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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