时间:2025/10/30 6:17:04
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XCKU15P-L2FFVE1760E 是赛灵思(Xilinx)公司推出的 Kintex UltraScale+ 系列中的一款高性能现场可编程门阵列(FPGA)器件。该器件基于先进的16nm FinFET工艺技术制造,属于UltraScale+架构的一部分,专为满足高带宽、低延迟和高逻辑密度的应用需求而设计。XCKU15P集成了丰富的可编程逻辑资源、高速串行收发器、嵌入式处理器系统以及先进的存储器接口,适用于通信、数据中心加速、视频处理、测试测量以及高端工业应用等领域。
该型号的封装形式为FCBGA(Flip-Chip Ball Grid Array),引脚数为1760,采用紧凑型封装设计,便于在空间受限的系统中部署。器件后缀中的'L2'表示其速度等级为-2,属于标准性能等级;'FFVE'代表封装类型与温度范围,适用于工业级或扩展温度环境下的稳定运行。XCKU15P-L2FFVE1760E支持多种I/O标准和高级电源管理功能,具备出色的能效比和热性能表现,适合长期连续运行的高可靠性系统。此外,该FPGA可通过Vivado Design Suite进行开发与综合,支持高层次综合(HLS)、IP集成和软硬件协同设计流程,极大提升了开发效率和系统优化能力。
系列:Kintex UltraScale+
逻辑单元数量:约1,038,000个系统逻辑单元
CLB数量:约64,800个Slice
DSP切片数量:约2,520个
块RAM总量:约69.6 Mb
块RAM数量:约387块(18Kb/块)
最大分布式RAM容量:约2.4 Mb
最大用户I/O数量:约600个
可用高速收发器数量:32通道
收发器速率范围:最高可达16.3 Gbps
支持协议:PCIe Gen3, 10GbE, SATA, CPRI, JESD204B/C等
内置处理器:无硬核处理器(仅包含可编程逻辑)
封装类型:FFVE1760(1760-ball FCBGA)
工作温度范围:-40°C 至 +100°C(结温)
电源电压:核心电压典型值为0.72V,辅助电压为1.0V,I/O电压根据标准可配置为1.2V~3.3V
速度等级:-2
XCKU15P-L2FFVE1760E 具备卓越的可编程逻辑架构与高度集成的系统级功能,其UltraScale+架构采用了创新的异构3D结构设计,将逻辑、存储、信号处理和I/O资源高效整合在同一芯片上。该器件拥有超过一百万的系统逻辑单元,能够支持极其复杂的数字逻辑设计,包括大规模状态机、多通道数据路径处理以及并行算法实现。其丰富的DSP切片资源支持高精度浮点运算、复杂数字滤波器和FFT变换,在雷达信号处理、无线基站基带处理和机器学习推断中表现出色。
FPGA内部集成了多达387个18Kb的块状RAM,总容量接近70Mb,可用于构建深度缓冲区、查找表或双端口存储器结构,有效减少对外部存储器的依赖。此外,分布式RAM功能允许开发者利用LUT作为小型存储单元,进一步提升灵活性。高速串行收发器子系统由32个独立通道组成,每个通道支持高达16.3 Gbps的数据速率,并兼容多种行业标准协议,如PCI Express Gen3、10 Gigabit Ethernet、SATA III和JESD204B/C,使其成为高速通信接口的理想选择。
I/O架构方面,XCKU15P支持广泛的单端和差分I/O标准,包括LVCMOS、LVDS、HSTL、SSTL等,适应不同外设和接口需求。先进的时钟管理单元(MMCM和PLL)提供精确的频率合成与时钟去偏移控制,确保系统同步性和稳定性。该器件还支持动态部分重配置(Partial Reconfiguration),允许在不中断系统运行的情况下更新部分逻辑功能,显著提高系统的灵活性和响应能力。
功耗管理方面,XCKU15P采用多域供电设计,结合静态和动态功耗优化技术,可在高性能运行的同时保持较低的整体功耗。通过Vivado工具链的功耗分析与优化功能,设计者可以精细调整资源使用和时钟策略,以达到最佳能效平衡。此外,该器件具备强大的安全特性,包括加密比特流配置、防篡改检测和安全启动机制,适用于对数据完整性要求较高的应用场景。
XCKU15P-L2FFVE1760E 广泛应用于需要高吞吐量、低延迟和灵活可重构性的高端电子系统中。在无线通信领域,它常用于5G NR基站的基带处理单元,执行大规模MIMO信号处理、信道编码解码(LDPC/Polar)、波束成形和数字预失真(DPD)等功能,满足严格实时性要求。在数据中心,该器件被用作智能网卡(SmartNIC)或FPGA加速卡的核心,承担网络包处理、数据压缩、加密解密和AI推理任务,显著提升服务器整体性能与能效比。
在视频与图像处理方面,XCKU15P凭借其强大的并行计算能力和高带宽I/O接口,广泛用于4K/8K超高清视频编解码、实时图像增强、机器视觉分析和广播级视频路由设备。其支持多路SDI输入输出,符合专业广电行业标准。测试与测量设备中,该FPGA用于实现高速数据采集、频谱分析、协议解析和自动化测试逻辑控制,适用于示波器、逻辑分析仪和自动测试设备(ATE)。
工业自动化领域中,XCKU15P可用于运动控制、PLC升级、工业物联网网关和边缘计算节点,实现多轴伺服控制、时间敏感网络(TSN)通信和预测性维护算法。此外,在航空航天与国防系统中,该器件用于雷达信号处理、电子战系统、卫星通信终端和惯性导航融合计算,得益于其高可靠性和抗辐射加固设计选项。科研仪器和高性能计算平台也利用其可编程性构建定制化加速器,用于基因测序、物理仿真和量子控制等前沿科技领域。
XCKU3P-L2FFVE1760E
XCKU5P-L2FFVE1760E
XCKU9P-L2FFVE1760E