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小店提供基於(yu) Xilinx ZYNQ UltraScale+ MpSoC處理平台的一站式全套解決(jue) 方案。
一、ZYNQ UltraScale+係列MpSoC簡介
Zynq UltraScale+ MPSoC係列器件共有四個(ge) 大的係列,分別是CG係列、EG係列和EV係列,其中EG係列和EV係列提供汽車級和軍(jun) 品級器件。
相較與(yu) 上一代ZYNQ-7000產(chan) 品,器件性能優(you) 越性主要體(ti) 現在:
a)PS性能顯著提升:64bit四核1.3GHz Cortex-A53 APU(CG係列是雙核);可運行在獨立、鎖步模式的雙核533MHz Cortex-R5 RPU;
b)靜態存儲(chu) :采用高達36Mb的高密度片上UltraRAM靜態存儲(chu) 器,在通信等應用中可完美取代片外SRAM;
c)高速互聯:增強PS MIO性能,集成PCIe2.1 x4、SATA3.0、DP1.2、USB3.0等高速接口;PL高速收發器單通道速率達到32.75Gbps,集成了PCI Express Gen 3 x16、150G Interlaken、100G Ethernet MAC/PCS等高速互聯資源;
d)電源管理:采用先進的multi-domain,multi-island電源管理係統,支持LPS子係統(符合ASIL-C和SIL3等標準)和FPS子係統(符合ASIL-B和SIL2等標準)兩(liang) 類功耗模式工作;
e)高速數據轉換:RF係列集成增強的12bit/4.096GSPS RF數據直采ADC和14bit/6.554GSPS RF DAC;
f)視頻處理性能:EV係列集成H.265/264視頻Codec,可提供10位像素深度下4K/P60的編解碼性能;
g)增強的安全性能:支持4096bit RSA簽名(帶384bit SHA-3)和256bit AES認證。
除此之外,器件的邏輯量、時鍾性能、DSP資源、DDR控製器帶寬、PS-PL交互帶寬等都得到了大幅度的提升,EV/EG係列還包括入門級Mali-400 GPU。當然,價(jia) 格上也有了質的提升,便宜的也得數百美金,貴的嘛,高達數十萬(wan) 美金[見過國內(nei) 用的最便宜的RF係列的,單片價(jia) 格一萬(wan) 美刀]。下1是Zynq UltraScale+ MPSoC係列器件的共有結構框圖。
(1)CG係列器件
CG係列器件APU為(wei) 雙核A53,沒有Video Codec、GPU、隻有16.3Gbps高速GTH收發器資源。
CG係列器件邏輯資源覆蓋103K~600K範圍,並且有不帶高速收發器和Ultra RAM資源的Very Low Cost版本,封裝也有19×19mm A484和21×21mm A625的小尺寸封裝,是最有望能在一般應用中能用得上、用得起的係列。
CG係列器件主要針對傳(chuan) 感處理係統、電機和控製係統、一般的音視頻係統、采集和互聯係統、存儲(chu) 係統等領域。
(2)EG係列器件
EG係列不含Video Codec,但是邏輯規模大、高速互聯資源強。該係列邏輯資源覆蓋103K~1143K,GTH、GTY、100G EMAC、150G Interlaken、PCIe Gen3 x16資源應有盡有,Ultra RAM和DSP資源也特別豐(feng) 富。
因此,EG係列的器件特別適合數據中心、雲(yun) 計算、AI、機器視覺、高性能醫療儀(yi) 器等對計算能力要求高、互聯通信帶寬高時延小的的應用領域。
(3)EV係列器件
EV係列器件帶H.265/H.264 Codec硬核資源,隻有三個(ge) 型號,分別是ZU4EV(192K)、ZU5EV(256K)和ZU7EV(504K),最小的封裝是23×23mm的C784,就目前來價(jia) 格看,最便宜的約$400,一些高端視覺應用中勉強可以接受。
該係列器件主要針對視覺領域的應用,比如態勢感知(AR/全息等)、圖像檢測識別跟蹤等、汽車輔助駕駛(ADAS)等高性能視覺應用。
(4)RF係列器件
RF係列器件有ZU21/25/27/28/29DR 5個(ge) 型號的器件,除ZU25DR外,其他型號的邏輯資源均為(wei) 930K、Ultra RAM均為(wei) 25Mb、DSP Slice均為(wei) 4272個(ge) ,其他高速互聯資源應有盡有,可以看成是EV係列去除GPU、增加RF ADC/DAC的版本。
RF係列器件的ADC有12bit/4.096GSPS RF-ADC w/DDC和12bit/2.058GSPS RF-ADC w/DDC兩(liang) 個(ge) 版本、14-bit/6.554GSPS RF-DAC w/DUC。ZU21/28DR還集成了SD-FEC。最大的目的是想要去掉中頻,實現射頻直采和直放。
從(cong) 性能配置上看,該係列器件主要針對的是通信市場,特別是5G市場。當然,軍(jun) 民用雷達、全球定位導航係統等也是通通可以用的。
該係列器件提供擴展溫度級、工業(ye) 級和軍(jun) 品級器件,單片價(jia) 格$10000以上,屬於(yu) 禁運清單產(chan) 品。
二、應用方案
樓主挑選了三個(ge) 案例對ZYNQ UltraScale+係列MPSoC應用做簡要說明,這些案例綜合了Xilinx的官方資料。
案例一:汽車ADAS係統
一般的,一個(ge) 較為(wei) 完整的ADAS係統包括多個(ge) 環視攝像頭、多個(ge) 車載雷達傳(chuan) 感器以及很高安全等級的決(jue) 策單元,如下圖2所示。
圖2 ADAS係統方案框圖
如圖2所示,雷達和相機sensor接入、預處理、融合和輔助駕駛算法均在PL完成。
PS的APU主要負責顯示、存儲(chu) 、對PL係統的配置和掛載外設的控製、一些算法幀處理輔助等工作。RPU運行在高安全等級的雙核鎖步模式,對結果進行裁決(jue) 和預警並將必要數據發送到汽車中控係統。
案例二:數據中心
一般的,大型數據中心並發性能高、延時低、數據安全且單位能耗低。Zynq UltraScale+ MPSoC提供了一種比較優(you) 秀的選擇,在數據處理性能和功耗上都有較為(wei) 明顯的優(you) 勢。
如圖3所示,PL實現兩(liang) 路40Gbps以太網接入,TCP/IP協議棧處理, 32TB NVME存儲(chu) 接口;PS運行存儲(chu) 平台管理軟件,實現軟件數據備份、搜索、分析和圖像識別、增強等。
圖3 數據中心方案框圖
案例三、軟件無線電係統
高性能的軟件無線電係統使用高性能的FPGA,這是一個(ge) 老生常談的話題,ZYNQ UltraScale+ MPSoC相對於(yu) 純FPGA器件而言多了性能較好的64位ARM處理器,可有做更為(wei) 複雜的人機界麵和管理功能。基於(yu) 該器件的軟件無線電係統方案架構框圖見下圖4。
圖4 無線通信係統方案框圖
三、技術服務
服務內(nei) 容:
小店可提供係統級的完整解決(jue) 方案,包括方案設計、硬件設計和調試、FPGA邏輯設計、嵌入式軟件設計和生產(chan) 代工等一站式服務。並且,有若幹個(ge) 成熟的解決(jue) 方案可供選擇,時效性高、質量可靠。
行業(ye) 分類 : 工業(ye) 電子
開發平台 : Linux
交付形式 : PCBA,整機,軟件
性能參數 : 工業(ye) 級(-40°C~+60°C);支持定製開發
應用場景 : (1)5G通信係統(RF射頻直采); (2)數據中心和雲(yun) 計算中心; (3)人工智能計算卡; (4)汽車ADAS係統; (5)軟件無線電係統; (6)雷達控製和處理係統; (7)高性能機器視覺係統。