初步硬件设计

我把你发来的这两份 PDF（《ACU3EG核心板原理图》 和 《AXU3EG开发板原理图》）从头到尾仔细核对了一遍，瞬间破案了：

师兄当年画那块 14 层 ZU3EG 板子时，核心部分（Zynq + DDR4 + eMMC）是 1:1 照抄了《ACU3EG核心板原理图》，而网口芯片（KSZ9031RNX）则是照抄了《AXU3EG开发板原理图》的第 7/8 页！

这意味着你手头这两份 PDF 就是你的"标准答案字帖"！你要加的 PS千兆网口、SD卡、风扇、USB ，要删的 eMMC、2颗DDR4，在这两份图纸里全部有现成的页码和引脚号，你连一个电阻阻值都不用自己算，照着抄就行！

下面是为你整理的 《ZU3EG 雷达上云板硬件增删总清单（含 USB 版）》，你可以直接拿去跟导师或师兄汇报，也可以作为自己改原理图的 Checklist：

一、 硬件【删除】清单与详细理由

序号	删除模块	对应师兄工程文件 & 官方原理图位置	核心删除理由（成本 + 制板难度 + 架构优化）	操作注意事项（防踩坑）
1	删减 2 颗高位的 PS DDR4 (保留 2 颗，从 64-bit 降为 32-bit)	• 师兄工程：PS_DDR4_3.SchDoc、PS_DDR4_4.SchDoc • 对应《ACU3EG核心板》第 13、14 页 (U15, U16)	1. 降 BOM 成本 ：省去 2 颗 MT40A512M16LY 内存颗粒（立省约 500 元）。 2. 降 PCB 层数与难度 ：砍掉 DQ32~DQ63 共 32 根高速等长线及 4 对差分 DQS，走线密度减半，可将原本恐怖的 14 层板降为 8~10 层板。 3. 容量依然够用 ：保留的 PS_DDR4_1 和 PS_DDR4_2（共 32-bit 位宽，1GB~2GB 容量）完全满足 PetaLinux 运行及 VDMA 雷达帧缓存。	严禁删错颗粒！ 必须保留 接在低位 PS_DDR4_DQ0 ~ DQ31 的第 1、2 颗（核心板 第 11、12 页 U12, U14）；只删 接在 DQ32 ~ DQ63 的第 3、4 颗（第 13、14 页 ）。(注：第11页的 VTT 电源芯片 U13 TPS51200 和地址线端接电阻 R59~R88 必须保留！)
2	彻底删掉 eMMC 芯片	• 师兄工程：eMMC.SchDoc • 对应《ACU3EG核心板》第 16 页 (U19 MTFC8GAKAJCN)	1. 摆脱高精密制板费 ：eMMC 是高密度 BGA 封装，引脚扇出线宽 小于 3.5mil，板厂会按特种精密板加收高昂工程费。 2. 降芯片成本：省去 180 元/颗的芯片费。 3. 调试便利性：焊死的 eMMC 一旦 Linux 内核崩溃极难修复，改用可插拔 SD 卡更适合研究生开发调试。	删掉第 16 页的 U19 及上拉电阻后，原本被占用的 BANK 500（PS_MIO13~22）将被释放为空闲引脚。
3	(可选) 移除原 PL 端网口（或直接改线复用为 PS 网口）	• 师兄工程：PL_ETH.SchDoc • 对应《AXU3EG底板》第 8 页 (ETH2)	原本网口接在 PL 端 BANK 65/66，Linux 无法直接使用 PS 硬核网卡驱动。若不需要双网口，直接把它的 14 根信号线改连到 PS 端 BANK 502 即可，无需买两套网口元件。	见下方【新增清单 1】。

二、 硬件【新增】清单与详细理由（含 USB 方案）

对照《ACU3EG核心板原理图》第 3 页（MIO分配） ，我帮你核查了一个天大的好消息：PS 端的 BANK 501 和 BANK 502 上，SD卡、PS千兆网口、USB 的官方引脚各司其职，完全没有任何引脚冲突！

1. 增加 PS 端千兆以太网口（核心上云通道）

• 加入理由 ：使用 PS 端硬核千兆 MAC（GEM3），在 Linux 下原生支持 TCP/IP 协议栈与 Socket 编程，无需编写 FPGA 网卡逻辑；对外通过一根网线即可直连实验室交换机/服务器 、5G CPE 或 便携式 Wi-Fi 路由器，实现全场景雷达数据上云。

• 照抄图纸位置 ：《AXU3EG开发板原理图》第 7 页（PAGE07 PS Ethernet1） （其实和你师兄现有的 PL_ETH.SchDoc 几乎一模一样！）。

• 核心元器件基础清单：

  1. 千兆以太网 PHY 芯片 ：KSZ9031RNX（U4，48-pin QFN 封装）× 1

  2. 带网络变压器 RJ45 网口插座 ：HR911130A（J6）× 1

  3. 25MHz 无源晶振 ：Y3（配两颗 18pF 电容 C347, C348，注意把 R48 焊上 0 欧姆电阻给 PHY 提供独立时钟，这样就不需要第 15 页复杂的 Si5332 时钟芯片了！）× 1

  4. 1.2V LDO 稳压芯片 ：TPS74701（U3，把 +1.8V 转为 ETH1_1.2V 给 PHY 核供电）× 1

• 连接的 ZU3EG 引脚（接 BANK 502，见《核心板原理图》第 3 页 & 《底板原理图》第 3 页 J4）：

  • PHY1_TXCK ----》 PS_MIO64 (E19)

  • PHY1_TXD0 ~ TXD3 ----》 PS_MIO65 ~ 68 (A18, G19, B18, C18)

  • PHY1_TXCTL ----》 PS_MIO69 (D19)

  • PHY1_RXCK ----》 PS_MIO70 (C19)

  • PHY1_RXD0 ~ RXD3 ----》 PS_MIO71 ~ 74 (B19, G20, G21, D20)

  • PHY1_RXCTL ----》 PS_MIO75 (A19)

  • PHY1_MDC ----》 PS_MIO76 (B20)

  • PHY1_MDIO ----》 PS_MIO77 (F20)

2. 增加 MicroSD 卡槽电路 + 启动模式拨码开关（存放与启动 Linux 系统）

• 加入理由 ：替代被删掉的 eMMC；提供几十 GB 的可插拔存储空间，既用于存放 PetaLinux 的 BOOT.BIN、内核 image.ub 和根文件系统，又能在断网时本地缓存海量雷达原始帧；且必須配齐 4 位拨码开关以支持切换为 SD 卡启动模式。

• 照抄图纸位置：

  • SD 卡与电平转换：《AXU3EG开发板原理图》第 12 页上半部分（SD Card Connector）。

  • 4 位启动拨码开关：《AXU3EG开发板原理图》第 4 页左上角（SW1 SW DIP-4）。

• 核心元器件基础清单：

  1. SD 卡专用电平转换芯片（必加！） ：TXS02612RTWR（U24，24-pin QFN）× 1

     • 理由 ：ZU3EG 的 MIO 引脚是 1.8V （接 VCCA），而 MicroSD 卡是 3.3V （接 VCCB0），必须靠它做双向电平转换！

  2. MicroSD（TF）自弹式卡座 ：J14 × 1

  3. 4 位拨码开关 ：SW1（SW DIP-4，配 4 个 4.7K 上拉电阻 R1~R4 和 4 个 220R 限流电阻 R5~R8）× 1

• 连接的 ZU3EG 引脚（接 BANK 501，见《核心板原理图》第 3 页 & 《底板原理图》第 3 页 J4）：

  • SD_CD (卡检测) ----》 PS_MIO45 (K20)

  • SD_D0 ~ SD_D3 ----》 PS_MIO46 ~ 49 (L20, H21, J21, M18)

  • SD_CMD ----》 PS_MIO50 (M19)

  • SD_CLK ----》 PS_MIO51 (L21)

  • PS_MODE0 ~ MODE3 ----》 BANK 503 的 P19, P20, R20, T20 （当拨码拨到 1110 或 0101 时即可从 SD1 启动，见第 4 页表格）。

3. 增加散热风扇外围电路

• 加入理由：ZU3EG 满负荷处理雷达 CSI-2 数据与跑 Linux 时发热较大，主动散热可防止芯片过热降频或死机。

• 照抄图纸位置 ：《AXU3EG开发板原理图》第 19 页右中区域（FAN 模块）。

• 核心元器件基础清单（仅 5 个小元件）：

  1. 2-Pin 风扇插座（2.54mm间距） ：J42（CON2_2_54P）× 1

  2. N 沟道 MOS 管 ：Q9（NDS331N 或 2N7002，用于控制风扇开关/PWM调速）× 1

  3. 续流二极管 ：D32（DL4148，并联在风扇两端，防止风扇停转时的感生电动势烧毁 MOS 管）× 1

  4. 电阻 ：R322（10R/1206封装，接 +12V 限流）、R320（33R）、R321（1K 上拉到 +3.3V，保证默认上电即全速运转）

  5. PCB 机械定位孔：在 ZU3EG 芯片四周放置 4 个散热器固定通孔。

• 连接的 ZU3EG 引脚 ：FAN_PWM 可接任意空闲的 3.3V PL IO（如 BANK 43 的 B43_L9_P），或者干脆不接 FPGA，只留 R321 上拉到 +3.3V 让风扇上电常转（最省走线！）。

4. 增加 PS 端 USB 接口（用于直插 4G/5G 模组、USB Wi-Fi 网卡或 U 盘）

• 加入理由 ：作为千兆网口的互补扩展。有了 USB Host 接口，板子无需外挂体积较大的 CPE 路由器，可直接插上小巧的 USB 4G/5G 通信模块（如移远 EC20 / RM500U） 、免驱 USB Wi-Fi 网卡 实现轻量化无线/蜂窝上云，或直接插 U 盘拷贝雷达采集数据。

• 照抄图纸位置 ：《AXU3EG开发板原理图》第 5 页上半部分（U5 USB3320C） + 第 6 页（USB 母座与 5V 供电开关 AIC1519N）。

• 💡 给新手的极简优化建议（强烈必读！） ： 你看《AXU3EG开发板原理图》的第 5 页下半部分，ALINX 画了一颗超级复杂的 U69 GL3523T（76脚的 USB 3.0 一分四集线器 Hub 芯片），把 1 个口扩成了 4 个 USB 口。你在自己的雷达板上千万不要抄那个复杂的 GL3523T Hub！ 你只需要只抄上半部分的 U5 USB3320C（USB 2.0 PHY） ，把它的 18 脚 (DP / OTG_D_P) 和 19 脚 (DM / OTG_D_N) 经过静电保护管（U8 TPD2EUSB30）直接连到 1 个标准的 USB 母座上！这样就能省掉 80% 的元件和走线，直接获得一个稳定好用的 480Mbps USB 2.0 Host 接口（完全够带起 4G/5G 模块和 Wi-Fi 网卡）！

• 核心元器件基础清单（精简直连版）：

  1. USB 2.0 ULPI PHY 芯片 ：USB3320C-EZK（U5，32-pin QFN）× 1

  2. 24MHz 有源晶振 ：1 颗（接在 U5 的 26 脚 REFCLK，供电 1.8V，替代原图第 15 页的时钟发生器）

  3. USB 5V 供电限流芯片 ：AIC1519N-0（或 SY6280AAAC）+ 47uF 电容 × 1

  4. ESD 静电保护管 ：TPD2EUSB30DRTR（U8）× 1

  5. USB Type-A 单层母座：1 个

• 连接的 ZU3EG 引脚（接 BANK 501 & BANK 502，见《核心板原理图》第 3 页 & 《底板原理图》第 3 页 J4）：

  • USB_RESET_N (复位) \\rightarrow PS_MIO31 (H16)

  • USB_CLK ----》 PS_MIO52 (G18)

  • USB_DIR ----》 PS_MIO53 (D16)

  • USB_NXT ----》 PS_MIO55 (B16)

  • USB_DATA0 ~ DATA2 ----》 PS_MIO56 ~ 58 (C16, A16, F18)

  • USB_STP ----》 PS_MIO59 (E17)

  • USB_DATA3 ~ DATA7 ----》 PS_MIO60, 61, 54, 62, 63 (C17, D17, F17, A17, E18)

三、 总结：你看这张《PS MIO 黄金分配总表》，严丝合缝！

你看，把上面所有的修改合在一起，你的 ZU3EG 芯片右边的 PS 端引脚（MIO 0 ~ 77）被安排得明明白白，没有任何一根线打架：

• PS_MIO 0 ~ 5 (BANK 500) ：保留原有的 QSPI Flash（不用动）

• PS_MIO 13 ~ 22 (BANK 500) ：原 eMMC 已删除（悬空不用，彻底解决 <3.5mil 线宽难题！）

• PS_MIO 31 (BANK 501) ：接新增的 USB 复位 (USB_RESET_N)

• PS_MIO 45 ~ 51 (BANK 501) ：接新增的 MicroSD 卡槽（经 TXS02612 电平转换）

• PS_MIO 52 ~ 63 (BANK 502) ：接新增的 USB 2.0 接口（经 USB3320C PHY 芯片）

• PS_MIO 64 ~ 77 (BANK 502) ：接新增的 PS 千兆以太网口（经 KSZ9031RNX PHY 芯片）