Xilinx XC7Z020-1CLG484C — Zynq-7000 SoC

Описание

XC7Z020-1CLG484C — это система-на-кристалле (SoC) семейства Zynq-7000 от Xilinx (ныне AMD). Устройство объединяет в одном корпусе двухъядерный процессор ARM Cortex-A9 и программируемую логику (FPGA) на базе архитектуры 28 нм.

Ключевая архитектура:

• PS (Processing System) — двухъядерный ARM Cortex-A9 MPCore с частотой до 667 МГц (в speed grade -1), с кэшем L1 и L2, контроллером DDR3/DDR3L/DDR2/LPDDR2, периферией (USB, Gigabit Ethernet, SD/SDIO, UART, SPI, I2C, CAN) и интерфейсами к PL.
• PL (Programmable Logic) — логическая матрица Artix-7-подобной архитектуры: 85 000 логических ячеек, 53 200 триггеров, 220 блока DSP48E1, 140 блоков BRAM (4,9 Мбит), 4,9 Мбит распределённой памяти.

Применение: промышленная автоматика, встраиваемые системы управления, обработка сигналов, машинное зрение, автомобильная электроника, телекоммуникации, учебные платформы (например, плата ZedBoard).

Расшифровка обозначения:

• XC7Z — Zynq-7000
• 020 — логическая ёмкость (85K LC)
• -1 — speed grade (slowest, 667 МГц PS)
• CLG484 — корпус CSBGA, 484 шарика, 0,8 мм шаг
• C — коммерческий температурный диапазон (0…+85 °C)

Технические характеристики

Processing System (PS)

| Параметр | Значение | |---|---| | Ядра | 2× ARM Cortex-A9 MPCore | | Частота | до 667 МГц (speed grade -1) | | Кэш L1 | 32 КБ I + 32 КБ D на ядро | | Кэш L2 | 512 КБ | | Встроенная память | 256 КБ On-Chip Memory | | Внешняя память | DDR3/DDR3L/DDR2/LPDDR2, до 16 бит | | DMA | 8 каналов | | Периферия | 2× Gigabit Ethernet, 2× USB 2.0 OTG, 2× SD/SDIO, 2× SPI, 2× I2C, 2× UART, 2× CAN 2.0B, GPIO | | Загрузка | NAND/NOR/QSPI/SD/eMMC | | Безопасность | AES/SHA, RSA, secure boot (в некоторых версиях) |

Programmable Logic (PL)

| Параметр | Значение | |---|---| | Логические ячейки | 85 000 | | Триггеры | 53 200 (106 400 с учётом slice) | | Slice | 13 300 | | CLB | 1 650 | | DSP48E1 | 220 | | BRAM | 140 блоков × 36 Кбит = 4,9 Мбит | | Распределённая RAM | 600 Кбит | | CMT (MMCM/PLL) | 4 MMCM + 4 PLL | | АЦП (XADC) | 2× 12-бит, 1 MSPS | | PCIe | 1× Gen2 x4 (в PL) | | Макс. I/O | 200 |

Общие

| Параметр | Значение | |---|---| | Техпроцесс | 28 нм | | Корпус | CSBGA-484 (CLG484) | | Размер корпуса | 19×19 мм, шаг 0,8 мм | | Напряжение ядра | 0,95–1,05 В (PL), 1,0 В (PS) | | Температура | 0…+85 °C (Comercial) | | Speed grade | -1 | | Соответствие | RoHS |

Парт-номера (Part Numbers)

Базовые обозначения

• XC7Z020-1CLG484C — базовый
• XC7Z020-1CLG484CES — engineering sample
• XC7Z020-1CLG484I — industrial (-40…+100 °C)
• XC7Z020-2CLG484I — speed grade -2, industrial
• XC7Z020-1CLG484E — extended (0…+100 °C)
• XA7Z020 / XQ7Z020 — automotive / defense (через отдельную квалификацию)

Готовые изделия (system-on-module и платы)

• AES-Z7PZ-7Z020-SOM-G — модуль (Avnet)
• TE0808 / TE0807 — модули Trenz Electronic
• MYD-C7Z020 — плата MYIR
• Ebaz4205 — плата EBV
• ZedBoard (AES-Z7EV-7Z020-G) — оценочная плата Digilent

Совместимые модели (функционально близкие / замены)

Внутри семейства Zynq-7000 (тот же корпус или архитектура)

| Модель | Отличие | |---|---| | XC7Z010-1CLG484C | 28K LC, 80 DSP, 60 BRAM — меньшая логика | | XC7Z015-1CLG484C | 74K LC, Zynq с большим геометрическим числом I/O, но нет MGT — intermediate | | XC7Z030-1FBG484C | 125K LC, PCIe Gen2 x4, FBGA-484 | | XC7Z045-2FFG900C | 218K LC, высокопроизводительный | | XC7Z100 | флагман Zynq |

Родственные FPGA без ARM (для сравнения арх. PL)

• XC7A100T (Artix-7) — близкая FPGA-ёмкость
• XC7K160T (Kintex-7)

Замены по производительности (апгрейд)

• XC7Z015 — незначительный рост логики, больший выбор I/O
• XC7Z030 — если требуется больше ЛЭ или PCIe
• XCZUseries (Zynq UltraScale+), например XCZU3EG-SFVC784 — кардинально +ARM Cortex-A53, DDR4, но другой корпус/цена

Понижение/замена

• XC7Z010 — если логики нужно меньше, а ARM-ядро остаётся.

⚠️ Важно: перед заменой проверяйте пин-совместимость (CLG484 одинаков, но у других моделей могут отличаться нужные PS-пины, lối: I/O нominается 128–200), напряжений VCC, назначение MIO и конфигурацию Bank 500/501.

Если нужна спецификация для EDA-схемы (IBIS, символ), рекомендации по декоплингу или pinout по Bank — уточните, помогу с таблицами и ссылками на UG585/DS190.