把握赛灵思 All Programmable 技术打造智能工业系统

把握赛灵思All Programmable 技术打造智能工业系统陈志勇技术市场经理安富利电子元件

全力以赴推进All Programmable 从可编程逻辑到可编程系统集成赛灵思 — 塑造All Programmable电子系统的先锋致力于做每一代工艺节点的第一 3D IC 技术的先锋领先的尖端处理子系统可编程模拟/混合信号从系统到 IC 工具、 IP和生态系统为一体 Page 2

赛灵思技术演进图 Algorithms Logic SW mP AMS 逻辑 IO Protocols SerDes 3D-IC AMS FPGA FPGA AMS AMBA ARM FPGA SerDes 可编程逻辑器件实现可编程的 “逻辑” ALL Programmable 器件实现可编程系统的 “集成”

赛灵思实现了标准的可定制的器件 Algorithms Logic SW mP AMS IO 为什么 All Programmable? Protocols • 更快上市且批量生产 • 通过赛灵思软硬件迅速进行设计修改 • 降低客户的库存风险 • 现场可编程 • 无需前期的NRE（非重复性工程）投入 SerDes 3D-IC AMS FPGA AMS AMBA ARM FPGA SerDes

为什么 All Programmable? • 降低当今时代爆炸性增长的设计成本 • 大幅增加灵活性 • 有效利用广泛的技术组合 • 逻辑和高速I/O • 软件可编程的ARM 子系统 • 3D IC • 模拟/混合信号技术 • System-to-IC 设计工具 • IP Programmable Systems Integration Total Power Reduction BOM Cost Reduction Increased System Performance Accelerated Design Productivity 用更少的芯片打造更优秀的电子系统….而且速度更快!

Vivado: 生产力提升至原来的4倍 加速集成 Vivado 下一代设计系统 IP 和系统为中心的集成验证速度更快高达 4倍 RTL to Bit-stream with Iterative Approach 1倍带ECO功能的快速、层次化且结果恒定的自动设计收敛 FPGA 加速实现 1倍高达4倍

28nm: 在优化和集成上的突破 针对市场而优化在可编程系统集成上的突破极高的带宽和容量 System Optimized w/ SSI 性能 Change Game In Price/ Perf/ Watt 价格/性能/每瓦价格和功耗可编程的系统集成逻辑集成收发器集成灵活混合信号（AMS）处理能力

推出Zynq™-7000可扩展处理平台 • 突破性的处理平台 • 更高的系统性能，更低的总体功耗 • 灵活、可扩展的解决方案 • 行业标准的设计环境 • 熟悉的软件编程模型 • 熟悉的软件和硬件设计流程 • 灵活的加速器和IP • 业界领先的28纳米统一架构可编程逻辑 • 标准AMBA® AXI4 接口 • 广泛的生态系统支持 • 工具，操作系统，IP • 中间件，编解码器 • 系统集成和培训合作伙伴熟悉的处理器系统+可扩展的可编程逻辑

Zynq-7000 All Programmable SoC的核心价值 可编程的系统集成 • 全新级别的可编程系统集成——真正的SoC • 全可编程 (硬件及软件) 的处理平台 • ARM Cortex™-A9 多核处理系统和固化的外设接口，ADC及28纳米优化的可编程逻辑 • 提升系统性能 • 1GHz主频, 带有NEON协处理器及矢量浮点单元的双核处理器 • 内嵌DSP的7系列可编程逻辑 • 高带宽低延时的内部互联 • 降低系统物料（BOM）成本 • 高集成度，减少外围器件, 简化PCB设计，减小占板面积 • 可用于多个项目的平台化设计，提高累计量 • 降低总体功耗 • 业界领先的低功耗ARM处理器，最大化单位功耗的处理性能 • 28纳米高性能低功耗（HPL）工艺提供了超低功耗的数据传送 • 软硬件可编程工作模式及功耗控制 • 提升设计生产力 • 业界标准的软硬件开发工具缩短产品上市时间（Time-To-Market） • 灵活可扩展的平台设计延长产品的市场寿命（Time-In-Market） • 开发工具及解决方案合作伙伴构建的广泛的生态系统

Zynq-7000系列产品亮点 • 完整的基于ARM®的处理器系统 • ARM Cortex™-A9双核，以处理器为核心 • 集成内存控制器及外设接口 • 完全独立于可编程逻辑 • 紧密集成的可编程逻辑 • 可用于扩展处理器系统 • 高性能的ARM AXI总线 • 容量及性能可扩展 • 灵活的I/O阵列 • 支持多电平的外围I/O • 集成高性能串行收发器 • 模数转换器输入端口内存控制器 7 系列可编程逻辑处理器系统通用外设接口通用外设接口定制外设接口 ARM® Cortex-A9 双核系统通用加速器定制加速器软件及硬件可编程

Xilinx FPGA 在工业领域的解决方案

ZYNQ和FPGA提供了模块化平台 CPU Module DVI Module Analog Module I/O Module I/O Module MEMS Module Motor Control I/O I/O I/O I/O I/O USB. I/O I/O I/O I/O I/O Process Controller Ind.Net. I/O I/O I/O I/O I/O Motor DVI Ind.Net. I/O I/O I/O I/O I/O Motor I/O I/O I/O I/O I/O SDCARD 千兆背板的零延迟 Zynq = High Speed Link Eth Z Y N Q • 性能 • 个性化 • 平台 A R T I X A R T I X A R T I X A R T I X Z Y N Q Eth DVI Motor Contr. SDC USB Analog Input @24V Output@24V Mems

ADC ADC ADC ADC 工厂自动化综合解决方案工业网络+马达控制 • 实现任意马达的组合 • 可扩展支持多个马达 • 支持无刷直流马达，永磁同步马达，步进马达 • 支持多种工业网络协议 MicroBlaze Processor DDR/DDR2 MPMC 3-Phase Bridge Clock PWM SFOC Algorithm SFOC Algorithm PLB64 Interrupt Controller 3-Phase Bridge PFM CAN UART Timer/Counter Watchdog Timer Ind. Ethernet Sinc3 TEMAC Ind. Ethernet TEMAC Sinc3 Sinc3 Clock Management Crystal Oscillator XC6SLX45 PROM Sinc3 ADCs Controller

PWM PWM Filter X-4 Accumulator Filter X-4 Accumulator Xilinx 马达控制参考设计 MicroBlaze processor Control DDR / DDR2 V MPMC Bridge FOC Clock Interrupt Controller P L B B U S  PLBI/F Ethernet PHY PLB BUS TEMAC V Ethernet PHY FOC Bridge Timer/Counter Watch Dog TEMAC  CAN CAN RS485 UART Sinc3  Stator Current Networking Digital Output Stator Current Sinc3  Filter Digital I/O Digital Input I/O ADCs Controller Stator Current Sinc3  DCM clock management Crystal Oscillator Stator Current Sinc3  Base board Encoder Sinc3  DC_Bus Voltage Encoder Daughter card Position and Angle Acquisition

Xilinx 马达控制库 LEGO®概念一个扩展处理通道和API • 基本构建模块 • 15个控制功能 • 每个功能独立 • DSP48为计算核心 • 最少引脚 • 开始/完成 Lego®机制 • 可扩展的概念 • 全并行 • 全 DSP48 精度 • 48位操作 • 18位精度 • 插值 Sin/Cos/Atan2 • 比uC快15倍 • Freescale®55us@96Mhz • QDesys 5us@50Mhz Fully Documented IP Rect2Pol Encoder PWM-SVM FOC PID CLARK PARK ATAN2 IIR SIN/COS

QDESYS高级NetMot 2.0卡 • 硬件 • NETMOT V.2 • 12V 供电的Netmot • 电缆 • 增量编码器电缆 • 软件工具 • 全演示高达4台电机的labstudio图形用户界面 • UDP/ IP协议栈的远程数据采集 • 全演示完整的EDK项目 • 加密的IP • 目标参考设计 • KINTEX-7 FPGA KC705 • Xilinx SP605 • AVNET LX150 • AVNET LX75 • LYRTECH Spartan-3A DSP • 参考文档 • Netmot用户指南 • 原理图 • 马达XML数据库 • labstudio界面手册正在发货中

Avnet Spartan-6 马达控制套件 • 硬件 • 安富利的Spartan-6 LX75T基板 • 安富利电机控制FMC子卡 • Portescap马达: 1 stepper, 1 BLDC • 12V 电源 • 电缆 • USB A型迷你-B电缆 • 以太网电缆 • JTAG接口：HS1编程电缆 • 软件工具 • Xilinx ISE® Design Suite: 系统版本, Device- locked to S6LX75T • 目标设计平台 • 获得 Stepper 或者BLDC 设计入门参考 • RTL 参考设计教程 • 赛灵思无传感器FOC参考设计（评估许可，time bombed) • 支持文档 • 用户指南 • 可下载的原理图，BOM等. 正在发货中

工业以太网套件(IEK) 2.0 • 硬件 • 安富利的Spartan-6 LX150T基板 • 安富利工业网络子卡 • 电缆和电源 • 12V@ 5V电源 • USBII JTAG编程，CAT5以太网电缆 • 软件工具 • Xilinx ISE® Design Suite:系统版（System Edition）, Device- locked • 目标设计平台 • EtherCAT从站 bit 文件 • Profinet从站 bit 文件 • Microblaze Processor with MPMC • 支持文档 • 用户指南 • 可下载的原理图，BOM等正在发货中

Avnet Spartan-6 低功耗Powerlink工业以太网套件 • 硬件 • 安富利Spartan6-LX16 以太网Powerlink开发板 • SPI Flash 64 MB, DDR3 SDRAM 128MByte, SRAM 1MByte • 2x 10/100 Ethernet PHY, 2x HEX rotary switch • 电缆 • 以太网电缆 • JTAG接口HS1可编程电缆 • 软件工具 • Xilinx ISE® Design Suite:系统版（System Edition）, Device- locked • 目标设计平台 • 以太网Powerlink参考设计 (源码) • 支持文档 • 用户指南 • 可下载的原理图，BOM等正在发货中

Xilinx FPGA 在新能源领域的应用

桥接 Zynq的太阳能解决方案执行 RTOS 和软件栈 HMI 允许系统冗余通讯 Lock-Step Lock-Step MicroBlaze #2 Safe Channel 2 Safe Channel 1 MicroBlaze #1 Z-7010 / Z-7020 功能安全和设计隔离 GPIO Cortex A9 工业网络 I/O GPIO Cortex A9 FLASH 闪存控制器 SPI CAN UART 10/100 SDR / DDR SDR /DDR 控制器 SPI USB Industrial Ethenet SD 控制器处理系统以太网t PHY10/100/1000 1588 / HSR / PRP DQ Transform Control Algorithm ADC1 IEC61508 Isolation IIR Filter SVM / RPFM ADC2 Multi-Level Controller AMS Rogowski Coil Enhancer • 电流与电压反馈发电量计算其他开关

Pitch Bridge Generator Field Excitation Bridge Zynq Solution for Wind Energy 无线测距诊断和维护数据采集通过Microblaze实现关键功能多样化 Z-7010 / Z-7020 MB Lock-Step Safe Channel 2 Safe Channel 1 GPIO Cortex A9 Cortex A9 I/O GPIO Yaw Pitch & Yaw FLASH Flash Controller SPI CAN UART 10/100 Field Excitation SDR / DDR SDR /DDR Controller Processing System SPI USB 1588 / HSR / PRP Ethernet PHY10/100/1000 SD Controller Anemometer DQ Transform ADC1 Accelerometer SVM / RPFM ADC2 Control Algorithm Ianalog Enhancer IEC61508 AMS Thermocouples Multilefel Inverter RPFM 电波干净处理 Encoder blades speed 电流电压反馈增强发电量计算

总结 • 全面领先的All Programmable器件领导者…既包括系统，也包括技术 • 在优化、集成和生产力上的突破 • 让高度智能化与集成的设计成为可能 ALLPROGRAMMABLE

追随赛灵思的脚步，紧跟FPGA发展潮流，尽情释放设计的所有潜能！追随赛灵思的脚步，紧跟FPGA发展潮流，尽情释放设计的所有潜能！

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