Linux-on-Zynq SBC с открытым исходным кодом дебютирует новый стандарт надстройки FPGA

SBC «SYZYGY Brain-1» от Opal Kelly, работающий под управлением Linux на Zynq-7012S, является доказательством концепции его стандарта SYZYGY для периферийных устройств на основе FPGA.

Opal Kelly, компания-разработчик FPGA, отправилась в Crowd Supply, чтобы запустить плату для разработки, чтобы продемонстрировать свой стандарт SYZYGY для расширения периферийных устройств FPGA.
SYZYGY устраняет разрыв между низкоскоростным разъемом Pmod Digilent и стандартом VITA 57.1 FMC (мезонинная карта FPGA) более высокого класса.
С открытым исходным кодом, 110 x 75 мм SYZYGY Brain-1 SBC работает под управлением ОС Linux на Xilinx Zynq-7012S SoC, члене семейства Zynq-7000S с поддержкой FPGA, который предлагает одиночные ядра Cortex-A9 вместо двухъядерных на Zynq- 7000 серия.


SYZYGY Brain-1 (слева) и с подключенными модулями SYZYGY

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Плата SYZYGY Brain-1 за 325 долларов США будет отправлена ​​спонсорам 5 февраля вместе с 5-ю дополнительными дочерними платами SYZYGY, до 4-х из которых могут быть подключены одновременно.
К ним относятся плата POD-PMOD4 (Pmod) стоимостью 40 долларов США, ЦАП стоимостью 100 долларов США + 100%, POD-DUALSFP стоимостью 70 долларов США (для оптоволоконных гигабитных трансиверов SFP), POD-DAC-AD9116 (DAC), POD-ADC-LTC2264 стоимостью 120 долларов США. 12 (АЦП) и плата POD-CAMERA (3,4 мегапикселя) стоимостью 150 долларов.
После окончания кампании Opal Kelly планирует выпустить еще шесть плат, включая разъемы, датчики, микрофонный блок, робототехнический двигатель и сервоприводы, AV с HDMI и аудио, а также сбор данных GSPS (см. Полный список ниже).

Стандарт SYZYGY

Opal Kelly, известный своими модулями USB и PCIe, разработанными для систем FPGA, объявил об открытом стандарте SYZYGY в августе.
Стандарт заполняет пробел между двумя основными стандартами расширения FPGA.
Digilent Pmod имеет 6- и 12-контактные разъемы, рассчитанные на диапазон до 50 МГц.
Стандарт FMC требует дорогих 72-контактных и 200-контактных разъемов для связи с аналогично дорогими платами расширения со скоростью передачи данных до 10 Гбит / с.


Сравнительная схема SYZYGY (слева) и диаграмма

(нажмите на картинку, чтобы увеличить; источник: Опал Келли)

SYZYGY предлагает стандартные и трансиверные разъемы, оба из которых используют разъемы Samtec.
Стандартный 40-контактный разъем поддерживает до 28 несимметричных сигналов с контролируемым сопротивлением на частоте до 500 МГц на контакт, в то время как высокоскоростной 60-контактный разъем приемопередатчика имеет до 16 односторонних сигналов на частоте до 200 МГц и выше. до 8x гигабитных приемопередатчиков на частоте до 5 ГГц на вывод.
Согласно встроенному отчету SYZYGY, разъем приемопередатчика «предназначен для использования с устройствами сбора данных JESD204B, приемопередатчиками SFP + и другими устройствами, требующими высокоскоростной SERDES».


Модули SYZYGY в настоящее время доступны (слева) и планируется

(нажмите на картинку, чтобы увеличить; источник: Опал Келли)

Разъемы как Standard, так и Transceiver можно подключать непосредственно к встроенным разъемам или через дополнительные коаксиальные или двухосевые кабельные сборки.
Стоимость кампании для 6-дюймового коаксиального стандартного кабеля и двухосевого трансиверного кабеля составляет 30 и 60 долларов США соответственно.
Типичная цена для небольших объемов составляет менее 45 долларов США для стандартного коаксиального кабеля и менее 90 долларов США для двухосного трансивера.
Цены большого объема составляют 19 или 38 долларов.

Разъемы SYZYGY поддерживаются коммуникационным программным обеспечением SYZYGY DNA и SmartVIO.
Микропрограмма ДНК передает данные о личности с карт на системную плату, включая производителя, продукт и серийный номер.
SmartVIO определяет диапазон допустимых напряжений ввода / вывода.

Внутри Мозга SYZYGY-1

Цена SYZYGY Brain-1 в 325 долларов включает в себя 1 ГБ оперативной памяти DDR3, карту памяти microSD на 8 ГБ и блок питания 12 В, 3 А.
Плата поддерживает широкий вход 5-18 В, что является одним из нескольких преимуществ, упомянутых в большинстве других SBC на базе Zynq, перечисленных в сравнительной таблице мини-функций Opal Kelly.
К ним относятся Trenz TE0715-04-12S , PicoZed 7015 и Snickerdoodle Black .


SYZYGY Brain-1 с первыми пятью модулями (слева) и угловой фотографией

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Другие заявленные преимущества SYZYGY Brain-1 перед перечисленными конкурентами включают стандартные порты GbE и USB (OTG Type-C и последовательная консоль USB), не требующие платы коммутации, а также стандартные 8-кратные светодиоды и 2-кратные кнопки.
Однако главное преимущество - это новый класс периферийных устройств, оснащенный стандартным стандартом SYZYGY, говорит Опал Келли.


Блок-схема SYZYGY Мозг-1

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Дочерние платы SBC и SYZYGY поставляются со схемами и изображениями печатных плат для экспериментов с открытым исходным кодом.
Есть также бесплатный Linux BSP с исходным кодом.

Спецификации, перечисленные для SYZYGY Brain-1 SBC, включают в себя:

  • Процессор - Xilinx Zynq-7012S - 1x Cortex-A9 @ 667 МГц с FPGA (логические ячейки 55 КБ, 2,5 Мб памяти, 120 DSP-срезов);
    опциональный двухъядерный Zynq-7015 с логическими ячейками 74k, 160 DSP-срезами, 4x 6,25 Гбит / с трансивера
  • Память / память - 1 ГБ оперативной памяти DDR3;
    слот microSD
  • Сеть - Порт Gigabit Ethernet
  • Другой ввод / вывод:
    • USB OTG тип C порт
    • Последовательный консольный порт на базе USB
    • Интерфейс JTAG
  • Расширение:
    • 3x Standard SYZYGY - 28 входов / выходов каждый;
      2x тактовые пары каждая (может использоваться как ввод / вывод)
    • 1 порт трансивера - 18 входов / выходов;
      2 пары приема GTP и 2 пары передачи GTP (обе до 3,75 Гбит / с);
      1x эталонная пара приемопередатчиков
  • Другие особенности - 8x светодиодов;
    2 пользовательских кнопки ввода / вывода;
    кнопка сброса;
    дополнительное периферийное крепежное оборудование;
    дополнительный 6-дюймовый многожильный периферийный кабель
  • Мощность - 5-18 В постоянного тока;
    12В, 3А блок питания
  • Размеры - 110 х 75 мм
  • Операционная система - Linux

Дальнейшая информация

SYZYGY Brain-1 доступен до 9 января на Crowd Supply, начиная с 325 долларов (см. Цены на периферийные устройства и кабели выше).
Дополнительную информацию можно найти на странице «Снабжение толпы мозгов-1 SYZYGY» и на веб-сайте Opal Kelly , а также на веб-сайте SYZYGY компании « Opal Kelly».