时间:2025/10/31 0:11:01
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XCVU190-1FLGA2577I 是赛灵思(Xilinx)公司推出的一款高性能 Virtex UltraScale+ 系列 FPGA(现场可编程门阵列)器件。该芯片属于 UltraScale+ 架构的高端产品线,专为需要极高逻辑密度、带宽和处理能力的应用而设计,广泛应用于数据中心加速、高端网络设备、测试与测量仪器、雷达系统以及高级人工智能推理等前沿领域。该器件采用 16nm 工艺制造,具备超大规模的可编程逻辑单元、高速串行收发器、DSP 模块和 Block RAM 资源,能够支持复杂算法实现和高吞吐量数据处理任务。其型号中的“XCVU”代表 Virtex UltraScale+ 系列,“190”表示器件规模等级,“-1”指速度等级,“FLGA2577”表示封装形式为 2577 引脚的 Flip-Chip Land Grid Array 封装,“I”代表工业级温度范围。XCVU190 不仅支持多种高速接口协议如 PCIe Gen4、100G Ethernet、Interlaken 等,还集成了强大的电源管理和时钟控制功能,确保在高性能运行下的稳定性和可靠性。此外,该器件支持部分重配置技术,允许在运行时动态更新部分逻辑功能,从而提升系统灵活性和资源利用率。结合 Vivado 设计套件,开发人员可以利用高层次综合(HLS)、IP 集成器和性能优化工具快速完成复杂系统的设计与验证。
系列:Virtex UltraScale+
逻辑单元数量:约 1,900,000 个系统逻辑单元
查找表(LUTs):约 1,182,240 个
触发器(FFs):约 2,364,480 个
DSP Slices:6072 个
Block RAM 总容量:约 76.1 Mb
Block RAM 单元数量:1494 个(每个 36Kb)
UltraRAM 总容量:约 288 Mb
UltraRAM 数量:36 个(每个 8Mb)
IO 引脚数:约 1200 个用户可用 IO
最大用户 IO 标准:支持 LVDS、LVCMOS、HSTL、SSTL 等
高速收发器数量:96 个
收发器数据速率:最高支持 32.75 Gbps
支持协议:100G Ethernet, 400G Ethernet, PCIe Gen3/Gen4, Interlaken, OTN 等
封装类型:FLGA
引脚数:2577
工作温度:-40°C 至 +100°C(工业级)
速度等级:-1
XCVU190-1FLGA2577I 的核心架构基于 Xilinx 第三代 16nm UltraScale+ 技术,提供了前所未有的逻辑密度和能效比。其拥有超过一百万个查找表(LUT)和两百万个触发器,使得它能够实现极其复杂的数字逻辑设计,例如多核软处理器系统、大规模并行计算引擎或完整的 SoC 架构。该器件配备了多达 6072 个 DSP Slices,每个 Slice 支持 27x18 位乘法运算,并可配置为流水线模式以实现超高吞吐量的数学运算,适用于雷达信号处理、图像卷积、机器学习推理等高性能计算场景。
该芯片集成了丰富的片上存储资源,包括近 76Mb 的 Block RAM 和高达 288Mb 的 UltraRAM。UltraRAM 是 Xilinx 在 UltraScale+ 架构中引入的一种新型大容量片上存储器,单个模块可达 8Mb,特别适合构建大型 FIFO、查找表缓存或帧缓冲区,显著减少了对外部 DDR 存储器的依赖,降低了系统延迟和功耗。此外,其 96 个高速串行收发器支持高达 32.75 Gbps 的线速率,可灵活配置为多种行业标准协议,如 400G 以太网、OTU4 光传输、PCIe Gen4 x16 等,满足现代数据中心和通信基础设施对带宽的严苛需求。
FPGA 还具备先进的电源管理功能,支持多电压域和动态电压频率调节(DVFS),可根据负载情况智能调整功耗,提高整体能效。其 FLGA2577 封装采用倒装焊技术,具有优异的电气性能和散热能力,适用于高可靠性工业和通信设备。XCVU190 支持 I/O Bank 灵活分配、差分时钟输入、多时钟域同步以及内置误码率测试(BERT)功能,便于系统调试和信号完整性验证。结合 Vivado 工具链,开发者可以使用 IP Integrator 快速搭建系统架构,利用 HLS 将 C/C++ 算法直接综合为硬件逻辑,大幅缩短开发周期。
XCVU190-1FLGA2577I 凭借其卓越的性能和高度可编程性,被广泛应用于多个高端技术领域。在数据中心中,它常用于构建高性能计算加速卡,执行数据库查询加速、视频转码、AI 推理、加密解密等任务,显著提升服务器效率并降低 CPU 负载。在网络通信领域,该器件是 400G/800G 交换机、路由器和光传输设备的核心处理单元,能够实现实时包处理、流量调度、深度包检测(DPI)和网络功能虚拟化(NFV)。在测试与测量行业,XCVU190 可作为通用信号发生器或分析仪的核心,支持多通道高速采集与实时波形处理,适用于半导体测试、高速接口一致性测试等场景。
在航空航天与国防领域,该 FPGA 被用于相控阵雷达、电子战系统、卫星通信终端等关键装备中,承担波束成形、脉冲压缩、调制解调等实时信号处理任务。其高可靠性和工业级温度适应能力也使其适用于恶劣环境下的工业自动化控制系统,如智能制造、高端机器人和机器视觉系统。此外,在科研领域,XCVU190 可用于粒子物理实验的数据采集前端、天文望远镜信号处理平台等需要极低延迟和高吞吐量的场合。由于其支持部分重配置,系统可以在不中断服务的情况下动态加载不同功能模块,极大提升了系统的灵活性和可用性。
XCVU190-2FLGA2577I