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XC7Z020-2CLG400I 是赛灵思(Xilinx )推出的 Zynq-7000 系列中的一款 SoC(系统级芯片)

发布时间2025-9-6 10:02:00关键词:XC7Z020-2CLG400I SoC(系统级芯片)
摘要

XC7Z020-2CLG400I 是赛灵思(Xilinx )推出的 Zynq-7000 系列中的一款 SoC(系统级芯片)

XC7Z020-2CLG400I

产品定位

它属于 “主流性能型” 产品 ,设计理念是 “处理系统(PS)+ 可编程逻辑(PL)” 的片上融合。PS 端集成 ARM Cortex-A9 双核处理器(带 NEON 协处理器与 L2 缓存),用于运行操作系统、实现高层控制逻辑与通信协议;PL 端基于 Xilinx Artix-7 FPGA 架构,可自定义硬件加速模块。

关键参数

ARM 参数:采用两颗 ARM Cortex-A9 处理器,主频最高可达 866MHz,典型场景下默认 667MHz ,支持 ARMv7 架构,理论运算能力达 1.33 DMIPS/MHz(Dhrystone 2.1 测试标准) ,集成 1MB 共享 L2 缓存。

FPGA 参数:基于 Artix-7 架构,速度等级为 - 2,约有 8.5 万个逻辑单元(LE)、220 个 DSP 切片、6.5Mb 块 RAM(BRAM)。

存储接口:支持 DDR3-1333(最大 2GB)、eMMC 4.5、SPI Flash(x4 模式)。

通信接口:集成 2 个 Gigabit Ethernet MAC(带 IEEE 1588 精确时钟同步)、2 个 USB 2.0 OTG、4 个 UART、2 个 CAN 2.0B、3 个 I2C、4 个 SPI(x4 模式) 。

高速扩展接口:PL 端提供 16 个 MIO(多路复用 I/O)和 54 个 EMIO(扩展 I/O),支持 LVDS、SSTL、LVCMOS 等多种电平标准,可自定义 PCIe Gen2(x1/x2)、DisplayPort、Gigabit Ethernet PHY 等高速接口。

技术亮点

处理性能:PS 端的双核 ARM 可轻松运行 Linux 5.4 及以上内核,支持多任务调度、图形界面等复杂软件场景,且 PS 端通过 AXI 总线与 PL 端高速互联,降低数据传输延迟,利于软硬件协同设计。

功耗优化:采用 28nm HPL(High Performance Low Power)工艺制造,典型工作功耗控制在 3.5W 以内(PS+PL 满负载场景),支持 Standby、Sleep、Deep Sleep 等多种低功耗模式 ,在 PS 端运行轻量级任务时,功耗可降至 0.5W 以下。

开发灵活性:赛灵思为其提供了 Vivado Design Suite(用于硬件设计、软硬件协同仿真、位流生成)、PetaLinux Tools(构建 Linux 系统)、Xilinx SDK(PS 端应用程序开发及调试 )等完整开发工具链。官方与第三方社区还有大量参考设计,缩短开发周期,并且借助 PYNQ 框架,能用 Python 脚本调用 PL 端硬件加速模块。

典型应用场景

工业控制与自动化:在工业 PLC、运动控制器、机器视觉系统中,PS 端运行实时操作系统处理控制逻辑,PL 端定制硬件加速器,降低关键任务延迟,还能通过以太网 MAC 实现高精度同步。

通信与边缘计算:适用于 5G 小基站、工业网关等,PL 端实现协议栈硬件加速,PS 端运行 Linux 管理网络策略,提升吞吐量,同时借助 ARM 的 NEON 引擎支持轻量级 AI 模型。

医疗电子与便携式设备:如便携式超声仪、多参数监护仪等,其低功耗模式延长电池续航,PL 端硬件滤波模块降低 CPU 负载,PS 端图形加速单元支持高分辨率显示。

汽车电子与 ADAS :用于 ADAS 中的环视摄像头、超声波雷达融合等场景,PL 端实现图像预处理硬件加速,PS 端运行融合算法,配合 CAN FD 接口实现与 ECU 的高速通信。