Оценочный комплект Zynq ZCU216 Evaluation Board Block Diagram

Zynq UltraScale+ RFSoC ZCU216 Evaluation Board

(Подробное техническое описание – расширенная справка)

1. Общее описание

Плата ZCU216 Evaluation Board предназначена для оценки и разработки на базе Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC Gen 3 (XCZU49DR-2FFVF1760). Данный чип объединяет программируемую логику (FPGA), многоядерный процессор ARM, средства цифровой обработки сигналов и интегрированные АЦП/ЦАП радиочастотного диапазона.

Плата оптимизирована для приложений 5G, радиолокации, спутниковых систем связи, тестового и промышленного радиооборудования, обеспечивая полное тестирование тракта от цифры до антенны.

2. Блок-схема устройства (общее представление)

Основные функциональные блоки платы:

- RFSoC XCZU49DR:
- 8 каналов АЦП до 5,0 Гвыб/с
- 8 каналов ЦАП до 10,0 Гвыб/с
- Поддержка до 16 каналов при объединении (Dual-Tile Mode)

- Память
- 4 ГБ DDR4 (64-бит, подключение к PS – Processing System)
- 8 ГБ DDR4 (64-бит, подключение к PL – Programmable Logic)
- 256 МБ QSPI Flash
- SD-карта для загрузки

- Сетевые интерфейсы
- 2× QSFP28 (до 100 Гбит/с)
- 2× SFP28 (до 25 Гбит/с)
- 1× RJ-45 Gigabit Ethernet (PS GEM0)

- PCI Express
- Поддержка x8 Gen3

- Видеовыходы и отладка
- DisplayPort (для PS)
- USB 3.0 OTG, USB-UART, JTAG
- GPIO, PMBus для мониторинга питания

- Синхронизация и тактирование
- Встроенный PLL для RF-конверсии
- Вход/выход Ref Clock (SMA)
- Синхронизация через JESD204C интерфейсы

- Питание
- Встроенные DC/DC преобразователи
- Активное охлаждение и мониторинг температуры

3. Ключевые технические характеристики
Цифровые подсистемы

- ARM Cortex-A53 (4 ядра @ 1,5 ГГц)
- ARM Cortex-R5 (2 ядра @ 600 МГц)
- Mali-400 GPU для графики
- PL (FPGA): ≈ 930 000 логических ячеек
- Встроенные DSP-блоки – 4 272 устройства
- Поддержка частоты ядра FPGA до 600 МГц

RF-интерфейс

- 8× АЦП: до 5,0 Гвыб/с, разрядность 14 бит, входная полоса до 2,5 ГГц
- 8× ЦАП: до 10,0 Гвыб/с, разрядность 14 бит, выходная полоса до 5 ГГц
- JESD204C интерфейсы между аналоговыми и цифровыми блоками
- Встроенные DDC/DUC (Digital Down/Up Converters)
- Поддержка частотного планирования с дробными делителями

Синхронизация

- Локальные опорные 491,52 МГц/245,76 МГц генераторы
- Внешние SMA-входы/выходы для синхронизации нескольких плат

4. Производительность и дополнительные сведения
Обработка сигналов

- Пропускная способность ЦАП АЦП: совокупно до 160 Гвыб/с
- Внутренний тракт JESD: совокупно до 400 Гбит/с
- Типичная задержка АЦП–ЦАП менее 2 мкс (для одной Tiles)

Системная полоса данных

- До 200 Гбит/с (через QSFP28) при двум используемых портах
- PCIe Gen3 x8 – до 64 Гбит/с эффективной полезной полосы

Настройки питания и охлаждения

- Потребление от 60 Вт (покое) до 130 Вт (нагрузка полного тракта)
- Активное охлаждение: встроенный вентилятор, радиатор на SoC

Программное обеспечение

- Поддержка Vivado Design Suite, RFSoC Explorer, PetaLinux
- Возможность загрузки готовых RFSoC Design Examples

5. Размеры, вес и конструктив


Параметр,Значение
Габариты платы,290 мм × 190 мм × 38 мм
Вес,"≈ 1,1 кг"
Форм-фактор,"Стандартный лабораторный, настольный модуль"
Монтаж,"Монтажные отверстия M3, возможность установки в стоечный адаптер"
Рабочая температура,0 … +50 °C
Хранение,–40 … +85 °C
Питание,Внешний адаптер 12 В / 15 А (в комплекте)


6. Применение

- Прототипирование 5G Massive MIMO
- Тестирование радиолокационных и спутниковых систем
- Разработка SDR (Software Defined Radio)
- Обработка сигналов в реальном времени
- Научные исследования в области высокоскоростной АЦП/ЦАП техники