XCZU28DR-2FFVG1517I
Hersteller: AMD (Xilinx)
RFSoC ADC-Kanäle: 16
RFSoC DAC-Kanäle: 16
Paket: FFVG1517
Betriebstemperatur: Industriell (-40°C bis +100°C)
Spezifikationen
Erläuterung der Artikelnummer
Es handelt sich hierbei um ein heterogenes MPSoC vom Typ AMD Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC, das auf einem 16-nm-FinFET-Prozess basiert und ein ARM-Prozessorsystem, programmierbare FPGA-Logik sowie integrierte HF-Analogwandler vereint. Es ist für drahtlose Kommunikationssysteme mittlerer Größenordnung, Radarsysteme und Software-Radio-Geräte ausgelegt.
- XCZU28DR: Mittelklasse-Modell der RFSoC-Serie mit integrierten mehrkanaligen Hochgeschwindigkeits-ADC- und DAC-Hochfrequenzwandlern
- -2: Geschwindigkeitsklasse 2, gängige Hochgeschwindigkeits-Timing-Spezifikation mit großzügiger Timing-Reserve für die Entwicklung von Basisband-Algorithmen
- FFVG1517: 1517-Pin-Flip-Chip-FCBGA-Gehäuse
- I: Industrietemperaturklasse, Betriebsbereich der Sperrschichttemperatur: -40 °C bis +100 °C
Vollständige On-Chip-Hardwarearchitektur
1. Verarbeitungssystem (PS: ARM-Prozessorsubsystem)
- Quad-Core-Cortex-A53-Anwendungsprozessoren, die für die Ausführung des Linux-Betriebssystems, der Kommunikationsprotokollstacks der oberen Schichten und von Aufgaben im Bereich der Anwendungsverwaltung eingesetzt werden
- Dual-Core-Lockstep-Echtzeitprozessoren vom Typ Cortex-R5F, die für hochzuverlässige Echtzeitsteuerung, Sicherheitsüberwachung und Scheduling mit geringer Latenz zuständig sind
- Mali-400 MP2 Embedded-GPU für einfache Grafikanzeige und die Darstellung von Benutzeroberflächen
- Integrierte, dedizierte Videocodec-Einheit zur Realisierung der Mehrkanal-Videokodierung und -dekodierung
- Umfangreiche Peripherie-Schnittstellen: Zwei Gigabit-Ethernet-Anschlüsse, USB 3.0, SD-Kartenschnittstelle, CAN, UART, SPI, I2C und weitere industrielle Allzweck-Busse
- On-Chip-Hardware-Sicherheitsmodul mit Unterstützung für Secure Boot, AES-Verschlüsselung und Schutz vor Datenmanipulation
2. Programmierbarer Logikbereich (PL: FPGA-Fabric)
- Gesamtzahl der Logikzellen: 504.000
- DSP48E2-Recheneinheiten: 2080 Stück, die hauptsächlich für die FFT-Transformation, digitale Filterung, Kanalentzerrung, Matrixoperationen und die Verarbeitung von drahtlosen Basisbandsignalen verwendet werden
- Gesamtkapazität von Block-RAM + UltraRAM: 36,48 Mbit
- Mehrere MMCM- und PLL-Taktmanagement-Bausteine, die Taktvervielfachung, Taktteilung, Phasenanpassung und Jitterfilterung durchführen können, um die Timing-Anforderungen komplexer digitaler Systeme mit mehreren Takten zu erfüllen
- Mehrere konfigurierbare I/O-Bänke, die LVCMOS, LVDS und verschiedene elektrische Standards für differentielle Signale unterstützen
3. Integriertes analoges HF-Modul (Kernvorteil des RFSoC)
Integrierte Hochgeschwindigkeits-HF-Abtastwandler auf dem Chip, wodurch keine externen diskreten Analogchips erforderlich sind und der Entwurf der HF-Schaltungen vereinfacht wird:
- 8-Kanal-14-Bit-ADC, maximale Abtastrate pro Kanal 5 GSPS
- 8-Kanal-14-Bit-DAC, maximale Aktualisierungsrate pro Kanal 10 GSPS
- Integrierter digitaler Aufwärtswandler (DUC), digitaler Abwärtswandler (DDC) und Modul zur automatischen Verstärkungsregelung, die die Frequenzumwandlung und Verstärkungseinstellung von Hochfrequenzsignalen auf dem Chip durchführen können
4. Serielle Hochgeschwindigkeits-Transceiver
16 GTY-Hochgeschwindigkeits-Differenz-Transceiver, wobei die maximale Übertragungsrate pro Lane 32,75 Gbit/s erreicht. Es unterstützt PCIe Gen4, 100G-Ethernet, JESD204B/C und andere gängige serielle Hochgeschwindigkeitsprotokolle für die Übertragung großer Datenmengen innerhalb und außerhalb des Chips.
Technische Daten zum Netzteil
Für PS-, PL- und HF-Analogschaltungen sowie für Hochgeschwindigkeits-Transceiver werden mehrere unabhängige Spannungsbereiche verwendet. Die typische Spannung der Kernlogik beträgt 0,85 V, und je nach Betriebslast kann eine dynamische Spannungs- und Frequenzanpassung vorgenommen werden, um Leistung und Stromverbrauch in Einklang zu bringen.
Die typische Gesamtleistungsaufnahme liegt zwischen 18 W und 42 W, was durch Kühlkörper oder Zwangsluftkühlung ausgeglichen werden muss.
Anforderungen an Verpackung und Montage
- Gehäuse: 1517-Pin-Flip-Chip-FCBGA (Ball Grid Array)
- Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: MSL3. Alle Reflow-Lötvorgänge müssen innerhalb von 168 Stunden nach dem Öffnen der Vakuumverpackung abgeschlossen sein.
- Bleifreie Gehäuse, die den RoHS-Umweltrichtlinien vollständig entsprechen
- Lieferung in antistatischen Trays, geeignet für die automatisierte Massenfertigung von industriellen Leiterplatten
Merkmale zur Umweltverträglichkeit
Auch unter Bedingungen starker Temperaturschwankungen und starker elektromagnetischer Störungen kann ein stabiler Langzeitbetrieb gewährleistet werden.
Es unterstützt eine 256-Bit-AES-Bitstream-Verschlüsselung, ein manipulationssicheres Design, die Korrektur von SEU-Strahlungsfehlern sowie einen redundanten Lockstep-Betrieb mit zwei R5F-Kernen, wodurch es die hohen Zuverlässigkeitsanforderungen von Kommunikationsgeräten für den Militär-, Luft- und Raumfahrt- sowie den Outdoor-Bereich erfüllt.
Typische Anwendungsszenarien
- 5G/6G-Small-Cell-Basisstationen, dezentrale Funkzugangsausrüstung für den Innenbereich
- Tragbare Testplattformen für softwaredefinierte Funkgeräte (SDR) sowie für den Empfang und die Übertragung von Funksignalen
- Miniatur-Phased-Array-Radar, Entfernungsmessradar-Frontend und Signalverarbeitungsgeräte
- Tragbare Terminals zur Signalaufklärung, -abfangung und -überwachung im Bereich der elektronischen Kriegsführung
- Geräte zur Kurzstreckenkommunikation und zur Erfassung von Fernerkundungssignalen in der Luft- und Raumfahrt
- Vektorsignalgeneratoren, Spektrumanalysatoren und Kommunikationstestgeräte der Mittelklasse
