NXP i.MX 8M Plus工业开发板硬件说明书--上册（ 四核ARM Cortex-A53 + 单核ARM Cortex-M7，主频1.6GHz）
前 言
本文档主要介绍创龙科技TLIMX8MP-EVM评估板硬件接口资源以及设计注意事项等内容。
创龙科技TLIMX8MP-EVM是一款基于NXP i.MX 8M Plus的四核ARM Cortex-A53 + 单核ARM Cortex-M7异构多核处理器设计的高性能工业评估板，由核心板和评估底板组成。ARM Cortex-A53(64-bit)主处理单元主频高达1.6GHz，ARM Cortex-M7实时处理单元主频高达800MHz。处理器采用14nm最新工艺，内置2.3TOPS算力NPU神经网络处理单元、双路独立ISP图像处理单元、双核心GPU图形加速器，并支持1080P60 H.264/H.265视频硬件编解码、三屏异显功能。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3x USB3.0 HOST、RS232、2x CAN-FD、2x RS485、双路千兆网口（一路支持TSN）、百兆网口等通信接口，板载WIFI模块，支持4G、5G模块，支持NVMe固态硬盘，同时引出MIPI LCD、LVDS LCD、HDMI OUT、CAMERA、LINE IN、LINE OUT、MIC IN等音视频多媒体接口，方便用户快速进行产品方案评估与技术预研。
TLIMX8MP-EVM评估板采用NXP i.MX 8M Plus处理器，IO电平标准一般为1.8V和3.3V，上拉电源一般不超过3.3V。当外接信号电平与IO电平不匹配时，中间需增加电平转换芯片或信号隔离芯片。按键或接口需考虑ESD设计，ESD器件选型时需注意结电容是否偏大，否则可能会影响到信号通信。
图 1 TLIMX8MP-EVM硬件资源图解1
图 2 TLIMX8MP-EVM硬件资源图解2
硬件参考资料目录如下：
(1) 《SOM-TLIMX8MP工业核心板硬件说明书》：“\5-硬件资料\核心板资料\《SOM-TLIMX8MP工业核心板硬件说明书》”；
(2) TLIMX8MP-EVM评估底板原理图：“\5-硬件资料\评估底板原理图\TLIMX8MP-EVM评估底板原理图\”；
(3) 《TLIMX8MP-EVM评估底板BOM》：“\5-硬件资料\评估底板原理图\TLIMX8MP-EVM评估底板原理图\《TLIMX8MP-EVM评估底板BOM》”；
(4) TLIMX8MP-EVM评估底板PCB：“\5-硬件资料\评估底板PCB\TLIMX8MP-EVM评估底板PCB\”；
(5) 评估底板B2B连接器封装：“\5-硬件资料\评估底板PCB\TLIMX8MP-EVM评估底板B2B连接器封装\”；
(6) SOM-TLIMX8MP核心板STP文件：“\5-硬件资料\核心板资料\SOM-TLIMX8MP核心板STP文件\”；
(7) SOM-TLIMX8MP核心板DXF文件：“\5-硬件资料\核心板资料\SOM-TLIMX8MP核心板DXF文件\”；
(8) 评估板元器件数据手册：“\6-开发参考资料\数据手册\”。
1 SOM-TLIMX8MP核心板
SOM-TLIMX8MP核心板板载CPU、ROM、RAM、晶振、电源、LED等硬件资源，并通过工业级B2B连接器引出IO。核心板硬件资源、引脚说明、电气特性、机械尺寸、底板设计注意事项等详细内容，请查阅《SOM-TLIMX8MP工业核心板硬件说明书》。
图 3 核心板硬件框图
图 4 核心板正面实物图
图 5 核心板背面实物图
2 B2B连接器
评估底板采用4个连科(Linkwork)公司的工业级B2B连接器，共320pin，间距为0.5mm，合高为4.0mm。其中2个80pin公座B2B连接器(CON0B、CON0D)，型号NLWBP05-80C-1.0H，高度1.0mm；2个80pin母座B2B连接器(CON0A、CON0C)，型号NLWBS05-80C-3.0H，高度3.0mm。
图 6 评估底板B2B连接器实物图
3 电源接口
评估底板由12V直流电源供电，CON1和CON2为电源输入连接器。
CON1为3pin规格绿色端子，间距3.81mm。CON2为DC-005电源接口，可适配外径5.5mm、内径2.1mm的电源插头。电源输入端具备过流保护、过压保护、防反插及快速掉电等电路保护功能。SW1为电源拨动开关，使用时请根据附近的ON/OFF丝印进行选择。
图 7 电源接口实物图
图 8 输入级电源保护电路
VDD_12V0_MAIN通过多路电源芯片转换为核心板及评估底板外设供电。评估底板推荐的上电时序：12V DC供电(VDD_12V0_MAIN) -> 核心板供电(VDD_5V0_SOM) -> 核心板配置底板辅助电源(VDD_3V3_SOM) -> 底板外设供电 -> 系统复位(J29/POR_B/PU/1V8)，推荐上电时序设计如下图所示。
图 9 评估底板推荐上电时序
3.1 核心板电源
VDD_12V0_MAIN通过芯强微电子(Ecranic)公司的EC2232E（DC-DC电源降压芯片）输出VDD_5V0_SOM供核心板使用，最大电流供给能力为3A。
该电源使能由输入电压分压提供，实现上电即使能的时序控制。为保护核心板及方便测量电压电流，电源路径已串接磁珠FB1，实际电路默认最大电流为2A。
图 10 核心板供电电源设计
核心板提供VDD_3V3_SOM电源输出，用于控制评估底板各路电源上电时序。
3.2 评估底板外设电源
VDD_12V0_MAIN通过4路芯强微电子(Ecranic)公司的EC2232E（DC-DC电源降压芯片）分别输出VDD_5V0_MAIN、VDD_3V3_MAIN、VDD_3V3_PCIe_5G、VDD_1V8_MAIN供评估底板外设使用，最大电流供给能力为3A。4路电源使能都由VDD_3V3_SOM提供，实现评估底板外设电路在核心板之后上电的时序控制。
备注：VDD_3V3_PCIe_5G电源使能同时受AE14/GPIO3_IO24/PCIE_POWER_CTL/1V8信号控制。
图 11 VDD_5V0_MAIN电源设计
图 12 VDD_3V3_MAIN电源设计
图 13 VDD_3V3_PCIe_5G电源设计
图 14 VDD_1V8_MAIN电源设计
3.3 隔离电源
VDD_5V0_MAIN通过金升阳科技(MORNSUN)公司的B0505S-1WR3L隔离电源模块输出1路5V DC隔离电源VDD_5V0_ISO，用于评估底板隔离电路的供电，最大电流供给能力为200mA，可提供3000V DC的直流隔离能力。
图 15 VDD_5V0_ISO电源设计
设计注意事项：
（1） 底板设计时，若无需电源输入级保护电路的部分或全部功能，可适当裁剪。
（2） 底板电源设计可根据实际电路设计进行增减，建议参考我司上电时序进行底板电源的使能控制。
（3） VDD_5V0_SOM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，请在靠近B2B连接器焊盘位置放置总容值为50uF左右的储能电容。
（4） 为使VDD_5V0_MAIN、VDD_3V3_MAIN、VDD_3V3_PCIe_5G和VDD_1V8_MAIN满足系统上电、掉电时序要求，需使用核心板输出VDD_3V3_SOM来控制VDD_5V0_MAIN、VDD_3V3_MAIN、VDD_3V3_PCIe_5G和VDD_1V8_MAIN的电源使能，使评估底板VDD_5V0_MAIN、VDD_3V3_MAIN、VDD_3V3_PCIe_5G和VDD_1V8_MAIN电源在VDD_3V3_SOM之后、在J29/POR_B/PU/1V8复位信号之前上电，详情见评估底板推荐上电时序。
4 LED
评估底板板载4个LED。LED0为电源指示灯，颜色为红色，上电默认点亮；LED1为用户可编程指示灯，通过GPIO控制，颜色为绿色，默认高电平点亮；LED2为4G模块状态指示灯，颜色为黄色；LED3为NVMe固态硬盘/5G模块状态指示灯，颜色为黄色。
图 16 LED0~LED3实物图
图 17 评估板电源指示灯
图 18 用户可编程指示灯
图 19 4G模块状态指示灯
图 20 NVMe固态硬盘/5G模块状态指示灯
5 BOOT SET启动方式选择拨码开关
SW2为4bit启动方式选择拨码开关。常用启动模式如下所示，请根据评估底板丝印确认启动方式选择拨码挡位。
（1） Micro SD模式：1100(1~4)。
（2） eMMC模式：0100(1~4)。
（3） USB Serial Download模式：1000(1~4)。
备注：选择配置为USB Serial Download模式时，评估板支持从USB3.0 DRD(USB1)固化系统。
图 21 启动方式选择拨码开关实物图
图 22 BOOT SET配置电路选择
设计注意事项：
（1） BOOT_MODE[0:3]引脚在评估底板通过BOOT SET启动选择拨码开关或上下拉电阻进行启动模式选择。请参考评估底板BOOT SET电路进行启动配置电路设计，特别是上下拉电阻的阻值必须参考评估底板所使用的电阻参数进行选型。
（2） BOOT_MODE[0:3]引脚请使用核心板输出的VDD_1V8_SOM电源。VDD_1V8_SOM为专用于BOOT SET配置和QSPI NOR FLASH的电源，电流供给能力为100mA，请勿用于其他负载供电。
（3） 在POR_B信号置高之前，请确保BOOT_MODE[0:3]信号的电平状态不被改变。
6 KEY
评估底板包含1个系统冷复位按键COLD RESET(KEY1)，1个CPU开关机按键CPU ON/OFF(KEY2)，1个用户输入按键USER(KEY3)。
图 23 KEY实物图
图 24 系统复位、CPU开关机按键
图 25 用户输入按键
设计注意事项：
（1） PMIC_KEY_RSTn为PMIC的上电复位输入引脚，在PMIC内部已上拉至1.8V，无需使用时，请悬空处理。
（2） G22/ONOFF为CPU的开关机控制引脚，长按5s以上CPU将会关机，再按1s左右CPU将切换为开机。核心板内部已设计100K上拉电阻，无需使用时，请悬空处理。
7 串口
评估底板板载UART、RS232和RS485串口，CON5为USB TO UART2调试串口，CON7为UART1串口，CON9为UART3串口，CON8为RS232 UART4串口，CON28含有RS485 UART1和RS485 UART3串口。
7.1 USB TO UART2串口
评估底板通过沁恒微电子(WCH)公司的CH340T芯片将UART2转换为Type-C连接器(CON5)引出，作为系统调试串口使用。CH340T使用来自Type-C线的5V电源UART_VBUS外部供电。
图 26 USB TO UART2串口实物图
图 27 USB TO UART2串口电路设计
设计注意事项：
（1） 底板设计时，建议采用RS0102YVS8(U12)电平转换隔离方案，以免调试串口RX端在底板上电前提前带电，向核心板引脚灌输电流，导致系统无法启动。
（2） CPU引脚UART2_TXD、UART2_RXD电平均为3.3V，请勿使用5V电平接口的调试工具直接连接，否则将可能导致CPU损坏。
（3） 注意USB信号需做90ohm差分阻抗匹配。
（4） ESD器件需靠近连接器Type-C接口布局，走线经过ESD后连接至CH340T。
7.2 UART1/UART3串口
评估板采用4pin规格、间距2.54mm白色端子(CON7、CON9)，直接引出UART1、UART3串口。
图 28 UART1、UART3串口实物图
图 29 UART1、UART3串口电路设计
设计注意事项：
（1） UART1接口和RS485 UART1接口共用同一组UART1总线，UART3接口和RS485 UART3接口共用同一组UART3总线，同一组UART总线接口请勿同时使用。
7.3 RS232 UART4串口
评估底板采用芯力特电子(SIT)公司的单电源双通道RS232收发器SIT3232EEUE方案，通过UART4引出1路RS232串口，使用DB9连接器(CON8)。
SIT3232EEUE符合TIA/EIA-232标准，最高通信速率可达到120Kbps。
图 30 RS232 UART4串口实物图
图 31 RS232 UART4串口电路设计
7.4 RS485 UART1/RS485 UART3串口
评估底板采用川土微电子(CHIPANALOG)公司的隔离式半双工RS485收发器CA-IS3082WX方案，将UART1、UART3转换为2路RS485串口。2路RS485串口与CAN接口共用10pin规格、3.81mm间距绿色端子(CON28)。
CA-IS3082WX符合TIA/EIA-485-A标准，支持5kVrms绝缘耐受电压，总线共模工作范围：-7V~+12V，并提供高达0.5Mbps的通信速率。
图 32 RS485 UART1/RS485 UART3串口实物图
图 33 RS485 UART1/RS485 UART3串口电路设计
图 34
设计注意事项：
（1） CA-IS3082WX为隔离RS485收发器；其中Vcc1(pin1)和GND1(pin7/8)为逻辑侧端口的供电，Vcc2(pin16)和GND2(pin9/10)为总线侧端口供电。Vcc1对Vcc2应电气隔离，GND1和GND2不共地，且器件布局及走线上注意做隔离设计，否则无法达到隔离接口的设计目的。建议参考评估底板使用隔离电源给Vcc2供电。
（2） Vcc1提供2.375V~5.5V的宽IO供电范围，总线侧电源Vcc2提供3.0V~5.5V的RS485总线供电范围。
（3） 收发器的管脚A/B(pin12/13)连接至绿色端子连接器之间的走线，需按差分信号进行走线。
（4） UART1接口和RS485 UART1接口共用同一组UART1总线，UART3接口和RS485 UART3接口共用同一组UART3总线，同一组UART总线的接口请勿同时使用。
8 CAN1/CAN2接口
评估底板通过2个纳芯微电子(NOVOSENSE)公司的隔离式收发器NSI1042-DSWVR引出CAN1、CAN2接口，与RS485串口共用10pin规格、间距3.81mm绿色端子(CON28)。
NSI1042-DSWVR符合ISO11898-2标准，供电电压为3.3V(VDD_3V3_MAIN)。支持5kVrms绝缘耐受电压，总线共模工作范围：-30V~+30V，最高通信速率为5Mbps。
图 35 CAN1/CAN2接口实物图
图 36 CAN1/CAN2电路设计
图 37 CAN电路设计
设计注意事项：
（1） NSI1042-DSWVR为隔离CAN收发器。其中VCC1(pin1)和GND1(pin4)为逻辑侧端口供电，VCC2(pin8)和GND2(pin5)为总线侧端口供电。VCC1对VCC2应是电气隔离，GND1和GND2不共地，且器件布局及走线上注意做隔离设计，否则无法达到隔离接口的设计目的。建议参考我司使用隔离电源给VCC2供电。
（2） VCC1提供2.5V~5.5V的宽IO供电范围，VCC2提供4.5V~5.5V的CAN总线侧供电范围。
（3） CANH(pin7)和CANL(pin6)与绿色端子连接器之间的走线，需按差分信号进行走线。
（4） CANH(pin7)和CANL(pin6)应并联一个精度为1%的终端匹配电阻(R98、R104)。终端匹配电阻的大小由传输电缆的特性阻抗所决定，一般为120ohm。
（5） 建议参考评估底板使用的ESD器件型号PESD2CANFD24V-K，或使用其他电容值小于等于15pF的ESD器件，且共模电压值至少需要支持+/-12V。
9 Micro SD接口
评估底板通过uSDHC2总线引出1路Micro SD接口，采用4bit数据线模式。使用规格为外壳带压片的外焊式Micro SD连接器(CON4)。
图 38 Micro SD接口实物图
图 39 Micro SD接口电路设计
设计注意事项：
（1） 底板设计时，需将Micro SD座子外壳的SHIELD[1:4]引脚连接至数字地。
（2） 建议使用核心板的输出电源VDD_3V3_SD为Micro SD(CON4)供电。不建议使用VDD_3V3_MAIN供电，否则可能因该电源存在供电延迟，导致系统无法正确读取Micro SD卡设备而启动失败。
10 外部RTC座
评估底板采用华冠半导体(HGSEMi)公司的串行实时时钟芯片DS1307ZM/TR，拓展外部RTC功能，使用I2C1总线进行通信。CON3为RTC纽扣电池座，可适配纽扣电池ML2032（3V可充）、CR2032（3V不可充）。使用可充电电池时，可将跳线帽插入J1接口实现充电。使用不可充电电池时，请勿将跳线帽插入J1接口。
图 37 外部RTC电路实物图
图 40 外部RTC电路设计
设计注意事项：
（1） U8可选用DS1307ZM/TR、DS1340Z-33+和ISL1208IB8Z-TK。若选贴DS1340Z-33+和ISL1208IB8Z-TK时，需将FB4实贴，将FB3空贴，并使用VDD_3V3_MAIN供电。
（2） I2C1已连接至核心板的PMIC电源管理芯片，I2C1在核心板上未添加上拉电阻，请务必在底板上拉4.7K电阻至3.3V。
11 外部Watchdog接口
评估底板采用美国美信(Maxim Integrated)公司的外部硬件看门狗芯片MAX6369KA+T，拓展外部Watchdog功能。J3为Watchdog功能配置接口，采用2.54mm间距、3pin排针方式，可通过跳线帽配置使能Watchdog功能。软件上可通过U25/GPIO2_IO9/WD_SET0/3V3配置Watchdog超时时长。
图 41 外部Watchdog电路实物图
图 42 外部Watchdog电路设计
图 43
图 44
12 FAN供电接口
J2为散热器风扇电源接口(FAN)，采用3pin排针端子方式，12V供电，间距2.54mm。
图 45 FAN供电接口实物图
图 46 FAN供电接口电路设计
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