Zynq UltraScale+MPSoC是Xilinx推出的第二代多處理SoC系統(tǒng),它在第一代Zynq-7000的基礎上進行了全面升級。
本文主要介紹一下Xilinx ZYNQ UltraScale+系列產(chǎn)品知識,包括主要優(yōu)勢和各子系列產(chǎn)品的特點。
一、介紹
該芯片基于業(yè)內最先進的16nm FinFET+工藝制程打造,整合了64位ARM Cortex-A53處理器、512位ARM Mali-400 MP2圖形處理器以及可編程邏輯單元,具有強大的計算能力和強大的擴展性,廣泛應用于工業(yè)自動化、人工智能、無人駕駛等領域。
Zynq UltraScale+ MPSoC共有四個大的系列:CG系列、EG系列、EV系列和RF系列。
其中,EG和EV系列提供汽車級和軍品級器件,具有更高的安全性能和可靠性。
相較于上一代ZYNQ-7000產(chǎn)品,該系列器件在性能、存儲和互聯(lián)等方面都實現(xiàn)了重大突破,主要有:
1、CPU性能得到顯著提升,采用了64位四核1.3GHz Cortex-A53 APU(CG系列是雙核)和可運行在獨立、鎖步模式的雙核533MHz Cortex-R5 RPU,具有強大的計算能力和擴展性;
2、靜態(tài)存儲采用了高達36Mb的高密度片上UltraRAM靜態(tài)存儲器,在通信等應用中可以完美取代片外SRAM;
3、高速互聯(lián)方面,增強了PS MIO性能,集成了PCIe2.1x4、SATA3.0、DP1.2、USB3.0等高速接口;PL高速收發(fā)器單通道速率達到32.75Gbps,集成了PCIExpress Gen 3 x16、150G Interlaken、100G Ethernet MAC/PCS等高速互聯(lián)資源;
4、電源管理采用了先進的multi-domain、multi-island電源管理系統(tǒng),支持LPS子系統(tǒng)(符合ASIL-C和SIL3等標準)和FPS子系統(tǒng)(符合ASIL-B和SIL2等標準)兩類功耗模式工作;
5、高速數(shù)據(jù)轉換方面,RF系列集成了增強的12bit/4.096GSPS RF數(shù)據(jù)直采ADC和14bit/6.554GSPS RF DAC;
6、視頻處理性能方面,EV系列集成了H.265/264視頻Codec,可提供10位像素深度下4K/P60的編解碼性能;
7、增強的安全性能方面,支持4096bit RSA簽名(帶384bitSHA-3)和256bit AES認證。
二、CG系列
CG系列的APU為雙核A53,沒有Video Codec,也沒有GPU,但提供了16.3Gbps高速GTH收發(fā)器資源。
相較于其他系列,CG系列器件的邏輯資源范圍覆蓋了103K~600K,同時也提供了不帶高速收發(fā)器和UltraRAM資源的Very Low Cost版本,并且有19×19mm A484和21×21mm A625的小尺寸封裝,是在一般應用中最實用、最經(jīng)濟的系列之一。
CG系列器件主要應用于傳感處理系統(tǒng)、電機和控制系統(tǒng)、音視頻系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和互連系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)等領域。
三、EG系列
EG系列的CPU為四核Cortex-A53和雙核 Arm Cortex-R5F,GPU是Mali-400MP2。
這個系列有大規(guī)模邏輯資源和豐富的高速互聯(lián)資源。該系列邏輯資源范圍廣泛,覆蓋103K~1143K,同時提供了各種GTH、GTY、100G EMAC、150G Interlaken、PCIe Gen3 x16等高速互聯(lián)資源,還集成了豐富的Ultra RAM和DSP資源。因此,EG系列的器件特別適合于對計算能力要求高、互聯(lián)通信帶寬高時延小的應用領域,如數(shù)據(jù)中心、云計算、人工智能、機器視覺、高性能醫(yī)療儀器等。
三、EV系列
EV系列在EG系列基礎上,配置有H.265/H.264 Codec硬核資源,共有三個型號:ZU4EV(192K)、ZU5EV(256K)和ZU7EV(504K),最小封裝為23×23mm的C784。
目前來看,該系列器件的價格最便宜也約為400美元,對于一些高端視覺應用而言可能勉強可接受。EV系列器件主要面向視覺領域的應用,如實時姿態(tài)感知(AR/全息等)、圖像檢測、識別、跟蹤、汽車輔助駕駛(ADAS)等高性能視覺應用。
四、RF系列
RF系列有5個型號:ZU21/25/27/28/29DR。除了ZU25DR外,其他型號的邏輯資源均為930K,Ultra RAM均為25Mb,DSP Slice均為4272個,同時擁有豐富的高速互聯(lián)資源,可以看作是EV系列去除GPU并增加RF ADC/DAC之后的版本。
RF系列器件的ADC有12bit/4.096GSPS RF-ADC w/DDC和12bit/2.058GSPS RF-ADC w/DDC兩個版本,還有14-bit/6.554GSPS RF-DAC w/DUC。ZU21/28DR還集成了SD-FEC。
該系列器件最大的目的是為了去掉中頻,實現(xiàn)射頻直接采集和直接放大。從性能配置上看,該系列器件主要針對的是通信市場,特別是5G市場。當然,軍民用雷達、全球定位導航系統(tǒng)等領域也都可以使用。
該系列器件提供擴展溫度級、工業(yè)級和軍品級器件,單片價格高達1萬美元以上,屬于禁運清單產(chǎn)品。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:Xilinx ZYNQ UltraScale+系列產(chǎn)品介紹
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