时间:2025/10/30 3:54:57
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XCVU13P-1FIGD2104I 是赛灵思(Xilinx)公司 Virtex UltraScale+ 系列中的一款高性能现场可编程门阵列(FPGA)器件。该芯片基于先进的16nm FinFET工艺技术制造,面向需要极高逻辑密度、卓越处理性能和先进集成能力的应用场景。作为Virtex UltraScale+系列的旗舰产品之一,XCVU13P集成了大量的可编程逻辑单元、高速收发器、DSP切片以及嵌入式处理器核心,能够满足通信、数据中心加速、高端测试测量、雷达系统以及人工智能推理等前沿领域的严苛要求。该型号的封装形式为FCBGA,具有2104个引脚(Flip-Chip Fine-Pitch Ball Grid Array, 2104-pin),适用于高密度PCB设计,并支持工业级温度范围(-40°C至+100°C),适合在恶劣环境下稳定运行。此外,XCVU13P还集成了多个ARM Cortex-A53应用处理器核心和Cortex-R5实时处理器核心,支持运行复杂操作系统如Linux或实时任务调度,实现软硬件协同设计。其高度灵活的架构使其成为异构计算平台的理想选择。
系列:Virtex UltraScale+
逻辑单元数量:1387K
CLB触发器数量:5,548,800
块RAM总量:73.4 Mb
DSP切片数量:6840
最大I/O数量:800
可用I/O数量:640
收发器数量:96
收发器速率范围:最高32.75 Gbps
内置处理器:双核ARM Cortex-A53,双核ARM Cortex-R5
工作电压:核心电压0.72V,辅助电压1.0V
封装类型:FCBGA-2104
工作温度范围:-40°C 至 +100°C (工业级)
工艺技术:16nm FinFET
XCVU13P-1FIGD2104I 具备多项先进特性,使其在高性能FPGA市场中处于领先地位。
首先,其采用的16nm FinFET工艺显著提升了能效比,在相同功耗下提供更高的运算能力,同时降低了漏电流,提高了长期运行的稳定性。该器件拥有高达1387K的逻辑单元,支持构建极其复杂的数字系统,例如多通道基带处理引擎或大规模数据流处理管道。
其次,集成的6840个DSP切片使其非常适合高吞吐量信号处理任务,如5G无线通信中的大规模MIMO预编码、雷达波束成形或深度学习卷积运算。每个DSP模块支持多种模式,包括预加法器、级联路径和浮点运算扩展功能,增强了算法实现的灵活性。
再者,XCVU13P配备了多达96个高速串行收发器,支持多种协议标准,如PCIe Gen3/Gen4、Interlaken、Ethernet(100G/400G)、JESD204B/C等,适用于高带宽接口互联。这些收发器具备自适应均衡和眼图优化功能,可在长距离背板传输中保持信号完整性。
该芯片还集成了硬核ARM处理器子系统(APU + RPU),支持运行Linux操作系统或实时控制任务,实现了“全可编程”理念下的软硬件协同设计。开发者可以使用Xilinx Vivado设计套件进行系统级综合与调试,结合SDK或Vitis软件工具链完成应用程序开发。
最后,XCVU13P提供了丰富的安全与可靠性功能,包括加密启动、AES/GCM加解密引擎、ECC保护的内存和寄存器、SEU检测与纠正机制,确保在关键任务应用中的数据完整性和系统安全性。
XCVU13P-1FIGD2104I 广泛应用于对性能、带宽和集成度要求极高的领域。
在通信基础设施方面,它被用于5G基站的基带处理单元(BBU)、毫米波射频前端控制、核心网包处理加速等场景,能够实时处理多路高速ADC/DAC数据流,并执行复杂的调制解调、信道编码与波束赋形算法。
在数据中心领域,该FPGA常作为智能网卡(SmartNIC)或AI推理加速卡的核心,利用其并行处理能力和低延迟特性,加速网络功能虚拟化(NFV)、数据库查询、视频转码和机器学习推理任务。
在航空航天与国防系统中,XCVU13P用于雷达信号处理、电子战系统、卫星通信终端和光电图像处理平台,凭借其高可靠性和抗辐射设计(通过工艺和架构冗余实现),可在极端环境中稳定运行。
此外,该器件也广泛应用于高端测试与测量设备,如高速示波器、误码率测试仪和协议分析仪,用于实现实时数据采集、模式识别与结果生成。
科研领域中,XCVU13P被用于粒子物理实验的数据采集系统、天文望远镜的实时信号处理以及量子计算控制系统,承担大规模并发数据流的预处理与分发任务。其强大的I/O能力和确定性延迟响应使其成为科学仪器的理想主控芯片。
XCVU13P-2FFVB2104I
XCVU9P-2FLGA2104I
XCVU7P-1FLGA1932I