وبلاگ شرکت در مورد Xilinx XA7A50T-1CSG325Q تراشه FPGA خودرو

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. Xilinx XA7A50T-1CSG325Q را عرضه و بازیافت می کند ، یک تراشه FPGA با عملکرد بالا Artix-7 XA درجه خودرو.

درXA7A50T-1CSG325Qیک تراشه FPGA با کارایی بالا برای خودرو در سری Artix-7 XA است،که به طور خاص برای پاسخگویی به محیط های عملیاتی سخت و الزامات بالای قابلیت اطمینان در بخش الکترونیک خودرو طراحی شده استبا استفاده از یک فرآیند بالغ 28nm و منابع منطق و رابط فراوان، این به عنوان یک جزء اصلی برای سیستم های هوشمند داخل خودرو، سیستم های پیشرفته کمک راننده (ADAS) ،تعادل بین عملکرد، مصرف برق و هزینه، و ارائه نرم افزار نرم افزاری قابل برنامه ریزی برای ارتقاء هوشمند الکترونیک خودرو.

I. خلاصه ای از تراشه های هسته ای

درXA7A50T-1CSG325Qمتعلق به خانواده FPGA Xilinx Artix-7 XA است که تمرکز اصلی آن بر قابلیت اطمینان بالا، مصرف انرژی پایین و ادغام بالا است.که به طور خاص برای کاربردهای الکترونیک خودرو طراحی شده انداین دستگاه گواهینامه AEC-Q100 سختگیرانه صنعت خودرو را گذراند، با استاندارد ISO / TS 16949 مطابقت دارد و پشتیبانی جامع از اسناد PPAP را فراهم می کند.دستگاه قادر به مقاومت در برابر شرایط پیچیده محیطی است که در هنگام استفاده از وسیله نقلیه رخ می دهد، مانند دماهای شدید، لرزش و تداخل الکترومغناطیسی. با عمر بیش از 15 سال،پوشش کل چرخه عمر خودرو و مناسب برای الزامات طراحی الکترونیک خودرو تا سال 2040 است..

به عنوان یک دستگاه منطقی قابل برنامه ریزی،XA7A50T-1CSG325Qاز محدودیت های عملکرد ثابت مدارهای یکپارچه خاص برنامه (ASIC) با پشتیبانی از پیکربندی مجدد پویا و جزئی جلوگیری می کند.اجازه می دهد تا برای به روزرسانی انعطاف پذیر به توابع منطقی با توجه به الزامات در خودرو، امکان ارتقاء سیستم بدون نیاز به تعویض سخت افزار. این به طور قابل توجهی هزینه های تحقیق و توسعه و چرخه های تکرار برای سیستم های الکترونیکی خودرو را کاهش می دهد،در حالی که ارائه مقاومت و ثبات تداخل عالی برای پاسخگویی به نیازهای سختگیرانه صنعت خودرو.

II. ویژگی های کلیدی فنی

قابلیت اطمینان و سازگاری با محیط زیست

درXA7A50T-1CSG325Qبه سختی با استانداردهای طراحی خودرو مطابقت دارد و دمای اتصال کار (TJ) از -40°C تا 125°C است. قادر به مقاومت در برابر سرما شدید مناطق شمالی است.گرما شدید مناطق جنوبی، و محیط های دمای بالا در نزدیکی محفظه موتور، به طور کامل نیازهای عملکرد پایدار الکترونیک خودرو را در شرایط شدید برآورده می کند.تراشه از بسته بندی بدون سرب استفاده می کند، مطابق با مقررات RoHS 3 است و دارای سطح حساسیت رطوبت (MSL) 3 (168 ساعت) است.مقابله موثر با تداخلات پیچیده سیگنال الکترومغناطیسی در محیط داخل خودرو برای اطمینان از دقت انتقال داده ها و عملیات منطقیعلاوه بر این، تراشه از عملکردهای تشخیص و تصحیح اختلال یک رویداد (SEU) پشتیبانی می کند، که قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می دهد و خطر شکست را کاهش می دهد.

قابلیت پردازش منطق و سیگنال با عملکرد بالا

درXA7A50T-1CSG325Qبر اساس یک فرآیند 28nm High-Performance Low-Power (HPL) است و از تکنولوژی High-k Metal Gate (HKMG) برای دستیابی به هدف طراحی “منطق بیشتر در هر وات” استفاده می کند.ارائه عملکرد محاسباتی قوی در حالی که مصرف انرژی پایین را حفظ می کنداین تراشه شامل ۵۲۱۶۰ سلول منطقی، ۸۱۵۰ برش، ۶۰۰ کیلو بایت رم توزیع شده و ۱۵۰ بلوک رم ۱۸ کیلو بایت (در مجموع ۲۷۰۰ کیلو بایت، تقریبا ۲٫۷ مگابایت) است.قادر به پاسخگویی به خواسته های عملیات منطقی پیچیده داخل خودرو، ذخیره سازی داده ها و پردازش.

علاوه بر این، XA7A50T-1CSG325Q شامل 120 برش DSP48E1 است که قابلیت پردازش سیگنال های دیجیتال قدرتمند را ارائه می دهد.این به طور موثر الگوریتم های پیچیده مانند کدگذاری و رمزگشایی صوتی را اجرا می کند، فشرده سازی تصویر و تشخیص الگوی، پشتیبانی از عملکرد پردازش DSP تا 264 GMAC/s،در نتیجه تسریع سخت افزاری برای کاربردهایی مانند ضبط تصویر در داخل خودرو و پردازش سیگنال رادار فراهم می شود.علاوه بر این، تراشه مجهز به چهار گیرنده GTP با سرعت بالا است که با سرعت تا 6.25 گیگابایت در ثانیه کار می کنند و از حداکثر پهنای باند 50 گیگابایت در ثانیه پشتیبانی می کنند.در نتیجه نیازهای انتقال داده با سرعت بالا را برآورده می کند..

رابط های غنی و طراحی یکپارچه

درXA7A50T-1CSG325Qدر یک بسته 324-LFBGA (CSPBGA) با اندازه 15x15 میلی متر قرار دارد و 150 رابط I / O کاربر را که از هر دو استاندارد I / O تک پایان و فرقی پشتیبانی می کنند ، با سرعت داده تا 1.25 گیگابایت / ثانیه فراهم می کند.می تواند به طور انعطاف پذیر به رابط های محیطی مختلف داخل خودرو سازگار شود، مانند اتوبوس CAN، اترنت AVB (Audio Video Bridging) و حافظه DDR3. رابط DDR3 از سرعت داده تا 800 Mb / s پشتیبانی می کند،با توجه به الزامات دسترسی به حافظه با سرعت بالا در سیستم های داخل خودرو.

XA7A50T-1CSG325Q یک کنورتر دوگانه 12 بیتی ، 1 MSPS ، 17 کانال آنالوگ به دیجیتال (XADC) را ادغام می کند ، که امکان دریافت سیگنال آنالوگ را بدون نیاز به دستگاه های ADC خارجی فراهم می کند.این امر جمع آوری داده ها از سنسورهای داخل خودرو را تسهیل می کند.، و همچنین نظارت بر دمای سیستم و ولتاژ تغذیه، بنابراین طراحی سخت افزار را ساده تر می کند و هزینه های BOM را کاهش می دهد.تراشه شامل یک رابط PCI Express® (PCIe) Gen 2 است (حامل حداکثر چهار نقطه پایانی)، امکان اتصال فرعی با سرعت بالا و بهبود بیشتر یکپارچه سازی سیستم.

مصرف انرژی پایین و بهینه سازی هزینه

در مقایسه با دستگاه 45nm نسل قبلی،XA7A50T-1CSG325Qمصرف برق ایستاتیک را 65 درصد و مصرف انرژی کل را 50 درصد کاهش می دهد.این کار باعث می شود که آن را برای کاربردهای محدود در سناریوهای خودرو (مانند سیستم های اطلاعات و سرگرمی داخل خودرو و دستگاه های قابل حمل داخل خودرو) ایده آل کند.این تراشه از یک بسته بسته بندی ارزان قیمت استفاده می کند که از مهاجرت انعطاف پذیر بین دستگاه های داخل یک خانواده بسته پشتیبانی می کند. ارتقاء دستگاه ها بدون تغییر طراحی PCB می تواند حاصل شود.کاهش قابل توجهی از هزینه های تحقیق و توسعه و تولیدعلاوه بر این، تراشه از رمزگذاری AES 256 بیتی و احراز هویت HMAC / SHA-256 پشتیبانی می کند، امنیت داده های پیکربندی را تضمین می کند و از دستکاری مخرب جلوگیری می کند.

III. سناریوهای کاربرد معمول

با تشکر از قابلیت اطمینان خودروی، منابع غنی و قابلیت برنامه ریزی انعطاف پذیر،XA7A50T-1CSG325Qبه طور گسترده ای در سناریوهای مختلف الکترونیک خودرو استفاده می شود، به ویژه برای سیستم های هوشمند متوسط تا بالا در خودرو مناسب است. کاربردهای اصلی شامل:

سیستم های پیشرفته کمک راننده (ADAS)

به عنوان کنترل کننده اصلی برای سیستم های ADAS، امکان جمع آوری داده ها و پردازش در زمان واقعی از سنسورها مانند دوربین های داخل خودرو، رادار و لیدار را فراهم می کند.عملکردهای تسهیل کننده از جمله شناسایی موانع، هشدار خروج از خط و کنترل کروز سازگار. قابلیت های پردازش قدرتمند DSP و فرستنده های با سرعت بالا به طور موثر داده های فیوژن چند سنسور را پردازش می کنند،تضمین پاسخ در زمان واقعی و دقت تصمیم گیری برای سیستم های ADAS، در حالی که قابلیت اطمینان خودروی خود را در شرایط جاده ای پیچیده تضمین می کند.

سیستم اطلاعات و سرگرمی داخل خودرو (IVI)

با صفحه کنترل مرکزی داخل خودرو، سیستم های صوتی، سیستم های ناوبری و سایر دستگاه ها سازگار است، وظایف مانند ضبط قاب ویدیو، اصلاح تحریف تصویر،ارائه و پوشش گرافیک سه بعدی، و همچنین پردازش سیگنال صوتی. از گسترش چند رابط پشتیبانی می کند،امکان اتصال به شبکه های داخل خودرو و دستگاه های خارجی برای تسهیل ادغام انعطاف پذیر توابع مانند ناوبری، سرگرمی و اتصال وسیله نقلیه به همه چیز (V2X). طراحی کم مصرف آن مصرف انرژی در داخل خودرو را کاهش می دهد و در نتیجه محدوده رانندگی را افزایش می دهد.

دروازه های داخل خودرو و کنترل کننده های دامنه

به عنوان گره های اصلی شبکه داخل خودرو، این قطعات تبدیل و انتقال داده های پروتکل های مختلف در داخل خودرو، مانند CAN و اترنت را تسهیل می کنند.آنها از پردازش چند کانال داده های موازی پشتیبانی می کنند، اطمینان از ارتباطات کارآمد بین دستگاه های داخل خودرو. ماهیت قابل برنامه ریزی آنها اجازه می دهد تا انعطاف پذیر به معماری شبکه از مدل های مختلف خودرو،امکان ارتقاء پروتکل بدون تغییر سخت افزارعلاوه بر این، قابلیت اطمینان بالا آنها عملکرد پایدار شبکه داخل خودرو را تضمین می کند و از خرابی ارتباطات جلوگیری می کند.

سایر کاربردهای داخل خودرو

علاوه بر این، این تراشه می تواند در سناریوهای مانند سیستم های مدیریت انرژی داخل خودرو، سیستم های کنترل بدن (به عنوان مثال نورپردازی و کنترل درب / پنجره) ،و سیستم های مدیریت باتری (BMS) برای وسایل نقلیه انرژی جدید، که در آن به دست آوردن داده ها، کنترل منطقی و تشخیص خطا را انجام می دهد. به لطف ادغام و انعطاف پذیری بالا، طراحی سیستم را ساده می کند و در عین حال قابلیت اطمینان و ثبات سیستم را افزایش می دهد.همچنین عملکرد برجسته ای را در برنامه هایی که نیاز به قابلیت اطمینان و مصرف انرژی کم دارند ارائه می دهد، مانند اتوماسیون صنعتی و دستگاه های پزشکی قابل حمل.

IV. مزایای تراشه و ارزش اصلی

قابلیت اطمینان بالا، مناسب برای محیط های خشن خودرو

XA7A50T-1CSG325Q دارای گواهینامه AEC-Q100 درجه خودرو است ، دارای طیف گسترده ای از دماهای عملیاتی ، مقاومت قوی در برابر ارتعاش و تداخل الکترومغناطیسی و عمر طولانی است.آن را برآورده می کند الزامات عملیاتی در طول کل چرخه عمر خودرو، که به طور قابل توجهی خطر خرابی سیستم های داخل خودرو را کاهش می دهد و ایمنی رانندگی را تضمین می کند.

برنامه ریزی انعطاف پذیر، کاهش هزینه های تحقیق و توسعه

درXA7A50T-1CSG325Qپشتیبانی از پیکربندی مجدد جزئی پویا، اجازه می دهد تا توابع منطقی به طور انعطاف پذیر با توجه به الزامات برنامه به روز شوند. ارتقاء سیستم می تواند بدون جایگزینی سخت افزار انجام شود،سازگاری با نیازهای مدل های مختلف خودرو و تکرار عملکردی، بنابراین چرخه تحقیق و توسعه را کوتاه می کند و هزینه های تحقیق و توسعه و سخت افزار را کاهش می دهد.استفاده از اکوسیستم IP گسترده خودرو Xilinx و خدمات طراحی شخص ثالث می تواند کارایی تحقیق و توسعه را بیشتر افزایش دهد.

تعادل عملکرد و مصرف برق، پاسخگویی به الزامات انرژی داخل خودرو

بر اساس فرآیند 28nm HPL ساخته شده است که قابلیت پردازش منطق و پردازش سیگنال قوی را در حالی که طراحی کم مصرف را امکان پذیر می کند، ارائه می دهد. مصرف قدرت ثابت و کل به طور قابل توجهی کاهش می یابد.مناسب کردن آن برای کاربردهای محدود در سناریوهای خودرو و بهبود بهره وری از منبع تغذیه خودرو.

ادغام بالا، طراحی سیستم ساده

درXA7A50T-1CSG325Qیکپارچه سازی ماژول های کاربردی مختلف از جمله XADC، فرستنده های سریع و رابط های PCIe.این امکان را برای اجرای توابع پیچیده بدون نیاز به اجزای خارجی اضافی فراهم می کند، بنابراین طراحی سخت افزاری سیستم های داخل خودرو را ساده می کند، هزینه های BOM را کاهش می دهد و اثر PCB را به حداقل می رساند تا نیازهای کوچک سازی دستگاه های داخل خودرو را برآورده کند.

V. خلاصه

زيلينکسXA7A50T-1CSG325Qیک تراشه FPGA با کارایی بالا، قابلیت اطمینان بالا و قدرت کم است که به طور خاص برای بخش الکترونیک خودرو طراحی شده است.منابع منطق و رابط گسترده، قابلیت برنامه ریزی انعطاف پذیر و صدور گواهینامه دقیق خودرو، انتخاب ایده آل برای سیستم های هوشمند داخل خودرو، ADAS و دروازه های داخل خودرو است.این تراشه نه تنها نیازهای متعدد برنامه های کاربردی داخل خودرو را در مورد عملکرد برآورده می کند، قابلیت اطمینان و مصرف برق، اما همچنین هزینه های تحقیق و توسعه را کاهش می دهد و تکرار محصول را از طریق ویژگی های قابل برنامه ریزی آن تسریع می کند.این پشتیبانی سخت افزاری قوی برای ارتقاء هوشمند الکترونیک خودرو فراهم می کند، کمک به سیستم های داخل خودرو برای تکامل به سمت هوش بیشتر، قابلیت اطمینان و کارایی بیشتر.