XCZU5CG-1SFVC784Iの技術概要

概要とアーキテクチャ分析

について XCZU5CG-1SFVC784I は高性能である。 システムオンチップ（SoC） ザイリンクスの Zynq UltraScale+ MPSoC ファミリー、特集：

パッケージング： FCBGA-784（23×23mm）

温度範囲： -40℃～+100℃（産業グレード）

プロセッシング・システム（PS）：クアッドコアARM Cortex-A53 @ 1.5GHz

リアルタイム・ユニット（RPU）：デュアルコアARM Cortex-R5 @ 534MHz

プログラマブル・ロジック（PL）： 154Kロジック・セル（～154K LUT）、728 DSPスライス

メモリサポート： DDR4、LPDDR4、DDR3規格

高速インターフェイス： PCIe Gen2、USB 3.0、SATA 3.0、DisplayPort、ギガビットイーサネット

ヘテロジニアス・アーキテクチャーの利点

XCZU5CGの 異種アーキテクチャ 産業用アプリケーションやAIアプリケーションで最適なパフォーマンスを発揮するために、特化したタスク分配を可能にする：

Cortex-A53クラスタ

クアッドコアの処理能力で、高度なOS（Linux）と、パスプランニングや画像認識のような複雑なアルゴリズムを扱う。

Cortex-R5コア

デュアルコアの冗長性により、モーション・コントロールやセーフティ・クリティカルなオペレーションに決定論的なリアルタイム・レスポンス（μsレベル）を提供。

プログラマブル・ロジック

画像前処理、プロトコルアクセラレーション（EtherCAT/PROFINET）、AI推論用のカスタムハードウェアアクセラレータを実装。

産業オートメーション・アプリケーション

インテリジェント製造制御プラットフォーム

ミリ秒レベルの反応 多軸モーション制御システム用

A53 パス・プランニング・アルゴリズムを扱う
R5はリアルタイムのサーボ制御ループを管理する
PLは産業用プロトコル（EtherCAT/PROFINET）を高速化します。

工業用ビジョン検査システム

従来の産業用PC＋キャプチャカード・ソリューションに代わるものです：

PL実装の画像前処理パイプライン（フィルタリング、エッジ検出）
A53ベースの欠陥認識アルゴリズム
70%によるシステム・サイズと消費電力の削減

産業用IoTゲートウェイ

多様な接続性に対応する豊富なインターフェース

デュアル・ギガビット・イーサネット（10/100/1000Mbpsオートネゴシエーション）
USB 3.0（最大5Gbpsスループット）
CAN FDバス（最大5Mbps）
RS232/RS485産業用インターフェース

AIエッジ・コンピューティング機能

XCZU5CGは次のことを可能にします。 オンデバイスAI推論 と：

ザイリンクスDPUの展開 PLでCNNアクセラレーション（5TOPSまで）
フレームワークのサポート ヴィティスAI ツールチェーン
- TensorFlow Lite
- PyTorch量子化モデル
代表的な用途
- スマートカメラによる顔/欠陥認識
- 移動ロボットSLAMと視覚ナビゲーション
- 医療機器信号処理（超音波、CT）

開発支援とエコシステム

ザイリンクス公式ツールチェーン

Vivado Design Suite - ハードウェア設計とPL設定
Vitis ユニファイド・ソフトウェア・プラットフォーム - 異種アプリケーション開発
ヴィティスAI - AIモデルの最適化と展開
PetaLinuxツール - 組み込みLinux開発

ザイリンクスランタイム (XRT) - FPGAアクセラレーション・ランタイム
ヴィティスHLS - アルゴリズム高速化のための高位合成
SDSoC開発環境 - システムレベル設計

サード・パーティ・サポート

Zhen Dian Zi社、Enclustra社、Avnet社の開発ボード
オープンソースのサポート（Yocto Project、Buildroot）
産業用プロトコルスタック（OPC UA、Modbus、DDS）
ミドルウェア・ソリューション（ROS 2、AUTOSAR）

コア・アドバンテージの概要

リアルタイム・パフォーマンス

デュアルR5コアは、ハードウェアレベルの決定性で産業用制御タスクのμsレベルの応答を保証します。

柔軟な加速

PLは、Vitis HLSまたはRTLインプリメンテーションにより、カスタムハードウェアアクセラレータをサポートします。

高い統合性

処理システム、リアルタイム・ユニット、プログラマブル・ロジックを統合したシングルチップ・ソリューション。

リッチなインターフェイス

15以上の産業用通信規格と高速データインターフェースをサポート。

技術文書アクセス

システム設計には完全な技術文書が不可欠である：

データシート (DS890) - 電気的特性とピン配置
テクニカル・リファレンス・マニュアル (UG1085) - 建築詳細
PCB設計ガイド（UG933） - 推奨レイアウト
電力見積もりスプレッドシート - 熱計算

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