作温度为-40°C~100°C，引脚数量为324个，尺寸为15mm*15mm。

表 2

FPGA

紫光同创Logos PGL25G-6IMBG324

紫光同创Logos PGL50G-6IMBG324

ROM

64Mbit SPI FLASH

Logic Cells(LUT4)

27072

51360

Flip-Flops

33840

64200

DSP Slice

40(APM,Arithmetic Process Module)

84(APM,Arithmetic Process Module)

Block RAM(18Kbit)

60

134

CMT

4(PLL)

5

IO

单端（1个），差分对（48对），共97个IO

LED

2x 用户可编程指示灯

1x DONE指示灯

图 5 Logos特性

ROM

1.3.1 eMMC

核心板通过SMHC（主机控制器）连接至eMMC，使用SDC2总线，采用8bit数据线。eMMC型号兼容江波龙(Longsys)公司的FEMDRW008G-88A39(8GByte)、康盈(Kowin)公司的KAS0311D(8GByte)。

1.3.2 SPI FLASH

FPGA端通过SPI总线连接工业级SPI FLASH，型号为芯天下(XTX)公司的XT25F64FSSIGT(64Mbit)。ARM端通过SPI总线经过模拟开关切换后，亦可连接至SPI FLASH，实现固化FPGA端可执行程序的功能。

RAM

核心板通过专用SDRAM总线连接2片DDR3，分别采用16bit数据线，共32bit。DDR3型号兼容紫光国芯(UniIC)公司的SCB13H4G160AF-11MI(512MByte)和SCB13H8G162BF-13KI(1GByte)、江波龙(Longsys)公司的F60C1A0004-M79W(512MByte)，支持DDR3-1152工作模式(576MHz)。

晶振

核心板采用2个工业级晶振Y1和Y2。Y1晶振时钟频率为32.768KHz，精度为±20ppm，Y2晶振时钟频率为24MHz，精度为±10ppm，为ARM端提供系统时钟源。

核心板采用工业级晶振Y3。Y3晶振时钟频率为24MHz，精度为±20ppm，为FPGA端提供系统时钟源。

电源

ARM端采用工业级PMIC电源管理芯片，满足系统的供电要求和CPU上电、掉电时序要求，核心板采用5V直流电源供电。

FPGA端采用分立电源输出1.2V及3.3V电源，满足FPGA端的供电要求，使用ARM端3.3V电源控制电源使能，分立电源采用5V直流电源供电。

LED

核心板板载6个LED，其中LED0为电源指示灯，默认上电时点亮。LED1和LED2为ARM端用户可编程指示灯，分别对应PC17和PC18两个引脚，高电平点亮。LED3为FPGA端DONE指示灯，FPGA端加载可执行程序后点亮。LED4和LED5为FPGA端用户可编程指示灯，分别对应P15和P16两个引脚，高电平点亮。

图 6

图 7

图 8

B2B连接器

核心板采用爱特姆公司的4个工业级B2B连接器，共320pin，间距0.5mm，合高4.0mm。其中2个80pin公座B2B连接器，型号BTB050080-F1D08200，高度1.0mm。2个80pin母座B2B连接器，型号BTB050080-F1D08200，高度3.0mm。

外设资源

核心板引出的ARM端主要外设资源及性能参数如下表所示。

表 3

外设资源

数量

性能参数

CSI

1

CSI1：(CMOS sensor parallel interface)，支持720P@30fps；

备注：在核心板内部，CSI0(16bit)已连接至FPGA，且未引出至B2B连接器

TVIN

4

CVBS输入，支持NTSC和PAL制式；

TVOUT

4

CVBS输出，支持NTSC和PAL制式；

RGB DISPALY

2

包含LCD0、LCD1输出，支持1080p@60fps；

LVDS DISPALY

2

包含LVDS0、LVDS1输出，支持 1080p@60fps；

备注：LVDS0、LVDS1与LCD0(RGB DISPALY)引脚复用

MIPI DSI

1

包含4个数据通道，支持1080p@60fps；

符合MIPI DSI V1.01和MIPI D-PHY V1.00；

HDMI OUT

1

HDMI 1.4规范，支持1080p@60fps；

SMHC

3

支持SD3.0，SDIO2.0，MMC5.0；

SDC0：4位数据总线（推荐作为底板Micro SD功能）；

SDC1：4位数据总线；

SDC3：4位数据总线；

备注：核心板板载eMMC已使用SDC2，且SDC2未引出至B2B引脚

TWI(I2C)

5

TWI0~TWI4，支持标准模式(100Kbps)和高速模式(400Kbps)；

备注：在核心板内部，TWI0已连接至FPGA、PMIC，同时引出至B2B连接器

SPI

3

每路SPI支持2个片选信号；

时钟频率高达100MHz；

支持Master Mode、Slave Mode；

备注：在核心板内部，SPI0(CE0)已连接至FPGA端SPI FLASH，SPI0(CE1)已连接至FPGA，且SPI0未引出至B2B连接器

UART

8

支持4Mbps波特率；

支持硬件或软件流控；

TSC

2

可作为SPI(Synchronous Parallel Interface)或SSI(Synchronous Serial Interface)接口；

CIR

2

可通过红外线进行远程控制；

RTP

1

四线电阻触摸，12位SAR型A/D转换器，采样率2MHz；

USB OTG

1

USB2.0(USB0)，支持高速模式(480Mbps)、全速模式(12Mbps)、低速模式(1.5Mbps)；

USB HOST

2

USB2.0(USB1、USB2)，支持高速模式(480Mbps)、全速模式(12Mbps)、低速模式(1.5Mbps)；

I2S/PCM

2

全双工，采样率8KHz~192KHz；

AC97

1

可变采样率AC97编解码器；

全双工，串行接口，采样率高达48KHz；

OWA

1

One Wire Audio，兼容S/PDIF协议；

Audio Codec

1

包含2通道ADC，采样率8KHz~48KHz；

包含2通道DAC，采样率8KHz~192KHz；

包含2路单声道MIC IN、1路立体声LINE IN、1路立体声FM IN；包含1路差分PHONE OUT、1路立体声H/P(Headphone) OUT；

Ethernet

2

1路EMAC，支持MII PHY接口(10/100Mbps)；

1路GMAC，支持MII/RMII/RGMII PHY接口(10/100/1000Mbps)；

SATA

1

支持设备热插拔，支持3.0Gbps速率；

PS2

2

兼容IBM PS/2协议；

SCR

1

Smart Card Reader，时钟速率可调；

支持ISO/IEC 7816-3和EMV2000(4.0)规范；

KEYADC

2

多按键检测接口，6bit分辨率，输入电压范围为0~2V；

转换速率最高可达250Hz；

KEYPAD

1

8 x 8键盘矩阵接口；

PWM

8

支持PWM输出、输入捕获，输出频率高达24/100MHz；

支持0~100%可调占空比；

JTAG

1

支持边界扫描；

支持IEEE 1149.1和IEEE 1149.6标准。

备注：核心板引出的FPGA端主要资源为BANK0、BANK2部分IO。

引脚说明

引脚排列

核心板B2B连接器分别为CON0A（母座，对应评估底板CON0A）、CON0B（公座，对应评估底板CON0B）、CON0C（母座，对应评估底板CON0C）、CON0D（公座，对应评估底板CON0D），引脚排列如下图所示。

图 9 核心板引脚排列示意图

电气特性

工作环境

表 14

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 15

工作状态

电压典型值

电流典型值

功耗典型值

状态1

5.0V

0.21A

1.05W

状态2

5.0V

0.55A

2.75W

备注：功耗基于TLA40iF-EVM评估板测得。测试数据与具体应用场景有关，仅供参考。

状态1：系统启动，评估板不接入其他外接模块，ARM端不运行程序，FPGA端运行LED测试程序。

状态2：系统启动，评估板不接入其他外接模块，ARM端运行DDR压力读写测试程序，4个ARM Cortex-A7核心使用率约为100%，FPGA端运行IFD测试程序。

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。其中红色测温点为最高温度点(64.3℃)，绿色测温点为最低温度点(28.8℃)，白色测温点为画面中心温度点(46.8℃)。

备注：不同测试条件下结果会有所差异，数据仅供参考。

图 10

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 16

PCB尺寸

65mm*44mm

PCB层数

10层

元器件最高高度

2.0mm

PCB板厚

2.0mm

重量

19.8g

图 11

图 12

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电感(L1)。

底板设计注意事项

最小系统设计

基于SOM-TLA40iF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_SOM

VDD_5V_SOM为核心板的主供电输入，电源功率建议参考评估板按最大10W进行设计，并且在靠近核心板电源输入端放置50uF左右的储能电容。

图 13

VDD_5V_MAIN