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XC7Z007S-1CL225I 发布时间 时间:2025/10/30 1:27:28 查看 阅读:32

XC7Z007S-1CL225I是Xilinx(现为AMD公司产品线)推出的Zynq-7000系列中的一款高度集成的片上系统(SoC)器件。该器件将双核ARM Cortex-A9处理器系统与Artix-7 FPGA逻辑架构融合于单一芯片之中,实现了处理单元与可编程逻辑的高度协同。此型号属于工业级温度范围产品(-40°C至+100°C),适用于对可靠性和环境适应性有严格要求的应用场景。其封装形式为无铅、无卤素的CABGA-225(15mm x 15mm),体积紧凑,适合空间受限的设计。XC7Z007S基于28nm工艺制造,兼具高性能、低功耗和高性价比,广泛应用于嵌入式视觉、工业控制、通信接口、电机控制及便携式医疗设备等领域。
  该芯片的处理系统(PS)包含双核ARM Cortex-A9 MPCore,支持对称多处理(SMP)和非对称多处理(AMP),具备NEON媒体处理引擎和浮点单元(FPU),可高效运行Linux、FreeRTOS等操作系统。可编程逻辑(PL)部分继承了Artix-7架构的优势,提供多达16,600个逻辑单元、110个DSP Slice以及约3.3 Mb的块存储器资源,支持高速串行接口如千兆以太网、PCIe Gen1以及多种标准I/O协议。通过AXI总线实现PS与PL之间的高速互联,允许用户自定义外设或加速算法,极大提升了系统的灵活性和性能拓展能力。

参数

型号:XC7Z007S-1CLG225I
  制造商:Xilinx (AMD)
  系列:Zynq-7000
  核心架构:双核ARM Cortex-A9 + Artix-7 FPGA
  工艺技术:28nm
  最大工作频率:667MHz(处理器)
  逻辑单元数:约16,600
  DSP切片数量:110
  块RAM容量:约3.3 Mb
  封装类型:CABGA-225
  引脚数:225
  工作温度范围:-40°C 至 +100°C
  电压范围:VCCINT: 1.0V, VCCAUX: 1.8V, VCCO: 1.2V~3.3V 可配置
  速度等级:-1
  功能等级:工业级(I)

特性

XC7Z007S-1CL225I的核心优势在于其异构计算架构,集成了完整的双核ARM Cortex-A9应用处理器子系统与Artix-7级别的可编程逻辑资源,使得设计者可以在同一芯片内实现控制密集型任务与数据密集型处理的高效分工协作。处理器系统包括32KB指令缓存+32KB数据缓存每核、512KB共享片上SRAM、内存控制器(支持DDR3/DDR3L/LPDDR2)、丰富的外设接口(如USB 2.0 OTG、UART、SPI、I2C、CAN、SDIO等),并可通过PL扩展更多定制化接口。这种“软硬件协同”的设计理念显著降低了系统复杂度,减少了PCB面积和功耗,同时提高了实时响应能力和系统可靠性。
  FPGA部分提供了高达16,600个可编程逻辑单元,支持高级综合工具(如Vivado HLS)进行C/C++到硬件逻辑的转换,便于算法加速开发。其内置110个DSP48E1模块,适用于滤波、FFT、图像处理等高吞吐量运算场景。此外,拥有超过200个用户I/O引脚(具体可用数量依封装而定),支持LVDS、TMDS等多种差分信号标准,可用于连接高速ADC/DAC、摄像头传感器或显示屏。芯片还集成了两个千兆以太网MAC(支持MII/RGMII),一个PCIe Gen1 x1端口,以及多个时钟管理单元(MMCM/PLL),满足多种通信与同步需求。
  安全性方面,该器件支持安全启动模式,可通过加密比特流和认证机制防止未经授权的访问或复制。开发环境由Xilinx Vivado Design Suite全面支持,提供从系统建模、IP集成、软硬件协同调试到比特流生成的一体化流程。其低功耗特性使其在电池供电或热敏感环境中表现出色,配合动态电压频率调节(DVFS)策略,可进一步优化能效比。总体而言,XC7Z007S-1CL225I是一款面向中端嵌入式市场的理想选择,兼顾性能、灵活性与成本效益。

应用

XC7Z007S-1CL225I广泛应用于需要高性能嵌入式处理与灵活I/O扩展能力的工业与消费类电子领域。典型应用场景包括机器视觉系统中的图像采集与实时处理,例如智能相机、工业检测设备和条码识别终端;在工业自动化中用于PLC升级、运动控制、HMI人机界面与现场总线网关,利用其FPGA部分实现确定性实时控制,ARM核负责上层调度与网络通信。
  在通信基础设施中,该芯片可用于小型基站、远程射频单元(RRU)中的基带处理协处理器、协议转换器或光纤收发模块控制;在医疗设备中,常被用于便携式超声仪、监护仪的数据采集前端与本地显示处理,确保低延迟与高可靠性。此外,在航空航天与国防领域,因其具备工业温度等级和较高抗干扰能力,可用于无人机飞控系统、雷达信号预处理单元等轻量化平台。
  教育与科研领域也广泛采用该器件作为FPGA与嵌入式系统教学平台,帮助学生理解软硬件协同设计原理。随着边缘计算的发展,该芯片也被用于智能传感器节点、AI推理边缘网关(配合轻量级神经网络模型部署)等新兴应用,充分发挥其异构架构优势。由于其丰富的外设接口和可编程性,还可用于原型验证平台、测试测量仪器以及多功能数据记录仪等通用设备开发。

替代型号

XC7Z010-1CLG225I
  XC7Z014S-1CLG225I
  XC7Z015-1CLG225I

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