Xilinx ZYNQ7020

Xilinx ZYNQ-7020: Описание и технические характеристики

Общее описание

Xilinx ZYNQ-7020 – это система на кристалле (SoC) из семейства ZYNQ-7000, объединяющая двухъядерный процессор ARM Cortex-A9 с программируемой логикой FPGA на базе архитектуры Artix-7. Это гибкое решение для встраиваемых систем, требующих высокой производительности и параллельной обработки данных.

Основные преимущества:

• Гибкость: Программируемая логика (FPGA) + процессорный блок (PS).
• Высокая производительность: Два ядра ARM Cortex-A9 (до 866 МГц).
• Энергоэффективность: Оптимизированная архитектура для встраиваемых систем.
• Широкие возможности подключения: Поддержка различных интерфейсов (USB, Ethernet, SPI, I2C, UART, PCIe и др.).

Технические характеристики

1. Процессорная система (PS - Processing System)

• Процессор: Два ядра ARM Cortex-A9 (32-бит, до 866 МГц)
• Кэш-память:
  • L1: 32 КБ (инструкции) + 32 КБ (данные) на ядро
  • L2: 512 КБ (общий)
• Память:
  • Поддержка DDR3/DDR3L/LPDDR2 (до 1 ГБ)
  • Встроенная SRAM: 256 КБ
• Периферия:
  • Gigabit Ethernet (10/100/1000)
  • USB 2.0 (OTG/Host)
  • UART, SPI, I2C, CAN
  • GPIO (до 54 контактов)

2. Программируемая логика (PL - Programmable Logic)

• Семейство FPGA: Artix-7
• Логические ячейки: ~85K (эквивалентно 1,3 млн. логических вентилей)
• Блоки памяти: ~4,9 Мбит (560 КБ)
• DSP-блоки: 220 (18x18 MAC)
• Тактовая частота: До 500 МГц (зависит от реализации)

3. Дополнительные функции

• Интерфейсы:
  • PCIe Gen2 x4
  • HDMI (через программируемую логику)
  • SATA (поддержка через PL)
• АЦП/ЦАП: Встроенный XADC (12-бит, 1 MSPS)
• Рабочее напряжение: 1,0 В (ядро), 1,8–3,3 В (ввод/вывод)
• Температурный диапазон: От -40°C до +100°C (промышленные версии)

Парт-номера (Part Numbers)

Основные варианты корпусов и температурных диапазонов:

• XC7Z020-1CLG400C (Commercial, 0°C – 85°C)
• XC7Z020-1CLG400I (Industrial, -40°C – 100°C)
• XC7Z020-2CLG400I (Industrial, повышенная скорость)
• XC7Z020-1FBG676C (BGA-676 корпус, коммерческий)

Совместимые модели

ZYNQ-7020 входит в линейку ZYNQ-7000, которая включает:

| Модель | Логические ячейки | DSP-блоки | Память (Мбит) | ARM Cortex-A9 |
|---------------|------------------|----------|--------------|--------------|
| ZYNQ-7010 | 28K | 80 | 2,1 | 2 ядра |
| ZYNQ-7015 | 65K | 160 | 3,4 | 2 ядра |
| ZYNQ-7020 | 85K | 220 | 4,9 | 2 ядра |
| ZYNQ-7030 | 125K | 400 | 9,3 | 2 ядра |
| ZYNQ-7045 | 350K | 900 | 19,0 | 2 ядра |
| ZYNQ-7100 | 444K | 2020 | 26,5 | 2 ядра |

Заключение

ZYNQ-7020 – это мощная и гибкая SoC для встраиваемых систем, объединяющая процессор ARM и FPGA. Подходит для:

• Промышленной автоматизации
• Медицинских устройств
• Автомобильных систем (ADAS, бортовые компьютеры)
• Телекоммуникации (SDR, маршрутизация)

Если нужна более высокая производительность, можно рассмотреть ZYNQ-7030 или 7045. Для менее ресурсоемких задач подойдет ZYNQ-7010.

Если нужны дополнительные детали (например, схемы подключения или примеры проектов), уточните! 🚀