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XC7Z020-2CLG400I 是 AMD(原赛灵思 Xilinx)推出的 Zynq-7000 系列中的一款片上系统(SoC)产品,将 ARM 多核处理器与 FPGA 可编程逻辑深度集成,

发布时间2025-9-18 9:57:00关键词:XC7Z020-2CLG400I 是 AMD(原赛灵思 Xilinx)推出的 Zynq-7000 系列中的一款片上系统(SoC)产品,将 ARM 多核处理器与 FPGA 可编程逻辑深度集成,
摘要

XC7Z020-2CLG400I 是 AMD(原赛灵思 Xilinx)推出的 Zynq-7000 系列中的一款片上系统(SoC)产品,将 ARM 多核处理器与 FPGA 可编程逻辑深度集成,

XC7Z020-2CLG400I

产品定位与架构

“处理系统(PS)+ 可编程逻辑(PL)” 融合架构:

PS 端:集成 ARM Cortex-A9 双核处理器(带有 NEON 协处理器与 L2 缓存),能够运行 Linux、FreeRTOS 等操作系统,负责实现高层控制逻辑与通信协议 。

PL 端:基于 Xilinx Artix-7 FPGA 架构,大约提供 8.5 万个逻辑单元(LE)、220 个 DSP 切片、6.5Mb 块 RAM(BRAM) ,可用于自定义硬件加速模块,像算法加速器、接口协议转换单元等。

关键技术亮点

处理性能:PS 端两颗 ARM Cortex-A9 处理器,主频最高可达 866MHz(典型场景下默认 667MHz ),支持 ARMv7 架构特性,如 Thumb-2 指令集、NEON 媒体处理引擎等,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,并通过 AXI 总线与 PL 端高速互联,带宽可达 128GB/s,降低数据传输延迟。

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,仅 PS 端运行轻量级任务时,功耗可降至 0.5W 以下。

接口扩展:

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: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。

开发灵活性:Xilinx 提供 Vivado Design Suite(支持硬件设计、软硬件协同仿真、位流生成)、PetaLinux Tools(构建 Linux 系统)、Xilinx SDK(基于 Eclipse,支持 PS 端应用程序开发及调试 )等开发工具链。官方与第三方社区还有大量参考设计,PYNQ 框架还能用 Python 脚本调用 PL 端硬件加速模块。

其他参数

核心处理器:双 ARM®Cortex®-A9MPCore™,带 CoreSight™。

安装类型:SMT(表面贴装技术)。

元件生命周期:Active(有源,正在生产使用中)。

存储温度:-65~+150℃。

尺寸:17.00 x 17.00mm。

原产国家:美国。

主要属性:Artix™-7FPGA,85K 逻辑单元 。

连接性:具备 CAN,EBI/EMI,以太网,I²C,MMC/SD/SDIO,SPI,UART/USART,USBOTG 等连接能力。

外设:配备 DMA(直接内存访问)控制器。

速度:766MHz。

I/O 数:130 。

封装 / 外壳:CSPBGA400_17X17MM 。

湿气敏感性等级 (MSL):3(168 小时) 。

典型应用场景

工业控制与自动化:用于工业 PLC、运动控制器、机器视觉系统等,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,提升关键任务处理速度,通过以太网实现高精度同步。

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,还能支持轻量级 AI 模型推理。

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

汽车电子与 ADAS:在 ADAS 的环视摄像头、超声波雷达融合等应用中,实现低延迟数据处理与多传感器同步 。