Xilinx ZYNQ7000

Xilinx ZYNQ-7000: Описание и технические характеристики

ZYNQ-7000 – это семейство программируемых систем на кристалле (SoC) от Xilinx (ныне часть AMD), объединяющее в одном чипе двухъядерный процессор ARM Cortex-A9 и программируемую логику (FPGA) на базе архитектуры Artix-7 (28 нм).

Это решение идеально подходит для встраиваемых систем, требующих высокой вычислительной мощности, гибкости и низкого энергопотребления.

🔹 Основные технические характеристики:

1. Процессорная система (PS - Processing System)

• Двухъядерный ARM Cortex-A9 (до 1 ГГц на ядро)
• Поддержка NEON и FPU (сопроцессор для вычислений с плавающей точкой)
• Кэш-память:
  • 32 КБ инструкций + 32 КБ данных на ядро (L1)
  • 512 КБ общего кэша L2
• Память:
  • Поддержка DDR3, DDR3L, DDR2, LPDDR2
  • Контроллер памяти 32/64-бит
  • Встроенная 256 КБ ОЗУ (OCM)
• Периферия:
  • USB 2.0 (OTG + Host)
  • Gigabit Ethernet (GMII, RGMII, SGMII)
  • UART, SPI, I2C, CAN, SD/SDIO
  • GPIO (до 54 выводов)
  • Таймеры, Watchdog, DMA

2. Программируемая логика (PL - Programmable Logic)

• Основана на архитектуре Artix-7 (28 нм)
• Логические ячейки (LUT): от 28K до 350K (в зависимости от модели)
• Блоки DSP: от 80 до 900 (для цифровой обработки сигналов)
• Встроенная память (блоки BRAM): от 240 КБ до 19 МБ
• Скоростные интерфейсы:
  • PCIe Gen2 x4
  • SATA 3Gb/s
  • Gigabit Ethernet (SGMII, RGMII)
  • High-Speed ADCs/DACs

3. Системные возможности

• Напряжение питания:
  • PS: 1.0V (ядро), 1.8V/2.5V/3.3V (вводы-выводы)
  • PL: 1.0V (ядро), 1.2V/1.8V/2.5V/3.3V (вводы-выводы)
• Частота: до 1 ГГц (ARM), до 600+ МГц (FPGA)
• Техпроцесс: 28 нм
• Температурный диапазон:
  • Коммерческий (0°C до +85°C)
  • Промышленный (-40°C до +100°C)
  • Военный (-55°C до +125°C)

🔹 Парт-номера и совместимые модели

В семействе ZYNQ-7000 представлены несколько линеек, отличающихся объемом логики, DSP-блоками и периферией:

📌 Серия ZYNQ-7000S (Single-Core, малогабаритные решения)

• XC7Z007S – 1× Cortex-A9, 23K логических ячеек
• XC7Z010 – 1× Cortex-A9, 28K логических ячеек
• XC7Z012S – 1× Cortex-A9, 30K логических ячеек

📌 Серия ZYNQ-7000 (Dual-Core, стандартные решения)

• XC7Z020 – 2× Cortex-A9, 85K логических ячеек
• XC7Z030 – 2× Cortex-A9, 125K логических ячеек
• XC7Z035 – 2× Cortex-A9, 275K логических ячеек
• XC7Z045 – 2× Cortex-A9, 350K логических ячеек
• XC7Z100 – 2× Cortex-A9, 444K логических ячеек

📌 Промышленные и расширенные версии

• XC7Z015 – 2× Cortex-A9, 74K логических ячеек
• XC7Z014 – 1× Cortex-A9, 65K логических ячеек

📌 Совместимые платы разработчика

• Xilinx ZC702 (на базе XC7Z020)
• Xilinx ZC706 (на базе XC7Z045)
• Digilent Zybo Z7 (XC7Z010 / XC7Z020)
• Avnet MiniZed (XC7Z007S)
• TUL PYNQ-Z1/Z2 (на базе XC7Z020)

🔹 Применение

• Встраиваемые системы (IoT, промышленные контроллеры)
• Цифровая обработка сигналов (DSP, SDR, радары)
• Компьютерное зрение и нейросети
• Автомобильная электроника (ADAS, управление)
• Аэрокосмическая и военная техника

🔹 Вывод

Xilinx ZYNQ-7000 – это мощное и гибкое решение, сочетающее производительность ARM-процессоров и возможности FPGA. Подходит для широкого спектра задач – от простых встраиваемых систем до сложных вычислительных платформ.

Если нужна помощь в выборе конкретной модели – уточните требования! 🚀