XCZU19EG-2FFVB1517I FPGA Xilinx AMD ZynqUltraScale+ MPSoC

XCZU19EG-2FFVB1517I Xilinx(AMD)ZynqUltraScale+ MPSoC(多处理器系统芯片)系列中的一款高性能 SoC(系统级芯片),该系列采用了 16 纳米 FinFET 工艺,旨在为要求极高计算性能、低功耗以及灵活性的软件硬件系统提供支持。Zynq UltraScale+ MPSoC 适用于从嵌入式处理到通信、视频、图像处理以及其他高性能计算场景的应用。


1. 核心架构与资源

1.1 处理器资源
  • ARM Cortex-A53 处理器

    XCZU19EG-2FFVB1517I 配备 4 个 ARM Cortex-A53 64 位高效处理核心,主频最高可达 1.2 GHz。A53 核心在性能和功耗之间提供平衡,非常适合需要复杂操作和数据处理的任务。

  • ARM Cortex-R5 处理器

    同时集成了 2 个 ARM Cortex-R5 处理核心,主频最高可达 600 MHz,专为实时控制和数据采集设计。Cortex-R5 核心提供了低延迟的处理能力,适用于对实时性有严格要求的应用,如汽车电子、工业自动化等。

  • 硬件加速引擎

    结合 ARM 处理器架构,XCZU19EG-2FFVB1517I 配备了硬件加速模块(如 GPU、AI 加速器),提高了视频编解码、图像处理等应用的性能。

1.2 可编程逻辑(FPGA)资源
  • 逻辑单元

    XCZU19EG-2FFVB1517I 提供 1,210,000 个逻辑单元(Logic Cells),这些资源足以处理复杂的并行计算任务。

  • 查找表(LUTs)与触发器(FFs)

    该芯片包含数百万个查找表和触发器,适合实现大规模的并行逻辑运算,能够满足多样化的设计需求。

  • 分布式与块 RAM

    芯片内置高达 200.1 Mbit 的分布式和块 RAM,可用于数据缓存、FIFO 队列和存储等。

  • DSP 资源

    配备 4,880 个 DSP48E2 切片,每个切片支持 27×18 位的乘法,能够加速复杂的数学计算,尤其适用于数字信号处理、图像处理、视频编解码等应用。

1.3 高速串行通信接口
  • 高速串行收发器(GTH)

    XCZU19EG-2FFVB1517I 配备 32 路 GTH 收发器,每路支持最高 16.3 Gb/s 的数据传输速率,适合高带宽的数据通信应用,如 100GbE 网络、光纤通道、Infiniband 等。

  • PCIe Gen3

    支持 PCIe Gen3 ×16 接口,能够实现高速数据传输和与外部设备的高速通信,广泛应用于数据存储、加速卡等设备。

  • 时钟管理

    内置的时钟管理单元(PLL 和 MMCM)能够确保不同时钟域之间的稳定同步。


2. 集成硬件加速与多核处理能力

  • 硬件加速引擎

    Zynq UltraScale+ MPSoC 集成了硬件加速模块,如视频编码解码器、图像处理引擎等,减少了软件处理的负担,显著提升了应用的吞吐量和效率。

  • 多核处理

    ARM Cortex-A53 提供了高效的多线程处理能力,适合运行多任务、操作系统(如 Linux)等应用,同时 Cortex-R5 则专注于实时控制,提供低延迟的响应能力。

  • 智能计算与 AI 加速

    结合硬件加速的模块,XCZU19EG-2FFVB1517I 能够加速 AI 推理任务,适用于嵌入式 AI 处理、深度学习和机器学习模型的部署。


3. 功耗与热管理

  • 功耗控制

    Zynq UltraScale+ MPSoC 系列采用了先进的 16nm FinFET 工艺,具有较低的功耗特性。XCZU19EG-2FFVB1517I 的典型功耗为 30W 左右,尽管内置多个处理核心和高性能 FPGA 逻辑,但该功耗仍然在嵌入式和通信类应用中保持较为适中的水平。

  • 功耗优化功能

    芯片具有动态功耗调节功能,能够根据系统负载动态调整功耗,降低不必要的能耗。支持"空闲模式"与"睡眠模式"来进一步降低在待机时的功耗。

  • 热管理

    为了确保长时间高负荷工作下的稳定性,XCZU19EG-2FFVB1517I 提供了更高效的热管理设计,适合需要严苛环境的工业和自动化系统。


4. 安全性与可靠性

  • 安全启动与加密

    XCZU19EG-2FFVB1517I 支持硬件级别的 AES 加密、加密密钥管理、安全启动等功能,能够保护整个系统的安全性,防止未经授权的访问。

  • 错误校正(ECC)

    芯片内置 ECC 校验功能,支持对内部 RAM、配置存储等的单比特错误和多比特错误进行纠正,增加了系统的可靠性和稳定性。

  • 防篡改设计

    除了硬件加密外,该芯片还支持多级安全机制,确保在恶劣环境下的设备防篡改和数据保护。


5. 封装与机械特性

  • 封装类型

    XCZU19EG-2FFVB1517I 采用 FFG1517 封装,尺寸为 51 mm × 51 mm,球间距 1 mm。该封装适合大规模集成与高密度引脚的需求。

  • 工作温度

    工作温度范围为 -40°C 到 +100°C,适应各种工业和嵌入式环境的需求。

  • 引脚数

    提供 1,017 个 I/O 引脚,适合连接各种外设、传感器和通信接口。

XCZU19EG-2FFVB1517I 是一款高性能的 Zynq UltraScale+ MPSoC,结合了多核 ARM 处理器、强大的 FPGA 逻辑资源、高速收发器和硬件加速引擎,适用于各种需要高带宽、高计算能力与低功耗的嵌入式系统。它能够满足多种应用需求,从智能交通、工业自动化到高级数据处理、图像和视频分析等。

Xilinx FPGA ZynqUltraScale+ 其他型号选型:

XCZU7EV-L2FFVF1517E XCZU5EV-2SFVC784I XCZU7EG-3FBVB900E XCZU11EG-3FFVC1156E

XCZU7EV-L2FFVC1156E XCZU5EV-2SFVC784E XCZU7EG-2FFVF1517I XCZU11EG-2FFVF1517I

XCZU7EV-L2FBVB900E XCZU5EV-2FBVB900I XCZU7EG-2FFVF1517E XCZU11EG-2FFVF1517E

XCZU7EV-L1FFVF1517I XCZU5EV-2FBVB900E XCZU7EG-2FFVC1156I XCZU11EG-2FFVC1760I

XCZU7EV-L1FFVC1156I XCZU5EV-1SFVC784I XCZU7EG-2FFVC1156E XCZU11EG-2FFVC1760E

XCZU7EV-L1FBVB900I XCZU5EV-1SFVC784E XCZU7EG-2FBVB900I XCZU11EG-2FFVC1156I

XCZU7EV-3FFVF1517E XCZU5EV-1FBVB900I XCZU7EG-2FBVB900E XCZU11EG-2FFVC1156E

XCZU7EV-3FFVC1156E XCZU5EV-1FBVB900E XCZU7EG-1FFVF1517I XCZU11EG-2FFVB1517I

XCZU7EV-3FBVB900E XCZU4EV-L2SFVC784E XCZU7EG-1FFVF1517E XCZU11EG-2FFVB1517E

XCZU7EV-2FFVF1517I XCZU4EV-L2FBVB900E XCZU7EG-1FFVC1156I XCZU11EG-1FFVF1517I

XCZU7EV-2FFVF1517E XCZU4EV-L1SFVC784I XCZU7EG-1FFVC1156E XCZU11EG-1FFVF1517E

XCZU7EV-2FFVC1156I XCZU4EV-L1FBVB900I XCZU7EG-1FBVB900I XCZU11EG-1FFVC1760I

XCZU7EV-2FFVC1156E XCZU4EV-3SFVC784E XCZU7EG-1FBVB900E XCZU11EG-1FFVC1760E

XCZU7EV-2FBVB900I XCZU4EV-3FBVB900E XCZU6EG-L2FFVC900E XCZU11EG-1FFVC1156I

XCZU7EV-2FBVB900E XCZU4EV-2SFVC784I XCZU6EG-L2FFVB1156E XCZU11EG-1FFVC1156E

XCZU7EV-1FFVF1517I XCZU4EV-2SFVC784E XCZU6EG-L1FFVC900I XCZU11EG-1FFVB1517I

XCZU7EV-1FFVF1517E XCZU4EV-2FBVB900I XCZU6EG-L1FFVB1156I XCZU11EG-1FFVB1517E

XCZU7EV-1FFVC1156I XCZU4EV-2FBVB900E XCZU6EG-3FFVC900E XAZU3EG-1SFVC784Q

XCZU7EV-1FFVC1156E XCZU4EV-1SFVC784I XCZU6EG-3FFVB1156E XAZU3EG-1SFVC784I

XCZU7EV-1FBVB900I XCZU4EV-1SFVC784E XCZU6EG-2FFVC900I XAZU3EG-1SFVA625Q

XCZU7EV-1FBVB900E XCZU4EV-1FBVB900I XCZU6EG-2FFVC900E XAZU2EG-1SFVC784Q

XCZU5EV-L2SFVC784E XCZU4EV-1FBVB900E XCZU6EG-2FFVB1156I XCZU19EG-L2FFVD1760E

XCZU5EV-L2FBVB900E XAZU5EV-1SFVC784Q XCZU6EG-2FFVB1156E XCZU19EG-L1FFVB1517I

XCZU5EV-L1SFVC784I XCZU5EV-3SFVC784E XCZU6EG-1FFVC900I XCZU19EG-3FFVE1924E

XCZU5EV-L1FBVB900I XCZU5EV-3FBVB900E XCZU6EG-1FFVC900E XCZU19EG-3FFVD1760E

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XCZU9EG-2FFVC900I XCZU15EG-2FFVC900I XCZU5EG-L1FBVB900I XCZU19EG-2FFVC1760E

XCZU9EG-2FFVC900E XCZU15EG-2FFVC900E XCZU5EG-3SFVC784E XCZU19EG-2FFVB1517I

XCZU9EG-2FFVB1156I XCZU15EG-2FFVB1156I XCZU5EG-3FBVB900E XCZU19EG-2FFVB1517E

XCZU9EG-2FFVB1156E XCZU15EG-2FFVB1156E XCZU5EG-2SFVC784I XCZU19EG-1FFVE1924E

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XCZU7EG-L1FFVC1156I XCZU11EG-L1FFVC1760I XCZU4EG-L2FBVB900E XCZU17EG-2FFVC1760E

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XCZU3EG-L1SFVA625I XCZU2EG-L1SFVC784I XCZU4EG-3FBVB900E XCZU17EG-1FFVC1760I

XCZU3EG-L1SBVA484I XCZU2EG-L1SFVA625I XCZU4EG-2SFVC784I XCZU17EG-1FFVC1760E

XCZU3EG-2SFVC784I XCZU2EG-L1SBVA484I XCZU4EG-2SFVC784E XCZU17EG-1FFVB1517I

XCZU3EG-2SFVC784E XCZU2EG-2SFVC784I XCZU4EG-2FBVB900I XCZU17EG-1FFVB1517E

XCZU3EG-2SFVA625I XCZU2EG-2SFVC784E XCZU4EG-2FBVB900E XCZU3EG-1SFVC784I

XCZU3EG-2SFVA625E XCZU2EG-2SFVA625I XCZU4EG-1SFVC784I XCZU3EG-1SFVC784E

XCZU3EG-2SBVA484I XCZU2EG-1SFVC784I XCZU4EG-1SFVC784E XCZU3EG-1SFVA625I

XCZU3EG-2SBVA484E XCZU2EG-1SFVC784E XCZU4EG-1FBVB900I XCZU3EG-1SFVA625E

XCZU2EG-1SBVA484I XCZU2EG-1SFVA625I XCZU4EG-1FBVB900E XCZU3EG-1SBVA484I

XCZU2EG-1SBVA484E XCZU2EG-1SFVA625E XCZU3EG-L2SFVC784E XCZU3EG-1SBVA484E

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