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XCZU9EG-2FFVB1156C 发布时间 时间:2025/10/30 2:36:51 查看 阅读:21

XCZU9EG-2FFVB1156C是Xilinx公司(现为AMD旗下)推出的Zynq UltraScale+ MPSoC系列中的一款高端系统级芯片(SoC)。该器件将ARM架构的处理系统与可编程逻辑(FPGA)相结合,实现了高度集成的异构计算平台。XCZU9EG集成了四核ARM Cortex-A53处理器和双核ARM Cortex-R5实时处理器,同时还包括Mali-400 GPU,能够支持复杂的应用处理、实时控制以及图形处理任务。其可编程逻辑部分基于UltraScale架构,提供了丰富的逻辑资源、DSP切片和Block RAM,适用于需要高性能计算和灵活硬件加速的应用场景。该芯片采用16nm FinFET工艺制造,具有较高的能效比和性能密度,适用于通信、工业、汽车以及航空航天等高端领域。
  XCZU9EG-2FFVB1156C中的后缀表示其封装形式(FFVB,1156引脚)、速度等级(-2)和温度范围(C代表商业级或工业级,具体需参考数据手册)。该器件支持多种高速接口,如PCIe、SATA、USB 3.0、Gigabit Ethernet以及多个高速串行收发器(可达16.3 Gbps),使其能够胜任高带宽数据传输任务。此外,它还具备强大的电源管理和安全特性,包括加密引擎、安全启动和ECC保护,确保系统在关键应用中的可靠性和安全性。

参数

制造商:AMD Xilinx
  产品系列:Zynq UltraScale+ MPSoC
  核心架构:ARM Cortex-A53(4核),ARM Cortex-R5(2核),Mali-400 MP2 GPU
  逻辑单元(Logic Cells):约1,143,000
  DSP切片数量:4440
  Block RAM总量:约33.8 Mb
  封装类型:FCBGA
  引脚数:1156
  工作温度范围:-40°C 至 +100°C(结温)
  速度等级:-2
  工艺技术:16nm FinFET
  最大ADC采样率:1 MSPS(内置XADC)
  高速收发器速率:最高16.3 Gbps
  I/O电压支持:1.8V, 2.5V, 3.3V 等
  支持接口:PCIe Gen3, SATA 3.0, USB 3.0, Gigabit Ethernet, CAN, SPI, I2C, UART

特性

XCZU9EG-2FFVB1156C的最显著特性之一是其异构多处理器架构,结合了四核ARM Cortex-A53应用处理器和双核ARM Cortex-R5实时处理器。Cortex-A53支持64位指令集,适合运行Linux、FreeRTOS等操作系统,适用于复杂的应用层任务处理,如图像处理、网络协议栈和人机交互界面。而Cortex-R5则专注于实时控制任务,能够在硬实时环境中提供确定性响应,常用于电机控制、安全监控和冗余系统。这种“应用+实时”的双处理系统设计使得该芯片能够在同一平台上实现高性能计算与高可靠性控制的融合,极大提升了系统的集成度和响应能力。
  其次,该芯片的可编程逻辑资源极为丰富,基于Xilinx UltraScale架构,提供了超过一百万个逻辑单元和多达4440个DSP Slice,使其能够实现复杂的数字信号处理算法、自定义加速器设计以及多通道数据流处理。例如,在雷达信号处理或视频编解码应用中,用户可以利用FPGA部分构建并行流水线结构,显著提升处理效率。同时,其内置的33.8 Mb Block RAM可用于构建大容量缓存或查找表,减少对外部存储的依赖,降低系统延迟。
  在连接性方面,XCZU9EG支持多个高速串行接口,包括最多16通道的16.3 Gbps收发器,可用于实现10/25/100GbE、Interlaken、JESD204B/C等高速协议。此外,它集成了PCIe Gen3 x4、SATA 3.0和USB 3.0控制器,便于与主机系统或其他外设进行高速互联。这些接口的灵活性和带宽使其成为数据中心加速、无线基站和机器视觉系统的理想选择。
  安全性与可靠性也是该芯片的重要特性。XCZU9EG支持安全启动、加密引擎(AES, SHA, RSA)、密钥存储和防篡改检测,确保固件不被非法读取或篡改。同时,关键内存和总线路径支持ECC校验,增强了系统在恶劣环境下的容错能力。电源管理方面,该芯片采用多电源域设计,支持动态电压频率调节(DVFS),可根据负载情况智能调整功耗,适用于对能效敏感的应用场景。

应用

XCZU9EG-2FFVB1156C广泛应用于对性能、集成度和实时性要求极高的领域。在通信基础设施中,它常用于5G无线基站的基带处理单元,利用其强大的DSP能力和高速串行接口实现大规模MIMO信号处理和前传链路(如eCPRI)的数据封装与解封。其低延迟和高吞吐量特性也使其适用于核心网中的包处理和流量调度任务。
  在工业自动化领域,该芯片可用于高端PLC、运动控制器和机器视觉系统。通过FPGA部分实现多轴电机控制算法和编码器接口,结合ARM处理器运行HMI和通信协议栈,实现一体化控制方案。其Cortex-R5内核特别适合功能安全认证(如IEC 61508 SIL-3),可用于安全门控、急停系统等安全相关应用。
  在汽车电子方面,XCZU9EG可用于高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶域控制器。其多摄像头输入支持、图像拼接与深度学习加速能力,使其能够处理来自多个传感器的数据融合任务。配合MIPI CSI-2接口和视频编解码引擎,可实现实时视频流处理与显示输出。
  此外,在航空航天和国防领域,该芯片用于雷达、电子战系统和卫星通信终端。其高可靠性和抗辐射设计(在特定版本中)使其能在极端环境下稳定运行。在医疗成像设备中,如超声和CT扫描仪,XCZU9EG可加速图像重建和信号处理流程,提升诊断效率。其多功能集成特性也使其成为原型验证平台和AI推理边缘设备的理想选择。

替代型号

XCZU7EV-2FFVC1156I
  XCZU11EG-2FFVB1517E
  XCVU9P-2FLGB2104C

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