基于TI AM5728 DSP + ARM的工业控制、边缘计算和机器视觉评估板
1 开发套件简介
- 基于 TI AM5728 浮点双 DSP C66x +双 ARM Cortex-A15 工业控制及高性能音视频处理器；
- 多核异构 CPU，集成双核 Cortex-A15、双核 C66x 浮点 DSP、双核 PRU-ICSS、双核 Cortex-M4 IPU、双核 GPU 等处理单元，支持 OpenCL、OpenMP、SysLink IPC 多核开发；
- 强劲的视频编解码能力，支持 1 路 1080P60 或 2 路 720P60 或 4 路 720P30 视频硬件编解码，支持 H.265 视频软解码；
- 支持高达 1 路 1080P60 全高清视频输入和 1 路 LCD + 1 路 HDMI 1.4a 输出；
- 双核 PRU-ICSS 工业实时控制子系统，支持 EtherCAT、EtherNet/IP、PROFIBUS 等工业协议；
- 高性能 GPU，双核 SGX544 3D 加速器和 GC320 2D 图形加速引擎，支持 OpenGL ES2.0；
- 外设接口丰富，集成双千兆网、PCIe、GPMC、USB 2.0、UART、SPI、QSPI、SATA 2.0、I2C、DCAN 等工业控制总线和接口，支持极速接口 USB 3.0；
- 开发板引出 V-PORT 视频接口，可以灵活接入视频输入模块；
- 体积极小，大小仅5mm*60.5mm；
- 工业级精密 B2B 连接器，0.5mm 间距，稳定，易插拔，防反插，关键大数据接口使用高速连接器，保证信号完整性。
XM5728-IDK-V3是一款深圳信迈基于 TI AM5728（浮点双 DSP C66x +双 ARM Cortex-A15）XM5728-SOM核心板设计的开发板，它为用户提供了XM5728-SOM核心板的测试平台，用于快速评估 XM5728-SOM 核心板的整体性能。
XM5728-IDK-V3底板采用沉金无铅工艺的 4 层板设计，不仅为客户提供丰富的 AM5728入门教程，还协助客户进行底板的开发，提供长期、全面的技术支持，帮助客户以最快的速度进行产品的二次开发，实现产品的快速上市。不仅提供丰富的 Demo 程序，还提供 DSP+ARM 多核通信开发教程，全面的技术支持，协助用户进行底板设计和调试以及 DSP+ARM 软件开发。
图1开发套件图
2 典型运用领域
- 工业 PC&HMI
- 工业机器人
- 机器视觉
- 医疗影像
- 电力自动化
- EtherCAT 主/从控制器
- 工业多协议智能网关
- 高端数控系统
电力巡检机器人/AGV物流小车
3 软硬件参数
硬件框图
表1
| SoC/CPU |
TI AM5728，浮点双 DSP C66x @750MHz +双 ARM Cortex-A15@1.5GHz |
| 2 x IPU (Imaging Processing Unit) 用于图像加速，每个IPU是由两个ARM Coretex-M4组成，共4个ARM Coretex-M4 |
|
| 2 x PRU-ICSS，每个PRU-ICSS包含一对PRU (Programming Real-time Unit)，共4个IPU，支持ETHERCAT等实时工业总线协议 |
|
| 1 x IVA-HD Video codec，支持一路1080P 60fps H.264视频硬件编解码 |
|
| 2 x SGX544 GPU 3D图形加速器 |
|
| 1 x GC320 2D图形加速器 |
|
| On-Chip L2 Cache |
ARM Cortex-A15：1MByte C66x：288KByte |
| On-Chip L3 RAM |
2.5MByte |
| ROM |
4/8GByte eMMC |
| RAM |
1/2GByte DDR3 |
| Temperature Sensor |
1x TMP102AIDRLT |
| B2B Connector |
2x 100pin 公座 B2B，2x 100pin 母座 B2B，间距 0.5mm，合高 5.0mm，共 400pin |
| IO EXTENSION |
2x 简易牛角座（2x 25pin 规格），间距 2.54mm，包含 GPMC、SPI、I2C、PWM、TIMER、UART、eQEP、eCAP 等拓展信号 |
| KEY |
1x冷复位按键 1x热复位按键 3x可编程输入按键（含1个非屏蔽中断按键） |
| JTAG |
1x14pin TI Rev B JTAG 接口，间距 2.54mm |
| DISPLAY（可选模块） |
1x 7寸电容屏，40pin FP母座，间距0.5mm |
| BOOT SET |
1x5bit 启动方式拨码开关 |
| SD |
1x Micro SD 接口 |
| RTC |
1x CR1220，3V77-LOIH |
| Ethernet |
2x RGMI，RJ45 接口，10/100/1000M 自适应 |
| 2x PRU MII，RJ45 接口，10/100M 自适应，支持ETHERCAT等工业总线协议 |
|
| USB |
2x USB 2.0 接口 |
| 1x USB 3.0 接口 |
|
| CAN |
1x 3pin 3.81mm 凤凰端子 |
| PROFIBUS |
1x 3pin 3.81mm凤凰端子 |
| UART |
1x UART0转Micro USB 接口，全双工模式 |
| 1x RS232 串口（UART1），全双工模式 |
|
| 1x RS485 串口（复用 UART1），半双工模式 |
|
| PCIe |
1x PCIe Gen2，单端口双通道，每通道最高通信速率 5GBaud |
| SATA |
1x 7pin SATA 硬盘接口 |
| HDMI OUT |
1x HDMI 1.4a 接口 |
| Camera Module（可选模块） |
1x VIP 摄像头并行接口 |
| LED |
2x 供电指示灯（底板 1 个，核心板 1 个） 5x 可编程指示灯（底板 3 个，核心板 2 个） |
| FAN |
1x3pin 5V 风扇插座 |
| POWER |
1x 12V 2A 直流输入 DC417 电源接口，外径 4.0mm，内径 1.7mm |
3软件参数
表 2
| ARM 端软件支持 |
Linux-4.4.19，RT-Linux-4.4.19，TI-RTOS |
|
| DSP 端软件支持 |
TI-RTOS |
|
| CCS 版本号 |
CCS7.0 |
|
| 图形界面开发工具 |
Qt |
|
| 双核通信组件支持 |
IPC核间通信 |
|
| 软件开发套件提供 |
Processor-SDK Linux、Processor-SDK RT-Linux、Processor-SDK TI-RTOS |
|
| Linux 驱动支持 |
Camera |
DDR3 |
| PCIe/PCIe 2.0 |
eMMC |
|
| MMC/SD |
USB 2.0/USB 3.0 |
|
| LED |
BUTTON |
|
| RS232 |
RS485 |
|
| HDMI OUT |
DCAN |
|
| SATA |
RTC |
|
| PROFIBUS |
7 inch Touch Screen LCD(Res) |
|
| SPI |
AUDIO |
|
| UART |
JTAG |
|
| EMCRYDTIC |
TEMPERATURE SENSOR |
|
| KBD |
HDQ |
|
| NMI |
SYS INT |
|
| eCAP |
I2C |
|
4 硬件参数
- 提供核心板引脚定义、可编辑底板原理图、可编辑底板 PCB、芯片Datasheet，缩短
- 硬件设计周期；
- 提供系统烧写镜像、内核驱动源码、文件系统源码，以及丰富的 Demo程序；
- 提供完整的平台开发包、入门教程，节省软件整理时间，上手容易；
- 提供详细的 DSP+ARM多核通信教程，完美解决多核开发瓶颈；
- 提供基于 Qt的图形界面开发教程。
开发例程主要包括：
- 基于 ARM端的 Linux、RT-Linux 开发例程
- 基于 TI-RTOS的 ARM、DSP、PRU、IPU 的开发例程
- 基于 OpenCL、OpenMP、Syslink IPC的多核开发例程
- 基于 OpenCV的图像开发例程
- 基于 Qt的入门开发例程
- 基于 TI-RTOS和 RT-Linux 的 EtherCAT 开发例程
- 视频采集和编解码例程
5 电气特性
核心板工作环境
表 3
| 环境参数 |
最小值 |
典型值电流 |
典型值功耗 |
| 工业级温度 |
-40°C |
/ |
85°C |
| 工作电压 |
/ |
5V |
/ |
功耗测试
表 4
| 类别 |
典型值电压 |
典型值电流 |
典型值功耗 |
| 核心板 |
4.82V |
548mA |
3.64W |
| 整板 |
11.85V |
755mA |
6.49W |
备注：功耗测试基于深圳信迈XM5728-IDK-V3开发板进行。
6 机械尺寸图
表 5
|
|
开发板 |
核心板 |
| PCB 尺寸 |
236mm*125.5mm |
86.5mm*60.5mm |
| 安装孔数量 |
14 个 |
6 个 |
图 12 核心板机械尺寸图
9 技术支持
（1）协助底板设计和测试，减少硬件设计失误；
（2）协助解决按照用户手册操作出现的异常问题；
（3）协助产品故障判定；
（4）协助正确编译与运行所提供的源代码；
（5）协助进行产品二次开发；
（6）提供长期的售后服务。
10 增值服务
- 主板定制设计
- 核心板定制设计
- 嵌入式软件开发
- 项目合作开发
附录 A 开发例程
表7
| 视频采集与编码例程 |
|
| 例程 |
功能 |
| RTSP_Server_Launch |
H.264 编码视频流 RTSP 服务器 |
| TVP5158 |
D1 视频采集 |
| RTSP Client |
网络摄像头采集显示和保存为 MP4 |
| jpegenc |
JPEG 编码 |
| ADV7611 |
ADV7611 HDMI 采集 |
| TVP7002 |
VGA 视频采集 |
| TW2867 |
D1 视频采集 |
| rtsp_dec_a15gray_enc_save |
网络摄像头采集显示和保存为 H264 |
| 多路 RTSP |
多路 RTSP 解码显示 |
| 基于 CCS 的 RTOS 开发例程 |
|
| 例程 |
功能 |
| LED |
ARM/DSP/M4 对 LED 控制 |
| EMAC |
ARM/DSP 对两个网口数据收发测试 |
| I2C |
ARM/DSP/M4 读取温度值 |
| MMCSD |
ARM/DSP 对 SD 卡进行文件管理 |
| SPI |
ARM/DSP/M4 对 SP 总线读写操作 |
| UART |
ARM/DSP/M4 对 UART 读写操作 |
| USB |
ARM 对 U 盘文件进行管理 |
| PRU |
DSP 和 PRU 直接产生中断事件 |
| PRU 开发例程 |
|
| 例程 |
功能 |
| PRU_Led_Blink |
PRU 点亮流水灯 |
| PRU_Button |
PRU 实现按键控制 |
| Qt 开发例程 |
|
| 例程 |
功能 |
| HelloWorld |
Qt 入门例程 |
| OpenCL 开发例程 |
|
| 例程 |
功能 |
| vecadd |
向量相加 |
| vecadd_openmp |
使用 OpenMP 并行进行向量相加 |
| float_compute |
分别在 ARM 和 DSP 端进行浮点计算 |
| dsplib_fft |
FFT 运算 |
| monte_carlo |
蒙特卡洛法运算 |
| OpenMP 开发例程 |
|
| 例程 |
功能 |
| dspheap |
在 DSP 上创建和使用堆 |
| vecadd |
向量的并行相加 |
| vecadd_complex |
复数向量的并行相加 |
| 其他 |
包含在 SDK |
| OpenCV 开发例程 |
|
| 例程 |
功能 |
| TI 官方综合例程 |
OpenCV+OpenCL+OpenGL运用 |
| Sobel |
边缘检测算法 |
| Canny |
边缘检测算法 |
| VideoCapture |
图像采集 |
| IPC 开发例程 |
|
| 例程 |
功能 |
| ex02_messageq |
核间传递数据的消息 |
| ex12_mmrpc |
使用 MmRcp 模块调用远程函数 |
| ex41_forwardmsg |
核间传递消息 |
| ex68_power |
接收消息关闭 |
| MessageQApp |
测试 MessageQApp 组件 |
| 共享内存 |
DSP 与 ARM 共享内存 |
| 其他 |
包含在 SDK |
| EtherCAT开发例程 |
|
| 例程 |
功能 |
| 基于 RT-Linux 的 EtherCAT 开发例程手册 |
|
| 基于 RTOS 的 EtherCAT 开发例程手册 |
|
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