Xilinx推出低功耗-小容量-小封裝ZYNQ Ultrascale+ MPSoC

Xilinx推出低功耗-小容量-小封裝ZYNQUltrascale+ MPSoC,特別適合用于ZYNQ-7000升級換代。

前段時間看到Xilinx發布了新的差異化ZYNQ Ultrascale+ MPSoC ZU1和Artix Ultrascale+FPGA，熊貓君趁著國家假日有點時間，隨便瞎聊一下。本次發布的新產品均采用16nm的工藝，可選封裝有0.5mm焊盤間距緊湊型的InFo，最小封裝尺寸只有15mm*9.5mm，這種封裝類型可以縮短信號互聯，有利于提高信號完整性。據Xilinx介紹，由于采用了臺積電16nm工藝，相對之前版本的ZU2器件，靜態功耗可以降低50%，可編程邏輯相對動態功耗可下降40%。因此，這個系列產品是小尺寸、低功耗、高性能應用產品的福音。

熊貓君在下面列一個比較詳細的表，簡單對比一下ZYNQ-7000系列和ZYNQ Ultrascale+ MPSoC ZU1的性能和資源比較。

備注：（1）ZU1系列器件均最高支持-2速率等級；（2）僅C784封裝的器件PS端支持64bit DDR4，其它封裝均只能支持32bit；（3）ZU1系列器件均可支持2.5GbpsMIPI直接接入（使用Vivado2019.2及以上版本）。

從圖中可以看出，ZU1實際上邏輯量和ZYNQ-7020是相當，但是性能幾乎翻倍；并且ARM處理器的性能ZU1是ZYNQ-7000的4~8倍，還有實時處理性能較高的Cortex-R5F雙核，因此，一些對ARM處理性能要求較高的場合，這應該算是一個較為完美的解決方案，可以直接從ZYNQ-7000進行升級，邏輯性能和ARM處理性能都有大幅提升，應用面和靈活度更高；

從圖中可以看出，ZU1最高支持64bit的DDR4-2400（小封裝的位寬只有32bit且速率有所降低），相對ZYNQ-7000只能支持32bit的DDR3-1066而言，帶寬有了較大的提升，這對大吞吐量的視頻圖像處理而言，無疑優勢很大。且ZU1EG還可以支持Mali-400的GPU，雖然只是入門級的，但是通用場合的刷屏還是夠了的，比如手持式示波器、手持式超聲儀、汽車高級影音娛樂系統等。

從圖中可以看出，ZU1支持USB3.0、PCIe2.0、SATA3.1和DP1.2等高速通信、存儲和顯示接口，這在ZYNQ-7000系列里面是沒有的，這也是ZYNQ-7000系列器件的一大短板，對高速接口的支持不足；ZU1全部用硬核支持，大大減少邏輯開發的復雜度，在工業信號和圖像采集、工業控制卡、高端采集和存儲設備應用上應該可以玩兒得風聲水起了。

從圖中可以看出，ZU1系列器件最小封裝尺寸只有9.5mm*15mm，也就是說只有ZYNQ-7020 CLG400封裝尺寸的一半，再配套一片32bit的LPDDR4(或MCP)和小尺寸的Flash，使用內置電感的小封裝電源方案，整個板子可以做得很緊湊，對一些尺寸敏感的應用，如無人機視覺處理和圖傳系統、無人機控制系統、小型工業機器人、小型工業圖像識別系統前端等應用，有較高的性能/面積比指標和效能比指標。

從ZYNQ Ultrascale+ MPSoC的數據手冊中可以看到，其HP IO可以直接支持低電壓SLVS MIPI電平輸出，通過優化了的IP核可以支持到2.5Gbps/Lane的速率，這算是對ZYNQ-7000器件的一個補齊，因為ZYNQ-7000不可直接支持MIPI信號的輸入，在一些Camera應用中顯得十分的難受，同時呢，熊貓君還是希望有一款低端ZU+器件可以支持Video Codec，可以性能不那么高，在一些常規應用中有編解碼的支持是很有必要的，能夠拓展一大片的應用覆蓋面。

最后，大家關注的一個重點就是成本問題，這顆芯片賣多少錢，當然，這顆料要到2021年的Q3季度才會量產，據Xilinx方面吹風說，價格應該和ZYNQ-7020差不多或稍微貴幾個$,不會貴太多；面向的主要對象也是對ZYNQ的升級或是以前一些ZYNQ干起來吃力或不夠干活，通過使用ZU1可以輕松的給干了且不增加多少成本。就這樣，使用一張Xilinx官微的圖片聊做本次話題的結尾。

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審核編輯 黃昊宇