Xilinx ZYNQ UltraScale+系列连载[第二篇]器件概览

作者:Hello,Panda

Zynq UltraScale+MPSoC是Xilinx推出的第二代多处理SoC系统,在第一代Zynq-7000的基础上做了全面升级。

一、概述
Zynq UltraScale+MPSoC系列器件共有四个大的系列,分别是CG系列、EG系列和EV系列,其中EG系列和EV系列提供汽车级和军品级器件。

相较与上一代ZYNQ-7000产品,器件性能优越性主要体现在:

a)PS性能显著提升:64bit四核1.3GHz Cortex-A53 APU(CG系列是双核);可运行在独立、锁步模式的双核533MHz Cortex-R5 RPU;

b)静态存储:采用高达36Mb的高密度片上UltraRAM静态存储器,在通信等应用中可完美取代片外SRAM;

c)高速互联:增强PS MIO性能,集成PCIe2.1x4、SATA3.0、DP1.2、USB3.0 等高速接口;PL高速收发器单通道速率达到32.75Gbps,集成了PCIExpress Gen 3 x16、150G Interlaken、100G Ethernet MAC/PCS等高速互联资源;

d)电源管理:采用先进的multi-domain,multi-island电源管理系统,支持LPS子系统(符合ASIL-C和SIL3等标准)和FPS子系统(符合ASIL-B和SIL2等标准)两类功耗模式工作;

e)高速数据转换:RF系列集成增强的12bit/4.096GSPS RF数据直采ADC和14bit/6.554GSPS RF DAC;

f)视频处理性能:EV系列集成H.265/264视频Codec,可提供10位像素深度下4K/P60的编解码性能;

g)增强的安全性能:支持4096bit RSA签名(带384bitSHA-3)和256bit AES认证。

除此之外,器件的逻辑量、时钟性能、DSP资源、DDR控制器带宽、PS-PL交互带宽等都得到了大幅度的提升,EV/EG系列还包括入门级Mali-400 GPU。当然,价格上也有了质的提升,便宜的也得数百美金,贵的嘛,高达数十万美金[见过国内用的最便宜的RF系列的,单片价格一万美刀]。下图1是Zynq UltraScale+ MPSoC系列器件的共有结构框图。

图1 Zynq UltraScale+ MPSoC系列器件框图

图1 Zynq UltraScale+ MPSoC系列器件框图

二、CG系列器件
CG系列器件APU为双核A53,没有Video Codec、GPU、只有16.3Gbps高速GTH收发器资源。

CG系列器件逻辑资源覆盖103K~600K范围,并且有不带高速收发器和UltraRAM资源的Very Low Cost版本,封装也有19×19mm A484和21×21mm A625的小尺寸封装,是最有望能在一般应用中能用得上、用得起的系列。

CG系列器件主要针对传感处理系统、电机和控制系统、一般的音视频系统、采集和互联系统、存储系统等领域。

三、EG系列器件
EG系列不含Video Codec,但是逻辑规模大、高速互联资源强。该系列逻辑资源覆盖103K~1143K,GTH、GTY、100G EMAC、150G Interlaken、PCIe Gen3 x16资源应有尽有,Ultra RAM和DSP资源也特别丰富。

因此,EG系列的器件特别适合数据中心、云计算、AI、机器视觉、高性能医疗仪器等对计算能力要求高、互联通信带宽高时延小的的应用领域。

四、EV系列器件
EV系列器件带H.265/H.264 Codec硬核资源,只有三个型号,分别是ZU4EV(192K)、ZU5EV(256K)和ZU7EV(504K),最小的封装是23×23mm的C784,就目前来价格看,最便宜的约$400,一些高端视觉应用中勉强可以接受。

该系列器件主要针对视觉领域的应用,比如态势感知(AR/全息等)、图像检测识别跟踪等、汽车辅助驾驶(ADAS)等高性能视觉应用。

五、RF系列器件
RF系列器件有ZU21/25/27/28/29DR 5个型号的器件,除ZU25DR外,其他型号的逻辑资源均为930K、Ultra RAM均为25Mb、DSP Slice均为4272个,其他高速互联资源应有尽有,可以看成是EV系列去除GPU、增加RF ADC/DAC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两个版本、14-bit/6.554GSPS RF-DAC w/DUC。ZU21/28DR还集成了SD-FEC。最大的目的是想要去掉中频,实现射频直采和直放。

从性能配置上看,该系列器件主要针对的是通信市场,特别是5G市场。当然,军民用雷达、全球定位导航系统等也是通通可以用的。

该系列器件提供扩展温度级、工业级和军品级器件,单片价格$10000以上,属于禁运清单产品。

六、下一篇
熊猫君最熟悉的领域是视觉和图像处理方向,接下来的连载主要是围绕一个图像处理系统应用展开。

文章转载自: ZYNQ分享客

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