회사 블로그 Xilinx XA7S50-1FGGA484I 고성능 자동차 스파르탄-7 XA FPGA

XilinxXA7S50-1FGGA484I고성능 자동차 스파르탄-7 XA FPGA

첸젠 밍기아다 전자제품 회사Xilinx를 공급하고 재활용합니다.XA7S50-1FGGA484I, 고성능 자동차용 스파르탄-7 XA FPGA 칩.

I. 자동차의 핵심 위치 및 준수 재단XA7S50-1FGGA484I

XA7S50-1FGGA484I는 까다로운 자동차 전자 애플리케이션을 위해 설계된 스파르탄-7 XA 시리즈의 플래그십 FPGA입니다.,ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) 는 차량 내 게이트웨이와 인포테인먼트 시스템을 제공하며높은 성능과 높은 신뢰성.

의XA7S50-1FGGA484IAEC-Q100 1급 자동차 표준 (운영 온도 범위: -40°C ~ +125°C) 을 엄격히 준수하고 ISO 26262 ASIL-B 기능 안전 인증서를 획득했습니다.그리고 장기적인 공급 (15년 이상) 으로 결함이 없는 자동차 공급망을 지원합니다.그것은 진동, 전자기 간섭, 높은 온도 및 습도, 그리고 장기 안정적인 운영에 대한 자동차 전자 장치의 핵심 요구 사항을 완전히 충족합니다.산업용 및 소비용 FPGAs와 구별됩니다, 그것은 자동차 전자 시스템에서 하드웨어 프로그래밍 가능성과 유연한 기능 반복을 달성하는 핵심 플랫폼으로 사용됩니다.

제2항XA7S50-1FGGA484I핵심 하드웨어 사양 및 성능 매개 변수

1기본 포장 및 전기 매개 변수

전체 모델 이름:XA7S50-1FGGA484I

패키지 유형: FGGA484 (Fine-Pitch Ball Grid Array), 484 핀, 0.8mm 공 피치, 패키지 크기 19×19mm, 자동차 PCB에 고밀도 레이아웃에 적합합니다.

속도 등급: -1 (기본 고성능 등급, 균형 전력 소비 및 타이밍)

온도 등급: I등급 (산업/자동차 등급 1, -40°C ~ +125°C), 엔진 부실 및 차시와 같은 고온 자동차 환경에 적합

공급 전압: 코어 VCCINT 1.0V; I/O 뱅크 3.3V/2.5V/1.8V/1.5V/1.2V 적응, 광전압 자동차 주변 장치에 직접 연결을 지원

전형적인 전력 소비: 대기 상태 < 10mW, 동적 상태 < 1.5W, 비교 가능한 성능의 자동차 수준의 SoC보다 현저히 낮습니다.저전력 자동차 설계 (12V/24V 자동차 전력 시스템) 에 적합합니다.

2로직 리소스 및 메모리 구성 (스파르탄-7 XA 코어 아키텍처)

의XA7S50-1FGGA484IXilinx의 28nm 저전력 프로세스에 기반하고 있으며, 중고급 자동차 제어 요구 사항에 정확하게 맞춘 리소스 구성과 함께 완전한 프로그래밍 가능한 로직 배열을 통합합니다.

구성 가능한 논리 블록 (CLB): 33,650, 134,600 논리 셀 (LCs) 를 포함하고, 조합 논리, 순차 논리 및 상태 기계와 같은 복잡한 자동차 제어 알고리즘의 하드웨어 구현을 지원합니다.

검색 테이블 (LUT): 67,300개의 6인पुट LUT, 분산 논리 및 분산 RAM을 지원하여 고속 신호 처리를 가능하게 합니다.

플립플롭 (FF): 134,600개의 D형 플립플롭, 동기/비동기 타이밍 제어 기능을 지원하며, 자동차용 고주파 신호 획득 및 실시간 제어에 적합합니다.

블록 램 (BRAM): 1,920 Kb (240 × 8 Kb), 듀얼 포트 BRAM, 자동차 비디오 및 데이터 전송 요구 사항을 충족시키기 위해 데이터 캐시, FIFO 및 프레임 버퍼링을 지원합니다.

디지털 신호 처리 (DSP) 슬라이스: 120개, 각각 18×18 곱기 + 48비트 축전기를 포함하며, 고정점과 부동점 연산을 지원합니다.ADAS 센서 데이터 전처리의 하드웨어 가속을 가능하게 하는, 모터 벡터 제어 및 필터링 알고리즘

단계 잠금 루프 (PLL): 4, 시계 곱셈, 분열 및 단계 전환을 지원합니다. 최대 출력 시계 주파수는 450 MHz입니다.고속 자동차 인터페이스 (CAN FD) 의 타이밍 요구 사항을 충족합니다., LIN, Ethernet, LVDS)

글로벌 클럭 네트워크: 16 개의 글로벌 클럭 라인, 낮은 편향 클럭 분포, 전체 칩에 동기화 된 작동을 보장

3I/O 인터페이스 및 차량 내 통신 기능 (자동차 적응에 대한 핵심 장점)

자동차용 FPGA로서,XA7S50-1FGGA484II/O 리소스가 차량 내의 주요 통신 및 제어 인터페이스에 완전히 적응되어 여러 프로토콜의 하드웨어 기반 구현을 지원합니다.

전체 사용자 I/O 핀: 250개, 3.3V LVCMOS, 2.5V LVCMOS, 1.8V LVCMOS, 1.5V HSTL 및 1.2V SSTL와 같은 표준을 지원합니다.

고속 디퍼셜 I/O: 120쌍, LVDS, RSDS 및 미니 LVDS를 지원하며 최대 데이터 속도는 1.25Gbps이며 자동차 카메라, 레이더 및 디스플레이에서 고속 데이터 전송에 적합합니다.

전용 통신 인터페이스 지원: CAN 2를 포함한 차량 내 버스 프로토콜에 대한 네이티브 지원0, CAN FD, LIN, SENT 및 PSI5; 차량 내 이더넷 (100Mbps / 1Gbps) 및 플렉스 레이는 IP 코어를 통해 구현 할 수 있으며 외부 전용 프로토콜 칩의 필요성을 제거합니다.

드라이브 용량: 4mA에서 24mA까지 조절 가능한 I/O 드라이브 전류, 릴레이, 소레노이드 밸브 및 LED와 같은 자동차 주변 장치의 직접 드라이브를 지원합니다.따라서 외부 드라이브 회로의 필요성을 줄입니다.

III. 기술적인 장점의 핵심XA7S50-1FGGA484I자동차용 핵심

1기능적 안전성 및 신뢰성 (자동차 전자제품의 핵심 요구 사항)

ISO 26262 ASIL-B 기능 안전 표준을 준수합니다. 기능 내장 하드웨어 자체 테스트 (BIST), ECC 오류 수정 (블록 RAM / 구성 메모리),시계 모니터링 및 전압 모니터링오류 탐지 및 안전 상태 전환을 지원, 자동차 전자 장치의 기능 안전 요구 사항을 충족

간섭 저항성 설계: 최적화 된 28nm 프로세스, 내장된 EMI/EMC 보호 회로, 자동차 전자 전자기 호환성 테스트를 통과,그리고 차량 내의 복잡한 전자기 환경에 적응합니다.

결함 없는 제조: Xilinx 자동차용 공급망, 100% 공장 테스트, PPAP를 지원합니다.그리고 자동차 1등급 공급업체 및 원시장비 제조업체의 품질 관리 요구 사항을 충족합니다.

2낮은 전력 소비 및 높은 통합 (차 내부 전력 공급 및 공간 제한에 적응)

28nm HKMG (High-k Metal Gate) 저전력 프로세스; 정적 전력 소모량은 산업용 FPGAs의 1/3에 불과하다.동적 전력 소비는 같은 시리즈의 이전 세대와 비교하여 40% 감소합니다.; 차량 내의 12V/24V 저전압 전원 공급 장치에 적응하여 열 설계 요구 사항을 줄입니다.

논리, 메모리, DSP, 초고속 I/O 및 클럭 관리의 단일 칩 통합은 전통적인 MCU + 전용 ASIC + 인터페이스 칩PCB 발자국을 30%~50% 줄이고 BOM 비용을 낮추는 것자동차 ECU의 소형화 요구 사항을 충족시키는 동시에

3하드웨어 프로그래밍 가능성 및 유연한 반복 (소프트웨어 정의 자동차 전자기기의 경향)

Xilinx Vivado 개발 환경을 지원하며 자동차용 IP 코어 (CAN FD, 자동차용 이더넷, 모터 제어, 비디오 처리, ADAS 사전 처리) 의 완전한 제품군을 제공합니다.C/C++ 및 Verilog/VHDL 개발을 지원합니다., 따라서 차량 내 ECU의 개발 주기를 단축

회로 내 재 구성 (ICAP) 을 지원합니다. 차량 내 시스템은 기능 반복을 가능하게 하기 위해 CAN 또는 이더넷을 통해 FPGA 논리를 원격으로 업데이트할 수 있습니다.하드웨어 교체 없이 알고리즘 업그레이드 및 결함 수정, 자동차 OTA 업데이트의 추세에 맞춰

스파르탄-7 IP의 전체 범위와 호환되며 성숙한 차량 내 솔루션의 빠른 포팅을 가능하게하고 개발 위험을 줄입니다.

IV. 차량에 탑재 된 기본 응용 시나리오XA7S50-1FGGA484I

ADAS (Advanced Driver Assistance Systems): 밀리미터파 레이더, 리다르 및 카메라 데이터 (필터링, 객체 탐지, 좌표 변환) 의 사전 처리를 가능하게 합니다.도메인 컨트롤러 (MCU/SoC) 가 컴퓨팅 부하를 줄이는 데 도움을 주는 것, 및 차선 유지, 충돌 경고 및 맹점 모니터링과 같은 지원 기능

파워트레인 도메인 제어: 모터 컨트롤러 (MCU), 배터리 관리 시스템 (BMS) 및 DC-DC 변환기에 사용됩니다. PWM 제어, 전류 / 전압 감지,벡터 제어 및 결함 보호· 새로운 에너지 차량에 대한 전기 구동 시스템을 지원합니다

보디 컨트롤 모듈 (BCM): 헤드라이트 제어, 창문/문 잠금 제어, 윈드스크린 와이퍼 제어 및 좌석 제어, 다채널 I/O 및 버스 인터페이스를 통합합니다.전통적인 디스크리트 제어 칩을 대체하는

차량 내 게이트웨이 및 통신: CAN FD, LIN 및 차량 내 이더넷 프로토콜 변환 및 데이터 라우팅을 가능하게 합니다.차량 영역 간의 통신을 촉진하고 차량 내 네트워크의 고속 상호 연결을 지원하는 것

차량 내 인포테인먼트 (IVI): 디스플레이 드라이버, 비디오 디코딩 및 오디오 처리에 사용됩니다. 차량 내 중앙 제어 화면, 계기 클러스터와 호환됩니다.그리고 뒷좌석 엔터테인먼트 시스템

V. 회고XA7S50-1FGGA484I

의XA7S50-1FGGA484I비용 효율적이고 매우 안정적이며 저전력 자동차용 FPGA입니다. Xilinx Spartan-7 XA 시리즈에 속하며, 중고급 자동차용으로 설계되었습니다. 28nm 프로세스를 기반으로,AEC-Q100 1급, ISO 26262 ASIL-B, 그리고 풍부한 논리, DSP 및 고속 I / O 자원을 통합합니다. 그것은 완벽하게 기능 안전에 대한 자동차 전자기기의 핵심 요구 사항을 충족합니다.낮은 전력 소비 및 유연한 프로그래밍, 자동차 ADAS, 파워트레인, 보스 컨트롤 및 차량 내 게이트웨이 애플리케이션을 위한 이상적인 하드웨어 플랫폼입니다.이 프로그램은 자동차 전자제품의 기술 업그레이드를 지원합니다.하드웨어 가속화 솔루션