探索 AMD Kria KD240 驅(qū)動入門套件：開啟電機(jī)控制與電源轉(zhuǎn)換新征程

在電子工程師的日常工作中，不斷探索和評估新的硬件平臺對于開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品至關(guān)重要。今天，我們將深入研究 AMD Kria KD240 驅(qū)動入門套件，看看它在電機(jī)控制和電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用領(lǐng)域能為我們帶來哪些驚喜。

文件下載：AMD ， Xilinx Kria? KD240驅(qū)動器入門套件.pdf

套件概述

AMD Kria KD240 驅(qū)動入門套件由 K24 系統(tǒng)級模塊（SOM）的非生產(chǎn)版本、載板和散熱解決方案組成。SOM 非常緊湊，僅包含關(guān)鍵組件，如基于 AMD Zynq UltraScale+ MPSoC 的硅器件、內(nèi)存、啟動和安全模塊。載板則集成了電源解決方案、三個網(wǎng)絡(luò)接口、一個 microSD 卡、三相電源逆變器和多個模數(shù)轉(zhuǎn)換通道。散熱解決方案采用了被動式散熱片。

這個套件的設(shè)計(jì)初衷是為客戶提供一個評估目標(biāo)應(yīng)用的平臺，并最終使用 AMD K24 SOM 設(shè)計(jì)自己的載板。雖然 SOM 本身在各個市場和應(yīng)用中具有廣泛的適用性，但 Kria KD240 驅(qū)動入門套件的目標(biāo)應(yīng)用主要集中在電力驅(qū)動領(lǐng)域。

產(chǎn)品細(xì)節(jié)

評估平臺優(yōu)勢

Kria KD240 驅(qū)動入門套件是一個專注于電機(jī)控制和電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用的 K24 SOM 評估平臺。它將基于 Zynq UltraScale+ MPSoC 的 SOM 與外設(shè)集和預(yù)構(gòu)建的加速應(yīng)用相結(jié)合，專注于電機(jī)控制。通過 AMD Vitis 平臺、可定制的加速覆蓋層和 AMD Vivado 工具硬件板文件，KD240 及其基礎(chǔ) K24 SOM 支持用戶進(jìn)行全面的自定義。這種硬件、平臺和軟件的集成組合為開發(fā)者提供了快速的開箱即用體驗(yàn)，可用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

具體規(guī)格參數(shù)

大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中，這些規(guī)格參數(shù)將如何影響您的應(yīng)用呢？可以思考一下。

訂購信息

目前，該套件的產(chǎn)品 SKU 為 SK - KD240 - G，對應(yīng)的設(shè)備是 XCK24 - C，溫度等級為商業(yè)級，并且該套件啟用了加密功能。

電源與電氣特性

電源要求

KD240 入門套件的直流輸入電源為 +12V，3A，推薦使用 CUI Inc. 的 SMI36 - 12 - V - P6 適配器，通過中心針正極桶形連接器（2.5 mm 內(nèi)徑，5.5 mm 外徑）連接。SOM 電源為 +5V，3A（Vcc_som），通過 I2C 總線地址 ax40 上的電流檢測設(shè)備（INA260）可監(jiān)控 Vcc_SoM 上的電流。

各組件電源參數(shù)

電源開啟序列

1. 外部電源適配器提供 12V 電源。
2. 板載穩(wěn)壓器生成 5V 電源，并為其他電壓穩(wěn)壓器供電。
3. SOM 電源軌（VCC_SOM）由 5V 電源供電。
4. 當(dāng) 5V 穩(wěn)壓器輸出電壓在指定范圍內(nèi)，且電源良好信號被斷言，載板釋放 POWER_OFF_C2M_L 信號。
5. SOM 板載電源開啟排序開始。
6. SOM 斷言 VCCOEN_PS_M2C 和 VCCOEN_PL_M2C 信號后，載板提供 PS 和 PL Vcco 電壓軌。

電源開啟復(fù)位

1. SOM 復(fù)位信號（PS_POR_L）保持復(fù)位狀態(tài)，直到 PS_PGOOD 信號被斷言。
2. 要對 SOM 進(jìn)行硬復(fù)位，可使用載板上的復(fù)位按鈕斷言 PS_POR_L 信號。
3. 載板上所有 PS 和 PL I/O 設(shè)備復(fù)位信號保持復(fù)位狀態(tài)，直到 PS 和 PL 電源域上電并穩(wěn)定 25 ms 后。

在設(shè)計(jì)電源電路時，這些電源要求和序列需要我們仔細(xì)考慮，以確保套件的穩(wěn)定運(yùn)行。大家在以往的項(xiàng)目中，有沒有遇到過電源相關(guān)的問題呢？

機(jī)械規(guī)格

KD240 入門套件的尺寸為 124mm x 142mm x 37mm，帶散熱解決方案的 K24 SOM 尺寸為 60mm x 41.3mm x 30mm，載板尺寸為 124mm x 142mm x 34mm。這些機(jī)械規(guī)格在進(jìn)行產(chǎn)品集成和外殼設(shè)計(jì)時非常重要。

固件與軟件

套件在制造時預(yù)裝了一套支持啟動和平臺恢復(fù)的固件。啟動固件保存在 QSPI 非易失性存儲設(shè)備中，載板將 Zynq UltraScale+ MPSoC 設(shè)備的啟動模式固定為 QSPI32。操作系統(tǒng)（OS）和應(yīng)用程序軟件在 microSD 卡輔助啟動設(shè)備中管理。Linux 是 AMD 示例應(yīng)用的默認(rèn)操作系統(tǒng)，在入門網(wǎng)頁和 Kria SOM Wiki 上為 KD240 入門套件提供了預(yù)構(gòu)建的 Linux 映像。

散熱特性

工作和存儲溫度濕度條件

需要注意的是，Kria KD240 驅(qū)動入門套件僅用于評估目的，工作溫度范圍未經(jīng)過全面測試，僅為一般指導(dǎo)，建議在典型實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中使用，不要超過室溫。

冷卻解決方案

KD240 入門套件使用被動冷卻解決方案，可在 35°C 環(huán)境溫度下支持最大 6.5W 的基礎(chǔ) K24 SOM 熱功耗。通過基于 FPGA 的 PWM 風(fēng)扇控制器可實(shí)現(xiàn)可變風(fēng)扇速度控制，風(fēng)扇門控信號連接到 FPGA HD I/O 銀行引腳進(jìn)行控制。具體引腳分配可參考相應(yīng)的 KD240 入門套件載板原理圖，最新的散熱解決方案選項(xiàng)可參考 Kria SOM Wiki。

支持工具

Kria KD240 驅(qū)動入門套件在 AMD Vivado 和 AMD Vitis 工具中可用。有關(guān)套件入門的詳細(xì)信息，請參閱 Kria KD240 驅(qū)動入門套件用戶指南（UG1093）。

可靠性與合規(guī)性

可靠性

Kria SOM 入門套件并非為生產(chǎn)使用而設(shè)計(jì)或認(rèn)證。這些套件經(jīng)過基本的測試和可靠性驗(yàn)證，應(yīng)通過評估套件所需的所有認(rèn)證要求（如 RoHS 和 CE）。要基于此入門套件開發(fā)和部署生產(chǎn)級產(chǎn)品，需要設(shè)計(jì)自己的（兼容）載板，并根據(jù)最終應(yīng)用的適當(dāng)和必要認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

合規(guī)性

該套件符合多項(xiàng)安全、電磁兼容性（EMC）和環(huán)保法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，包括 IEC 62368 - 1、FCC Part 15、CAN ICES - 3(A)/NMB - 3(A)、CISPR 32 等。同時，在不同地區(qū)（如美國、加拿大、歐洲、日本、臺灣、韓國等）也有相應(yīng)的合規(guī)聲明和注意事項(xiàng)。例如，Class A 產(chǎn)品在家庭環(huán)境中可能會引起無線電干擾，用戶可能需要采取適當(dāng)措施。

總之，AMD Kria KD240 驅(qū)動入門套件為電子工程師在電機(jī)控制和電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用領(lǐng)域提供了一個強(qiáng)大而靈活的評估平臺。通過深入了解其產(chǎn)品細(xì)節(jié)、電源電氣特性、機(jī)械規(guī)格、固件軟件以及合規(guī)性等方面，我們可以更好地利用這個套件進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)和創(chuàng)新。大家在使用類似套件時，有沒有什么獨(dú)特的經(jīng)驗(yàn)或技巧呢？歡迎在評論區(qū)分享。