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XC7Z045-1FBG676CES9919 发布时间 时间:2025/10/30 9:56:45 查看 阅读:22

XC7Z045-1FBG676CES9919 是一款由赛灵思(Xilinx)公司推出的基于Zynq-7000系列架构的全可编程系统级芯片(SoC),属于工程样品(Engineering Sample)版本,通常用于早期开发和验证阶段。该器件集成了ARM Cortex-A9双核处理器系统与高性能现场可编程门阵列(FPGA)逻辑资源,实现了软硬件协同设计的高度集成化解决方案。XC7Z045采用1.0V核心电压供电,封装形式为FBGA,共676引脚,适用于对处理性能、灵活性和功耗有较高要求的应用场景。该型号后缀中的'ES'表明其为工程样片,不适用于量产产品,仅限研发测试使用。其FPGA部分基于Artix-7架构,提供大量逻辑单元、DSP切片和块存储器资源,支持高速串行接口如PCIe、SATA、USB、Ethernet等外设的实现。处理器系统(PS)包含丰富的外设控制器,包括双千兆以太网MAC、USB OTG、SDIO、SPI、I2C、UART等,能够运行嵌入式操作系统如Linux、FreeRTOS等。由于其高度集成性,XC7Z045广泛应用于通信、工业控制、视频处理、医疗设备及航空航天等领域。需要注意的是,工程样品可能存在与量产型号不同的电气特性或功能限制,因此在正式产品设计中应替换为标准商业级或工业级量产型号。

参数

型号:XC7Z045-1FBG676CES9919
  制造商:Xilinx(现属AMD)
  系列:Zynq-7000
  核心架构:ARM Cortex-A9 双核 + Artix-7 FPGA
  最大主频:866MHz(ARM处理器)
  封装类型:FBGA-676
  工作温度:商业级/工业级(依据最终量产型号)
  FPGA逻辑单元(CLB):约220,000个
  DSP slices:240个
  块RAM总量:约4.9 Mb
  I/O数量:约300个用户I/O
  电源电压:1.0V(核心),2.5V/3.3V(I/O)
  工艺技术:28nm HKMG
  收发器速率:最高6.25 Gbps(多通道)
  支持接口:PCIe Gen2, SATA, USB, Ethernet, SDIO等

特性

XC7Z045-1FBG676CES9919 的核心优势在于其异构计算架构,将双核ARM Cortex-A9处理器与大规模FPGA逻辑紧密结合在一个芯片上,形成“软件可编程+硬件可重构”的协同处理平台。处理器系统(Processing System, PS)具备完整的外设子系统,包括内存控制器(支持DDR3、LPDDR2等)、中断控制器、定时器、DMA引擎以及多种通信接口,能够独立运行操作系统并完成通用计算任务。与此同时,可编程逻辑(Programmable Logic, PL)部分提供了丰富的逻辑资源和高速I/O能力,可用于实现定制化的硬件加速模块、协处理器或接口扩展电路。
  该芯片通过AXI总线实现PS与PL之间的高带宽、低延迟互联,支持多个主从设备并行访问,确保数据在处理器与FPGA之间高效流动。例如,在图像处理应用中,ARM核可负责用户界面和调度管理,而FPGA则实时执行卷积、滤波、编解码等计算密集型操作,显著提升整体系统性能。此外,其FPGA部分支持动态部分重配置(Partial Reconfiguration),允许在系统运行过程中更改部分逻辑功能而不影响其他模块,极大增强了系统的灵活性和响应能力。
  XC7Z045还具备强大的电源管理功能,支持多种低功耗模式,包括处理器休眠、时钟门控和电源域关断,适合对能效敏感的应用场景。器件内置的调试与追踪接口(如JTAG、SWD、Fabric Logic Analyzer)便于开发人员进行软硬件联合调试。虽然本型号为工程样品,可能存在频率降额、功能限制或可靠性波动等问题,但其功能完整性足以支撑原型验证和算法评估。开发者可借助Vivado Design Suite完成综合、布局布线和烧录,结合SDK或Vitis工具链进行嵌入式软件开发,构建完整的Zynq应用系统。

应用

XC7Z045-1FBG676CES9919 主要用于需要高性能嵌入式处理与硬件加速能力相结合的应用领域。在通信基础设施中,它常被用于构建小型基站(Small Cell)、无线回传设备和协议转换网关,利用FPGA实现物理层信号处理(如FFT、信道编码),同时由ARM处理器完成MAC层及以上协议栈的处理任务,从而实现端到端通信功能。在工业自动化领域,该芯片可用于运动控制、机器视觉和PLC升级,其中FPGA实现实时I/O控制和高速采集,ARM运行HMI界面或边缘计算算法。
  在视频与图像处理方面,XC7Z045广泛应用于高清视频采集卡、IP摄像机、无人机图传系统和医学影像设备。例如,可通过HDMI或CSI-2接口接收原始图像数据,利用FPGA进行去马赛克、色彩校正、缩放和H.264编码,再由ARM处理器进行网络传输或本地存储管理。此外,该芯片也适用于雷达信号处理、软件定义无线电(SDR)和测试测量仪器,其高速ADC/DAC接口和DSP slice使其能够实现实时数字下变频(DDC)、滤波和频谱分析。
  科研与教育领域同样受益于该平台的开放性和可扩展性,许多高校和研究机构使用搭载XC7Z045的开发板进行异构计算、AI推理加速(如CNN定点化实现)和嵌入式系统教学。尽管该型号为工程样品,不适合批量部署,但其功能完整性和性能表现足以支撑从概念验证到原型开发的全过程,是连接理论设计与实际产品的重要桥梁。

替代型号

XC7Z045-1FBG676C

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