कंपनी ब्लॉग के बारे में XILINX XAZU2EG-1SFVA625Q उच्च घनत्व XA ZynqTM अल्ट्रास्केल+TM MPSoC FPGA

शेन्ज़ेन मिंगजियाडा इलेक्ट्रॉनिक्स कं, लिमिटेडXILINX की आपूर्ति और पुनर्चक्रण करता हैXAZU2EG-1SFVA625Qउच्च घनत्व XA ZynqTM UltraScale+TM MPSoC FPGA. इसके उच्च घनत्व प्रोग्राम करने योग्य तर्क, शक्तिशाली विषम प्रसंस्करण क्षमताओं और सख्त औद्योगिक/ऑटोमोटिव ग्रेड विश्वसनीयता के साथ,यह मध्यम श्रेणी के उच्च प्रदर्शन वाले एम्बेडेड अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा समाधान है, कई परिदृश्यों की जटिल कार्य आवश्यकताओं के लिए पूरी तरह से अनुकूल है।

I. उत्पाद अवलोकन: मध्य श्रेणी के प्रमुख विषम एकीकृत MPSoC

दXAZU2EG -1SFVA625QXILINX XA ZynqTM UltraScale+TM MPSoC परिवार की EG (Extensible Graphics) श्रृंखला से संबंधित है।यह एक अत्यधिक एकीकृत विषम बहु-प्रोसेसर सिस्टम-ऑन-चिप (एसओसी) है जो एआरएम बहु-कोर प्रोसेसर और अल्ट्रास्केल आर्किटेक्चर एफपीजीए की मुख्य ताकतों को जोड़ती है।, अपने आप को एक "मध्यम श्रेणी के प्रमुख" एम्बेडेड प्रोसेसिंग समाधान के रूप में तैनात करता है।इसका मुख्य डिजाइन उद्देश्य उच्च प्रदर्शन और विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए एक एकीकृत समाधान प्रदान करना हैअतिरिक्त बाहरी प्रोसेसर या समर्पित चिप्स की आवश्यकता के बिना, यह जटिल एल्गोरिथ्म त्वरण, वास्तविक समय नियंत्रण और उच्च गति इंटरफ़ेस बातचीत के अंत से अंत प्रसंस्करण को सक्षम करता है,प्रणाली के डिजाइन को काफी सरल करना, हार्डवेयर लागत और बिजली की खपत को कम करते हुए, समग्र प्रणाली प्रतिक्रिया और स्थिरता में सुधार करते हैं।

दXAZU2EG-1SFVA625Qयह टीएसएमसी की कम शक्ति वाली 16 एनएम फिनफेट प्रक्रिया तकनीक का उपयोग करता है, जो उच्च प्रदर्शन और कम बिजली की खपत के बीच संतुलन बनाता है। यह -40°C से 125°C के बीच एक व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज का समर्थन करता है।औद्योगिक और मोटर वाहन अनुप्रयोगों की सख्त पर्यावरणीय आवश्यकताओं को पूराइसका व्यापक रूप से औद्योगिक खुफिया, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरण और अन्य उच्च अंत क्षेत्रों जैसे उच्च अंत क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।यह 15 वर्ष से अधिक के उत्पाद जीवन चक्र का समर्थन प्रदान करता है, औद्योगिक और ऑटोमोटिव क्षेत्रों की दीर्घकालिक आपूर्ति आवश्यकताओं को पूरा करता है।

II. कोर टेक्नोलॉजी आर्किटेक्चरः एआरएम और एफपीजीए का स्वर्ण विषम संयोजन

मुख्य प्रतिस्पर्धात्मकताXAZU2EG-1SFVA625Qइसके क्रांतिकारी विषम एकीकरण वास्तुकला में निहित है, जो निर्बाध रूप से प्रोसेसिंग सिस्टम (पीएस) को प्रोग्राम करने योग्य तर्क (पीएल) के साथ मर्ज करता है।यह कम विलंबता वाली बातचीत की अनुमति देता है, विभिन्न कोरों को अपने-अपने कार्यों को करने और सिस्टम प्रदर्शन को अधिकतम करने के लिए एक साथ काम करने की अनुमति देता है।

प्रोसेसिंग सिस्टम (पीएस): मल्टी-कोर सहयोग, संतुलन प्रदर्शन और वास्तविक समय क्षमताएं

चिप के नियंत्रण और कंप्यूटिंग हब के रूप में कार्य करने वाला प्रोसेसिंग सिस्टम (पीएस) एक बहु-कोर एआरएम प्रोसेसर और एक ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट (जीपीयू) को एकीकृत करता है,ऊपरी परत के अनुप्रयोगों के कुशल प्रबंधन को सक्षम करना, वास्तविक समय नियंत्रण और ग्राफिक्स प्रतिपादन कार्य। विशिष्ट विन्यास निम्नानुसार हैः

- एप्लिकेशन-स्तर प्रोसेसर: इसमें क्वाड-कोर एआरएम कॉर्टेक्स-ए 53 है, जो 1.5GHz की अधिकतम क्लॉक गति के साथ 64-बिट कंप्यूटिंग का समर्थन करता है। यह 32KB/32KB L1 कैश और 1MB L2 कैश से लैस है,और नियोन और एकल/दोहरे परिशुद्धता फ्लोटिंग-पॉइंट संचालन का समर्थन करता है, और लिनक्स और एंड्रॉइड जैसे ऑपरेटिंग सिस्टम को सुचारू रूप से चला सकता है। यह एआई निष्कर्ष सहित जटिल ऊपरी परत अनुप्रयोग कार्यों के लिए जिम्मेदार है,उपयोगकर्ता इंटरफेस और नेटवर्क संचार (जैसे 5जी प्रोटोकॉल स्टैक).

- वास्तविक समय नियंत्रण प्रोसेसर: एकीकृत 2-कोर एआरएम कॉर्टेक्स-आर 5, 600 मेगाहर्ट्ज की अधिकतम क्लॉक गति के साथ, 32 केबी / 32 केबी एल 1 कैश और टीसीएम (टाइटली कपल्ड मेमोरी) से भी लैस है।विशेष रूप से कम विलंबता वाले वास्तविक समय के कार्यों के लिए डिज़ाइन किया गया, यह वास्तविक समय ऑपरेटिंग सिस्टम (RTOS) या नंगे धातु कोड चला सकता है, जो सेंसर डेटा अधिग्रहण जैसे अत्यधिक उच्च प्रतिक्रिया समय की आवश्यकता वाले कार्यों को संभालता है,मोटर नियंत्रण और सिग्नल सिंक्रनाइज़ेशन, प्रतिक्रिया समय 1μs के रूप में कम के साथ।

- ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट: एकीकृत Mali-400 MP2 GPU, OpenGL ES 3.0 और OpenCL 1.1 मानकों का समर्थन करता है, जिसमें प्रति सेकंड 300 मिलियन पिक्सल तक की ग्राफिक्स प्रोसेसिंग क्षमताएं हैं।यह बाहरी ग्राफिक्स चिप की आवश्यकता के बिना उच्च परिभाषा वीडियो डिस्प्ले और ग्राफिकल इंटरफ़ेस रेंडरिंग जैसी मल्टीमीडिया प्रसंस्करण आवश्यकताओं को पूरा करता है.

प्रोग्रामेबल लॉजिक (PL): उच्च घनत्व आर्किटेक्चर उच्च गति गणना और लचीला विस्तार को सक्षम बनाता है

प्रोग्रामेबल लॉजिक (PL) Xilinx अल्ट्रास्केल आर्किटेक्चर पर आधारित है, जिसमें उच्च घनत्व वाले लॉजिक संसाधन और शक्तिशाली कम्प्यूटेशनल क्षमताएं हैं।यह अनुकूलित एल्गोरिथ्म त्वरण प्राप्त करने के लिए आवेदन आवश्यकताओं के अनुसार लचीले ढंग से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, प्रोटोकॉल पार्सिंग और इंटरफेस विस्तार, जो डिवाइस की “लचीलापन” के मूल का प्रतिनिधित्व करते हैं। प्रमुख कॉन्फ़िगरेशन निम्नलिखित हैंः

- तर्क संसाधनः लगभग 103K+ तर्क इकाइयों (LUTs) प्रदान करता है, जो जटिल तर्क सर्किट के कार्यान्वयन का समर्थन करता है।यह विभिन्न परिदृश्यों की कार्यात्मक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कस्टम कम्प्यूटेशनल मॉड्यूल के लचीले निर्माण की अनुमति देता है.

- डीएसपी स्लाइस: 240 डीएसपी स्लाइस को एकीकृत करता है, जो अत्यधिक उच्च जीएमएसी/सेकंड के स्तर तक पहुंचने वाले कम्प्यूटेशनल प्रदर्शन के साथ कुशल मल्टी-एकुलेट ऑपरेशन का समर्थन करता है।यह गणना-गहन कार्यों जैसे घुमावदार संचालन (ई) के तेजी से त्वरण को सक्षम बनाता है।उदाहरण के लिए, सीएनएन निष्कर्षण), डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग (डीएसपी) और वीडियो एन्कोडिंग/डेकोडिंग, सामान्य प्रयोजन के सीपीयू की तुलना में 10 से 100 गुना दक्षता के साथ।

- मेमोरी संसाधनः लगभग 5.0 एमबी ब्लॉक रैम (BRAM) से लैस है, जिसे सिंगल-पोर्ट, ड्यूल-पोर्ट मेमोरी या FIFO के रूप में लचीले ढंग से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।यह उच्च गति डेटा कैशिंग और डेटा विनिमय आवश्यकताओं को पूरा करता है, बाहरी मेमोरी पर निर्भरता को कम करता है, और डेटा प्रसंस्करण दक्षता को बढ़ाता है।

ऑन-चिप इंटरकनेक्ट और पावर मैनेजमेंटः ऊर्जा दक्षता के अनुकूलन के लिए कुशल समन्वय

दXAZU2EG-1SFVA625Qउपकरण Xilinx SmartConnect IP इंटरकनेक्ट तकनीक का उपयोग करता है, जो AXI4 बस के माध्यम से पावर सप्लाई (PS) और पावर प्लान (PL) के बीच कम विलंबता वाले इंटरैक्शन को सक्षम करता है, जिसमें विलंबता 100 ns से कम होती है।यह सीपीयू के बीच कुशल डेटा प्रवाह सुनिश्चित करता है, GPU और FPGA, विषम वास्तुकला के सहयोगी लाभों को अधिकतम करते हुए। इसके अतिरिक्त यह गतिशील वोल्टेज और आवृत्ति स्केलिंग (DVFS) कार्यक्षमता को एकीकृत करता है,जो गतिशील रूप से कार्य भार के अनुसार वोल्टेज और आवृत्ति को समायोजित करता हैलगभग 812W की विशिष्ट संचालन शक्ति खपत के साथ, यह प्रदर्शन बनाए रखते हुए प्रभावी रूप से बिजली की खपत को कम करता है, एम्बेडेड उपकरणों की कम शक्ति आवश्यकताओं को पूरा करता है।

III. मुख्य लाभः जटिल परिदृश्यों के लिए अनुकूलित

विषम सहयोगः प्रदर्शन की बाधाओं को दूर करना

पारंपरिक एकल वास्तुकला उपकरणों की तुलना में,XAZU2EG-1SFVA625Qश्रम विभाजन मॉडल के माध्यम से प्रदर्शन की बाधाओं को तोड़ता है जहां “विशेषीकृत कोर विशिष्ट कार्यों को संभालते हैं: ARM Cortex-A53 ऊपरी परत अनुप्रयोगों और नेटवर्क संचार को संभालता है,Cortex-R5 वास्तविक समय नियंत्रण को संभालता है, और FPGA एल्गोरिथ्म त्वरण और कस्टम प्रोटोकॉल पार्सिंग को संभालता है।ये तीन घटक प्रणाली की समग्र प्रसंस्करण दक्षता में काफी सुधार करते हैंउदाहरण के लिए, एक औद्योगिक दृष्टि प्रणाली में, कॉर्टेक्स-A53 YOLOv5 वस्तु पहचान एल्गोरिथ्म चलाता है, कॉर्टेक्स-R5 वास्तविक समय में कैमरा ट्रिगर संकेतों को सिंक्रनाइज़ करता है,और FPGA पूर्व प्रसंस्करण कार्यों जैसे छवि denoising और किनारे का पता लगाने में तेजी लाता हैयह समग्र फ्रेम दर को 30fps से बढ़ाकर 120fps कर सकता है, जो उच्च गति दृष्टि निरीक्षण की मांगों को पूरा करता है।

कई प्रकार के उपकरणों के साथ एक-स्टॉप कनेक्टिविटी के लिए व्यापक इंटरफ़ेस

दXAZU2EG-1SFVA625Qऔद्योगिक, ऑटोमोटिव और मल्टीमीडिया अनुप्रयोगों सहित कई परिदृश्यों के लिए आवश्यक इंटरफेस को एकीकृत करता है,अतिरिक्त बाहरी इंटरफ़ेस चिप्स की आवश्यकता के बिना ′′एक-स्टॉप′′ कनेक्टिविटी को सक्षम करना: उच्च गति वाले इंटरफेस PCIe Gen3 x4 और GTH ट्रांससीवरों का समर्थन करते हैं, जो GPU, SSD और फाइबर ऑप्टिक उपकरणों से सीधे कनेक्शन की अनुमति देते हैं; औद्योगिक इंटरफेस CAN FD, EtherCAT, RS-485 और अन्य का समर्थन करते हैं,औद्योगिक नियंत्रण नेटवर्क के अनुकूलनमल्टीमीडिया इंटरफेस MIPI CSI-2 (4 लेन, 8K वीडियो इनपुट), DisplayPort 1.4 और HDMI 2.0 (4K@60fps आउटपुट) का समर्थन करते हैं, जिससे वे उच्च परिभाषा कैमरों और डिस्प्ले उपकरणों के लिए उपयुक्त हैं।सामान्य प्रयोजन इंटरफेस I2C का समर्थन करते हैं, एसपीआई, यूएआरटी और अधिक, विभिन्न सेंसरों और परिधीय उपकरणों के लिए प्रत्यक्ष कनेक्शन की अनुमति देता है, जिससे सिस्टम हार्डवेयर डिजाइन को काफी सरल बनाया जा सकता है।

डेवलपर के अनुकूल, विषम विकास के लिए बाधा को कम करना

विषम विकास की जटिलता को दूर करने के लिए, XILINX एक व्यापक विकास उपकरण श्रृंखला प्रदान करता है जो इंजीनियरों के प्रवेश के लिए बाधा को काफी कम करता हैःविवाडो डिज़ाइन सूट पीएस विन्यास का समर्थन करता है, पीएल तर्क विकास और प्रणाली स्तर पर सिमुलेशन; पेटा लिनक्स एआरएम आधारित लिनक्स प्रणालियों के तेजी से निर्माण को सक्षम करता है, डिवाइस ट्री अनुकूलन और ड्राइवर एकीकरण का समर्थन करता है;विटिस एकीकृत विकास मंच सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर विकास कार्यप्रवाहों को एकीकृत करता है, पीएस और पीएल में सी / सी ++ / ओपनसीएल कोड के सह-संकलित का समर्थन करता है, और यहां तक कि स्वचालित रूप से एफपीजीए त्वरण के लिए सीपीयू कोड के कुछ हिस्सों को मैप करता है।संदर्भ डिजाइनों का एक समृद्ध पुस्तकालय प्रदान किया जाता है, औद्योगिक दृष्टि, एडीएएस और 5जी छोटी कोशिकाओं जैसे परिदृश्यों को कवर करता है, जो विकास चक्रों को 3 से 6 महीने तक छोटा कर सकता है।

उच्च विश्वसनीयता और सुरक्षा, कठिन परिदृश्यों के लिए उपयुक्त

दXAZU2EG-1SFVA625QAEC-Q100 परीक्षण और प्रमाणन पारित किया है और व्यापक सुरक्षा और विश्वसनीयता तंत्र को एकीकृत करने वाले ISO 26262 ASIL-C सुरक्षा मानक के अनुरूप हैःसुरक्षा सुविधाएँ सिस्टम डेटा और फर्मवेयर की रक्षा करती हैं, छेड़छाड़ और हमलों को रोकना; व्यापक तापमान डिजाइन और ईसीसी मेमोरी सत्यापन कठोर वातावरण में डिवाइस की स्थिरता को बढ़ाते हैं;पावर डोमेन और गेटेड पावर आइल डिजाइन मॉड्यूल के लचीले सक्रियण/निष्क्रियता के लिए अनुमति देते हैं, बिजली की खपत को कम करते हुए प्रदर्शन को बनाए रखते हुए, इसे औद्योगिक, ऑटोमोटिव और एयरोस्पेस क्षेत्रों में मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।

IV. विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

उपरोक्त लाभों के आधार पर,XAZU2EG-1SFVA625Q, अपने उच्च घनत्व तर्क, शक्तिशाली विषम प्रसंस्करण क्षमताओं और उच्च विश्वसनीयता के साथ, कई उच्च अंत क्षेत्रों में व्यापक रूप से अपनाया गया है, एम्बेडेड प्रणालियों का एक मुख्य घटक बन गया है:

औद्योगिक स्मार्ट टर्मिनल

स्मार्ट कारखानों और औद्योगिक इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आईआईओटी) परिदृश्यों में, यह एक एज कंप्यूटिंग हब के रूप में कार्य करता है, जो सेंसर डेटा की वास्तविक समय प्रसंस्करण, औद्योगिक दृष्टि निरीक्षण,मोटर नियंत्रण और नेटवर्क संचारयह औद्योगिक रोबोट, स्मार्ट निरीक्षण उपकरण और औद्योगिक गेटवे जैसे उत्पादों के लिए उपयुक्त है, जो उत्पादन प्रक्रियाओं के बुद्धिमान और स्वचालित प्रबंधन को सक्षम करता है।

ऑटोमोबाइल इलेक्ट्रॉनिक्स

ऑटोमोटिव ग्रेड के घटक के रूप में, यह उन्नत ड्राइवर सहायता प्रणाली (एडीएएस), वाहन मनोरंजन प्रणाली और वाहन गेटवे के साथ संगत है।यह पर्यावरण धारणा डेटा प्रसंस्करण जैसे कार्य कर सकता है, इमेज रेंडरिंग और वाहन में संचार प्रोटोकॉल पार्सिंग, ऑटोमोबाइल क्षेत्र की सुरक्षा, वास्तविक समय प्रदर्शन और विश्वसनीयता के लिए सख्त आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

एयरोस्पेस और रक्षा

एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में, इन समाधानों का उपयोग एवियोनिक्स और मानव रहित हवाई वाहन (यूएवी) नियंत्रण प्रणालियों में किया जाता है।उच्च विश्वसनीयता और शक्तिशाली कंप्यूटिंग क्षमताएं, वे उड़ान डेटा अधिग्रहण, नेविगेशन नियंत्रण और एन्क्रिप्टेड संचार जैसे कार्यों को संभालते हैं, चरम वातावरण में स्थिर संचालन की मांगों को पूरा करते हैं।

चिकित्सा और मल्टीमीडिया

चिकित्सा उपकरणों में, इसका उपयोग चिकित्सा इमेजिंग और महत्वपूर्ण संकेतों की निगरानी उपकरण में छवि संकेत प्रसंस्करण, डेटा संचरण और वास्तविक समय नियंत्रण को सक्षम करने के लिए किया जाता है; मल्टीमीडिया अनुप्रयोगों में,यह 4K/8K वीडियो एन्कोडिंग और डिकोडिंग के लिए प्रयोग किया जाता है, साथ ही उच्च परिभाषा वाले डिस्प्ले डिवाइस, जो एक सुचारू मल्टीमीडिया अनुभव प्रदान करते हैं।

V. सारांश

Xilinx के मध्य श्रेणी के प्रमुख उत्पाद के रूप मेंXAZU2EG-1SFVA625QXA ZynqTM UltraScale+TM MPSoC श्रृंखला, यह ′′विभेदक एकीकरण′′ पर केंद्रित है, जो प्रदर्शन को संतुलित करने के लिए उच्च घनत्व वाले FPGA तर्क, बहु-कोर ARM प्रोसेसर और GPU के लाभों को जोड़ती है,लचीलापनइसकी 16nm FinFET प्रक्रिया, व्यापक तापमान रेंज डिजाइन,इंटरफेस की विस्तृत श्रृंखला और मजबूत सुरक्षा तंत्र इसे विभिन्न मांग वाले वातावरणों के अनुकूल करने में सक्षम बनाते हैंयह अतिरिक्त बाहरी चिप्स की आवश्यकता के बिना जटिल कार्यों को संभाल सकता है,लागत और बिजली की खपत को कम करते हुए सिस्टम डिजाइन को काफी सरल बनाना.

उच्च प्रदर्शन, कम बिजली और अत्यधिक एकीकृत एम्बेडेड प्रणालियों की ओर प्रवृत्ति के बीच,XAZU2EG-1SFVA625Q, अपनी अद्वितीय विषम वास्तुकला और व्यापक उत्पाद लाभों के साथ, पारंपरिक एम्बेडेड सिस्टम को उच्च अंत बुद्धिमान अनुप्रयोगों से जोड़ने के लिए एक महत्वपूर्ण पुल के रूप में कार्य करता है।यह इंजीनियरों को अभूतपूर्व डिजाइन स्वतंत्रता प्रदान करता है, विभिन्न उच्च अंत एम्बेडेड उत्पादों की तेजी से तैनाती और उन्नयन की सुविधा।