Enclustra Mercury+ XU8: Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC-Modul mit hoher Speicherbandbreite

Das Mercury+ XU8 SoC-Modul von Enclustra bietet 20 Multigigabit-Transceiver mit einer Datenübertragungsrate von je bis zu 15 Gbit/sec und einer Speicherbandbreite von bis zu 29,8 GByte/sec. Basierend auf dem Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC vereint das Mercury+ XU8 6 ARM Cores, eine Mali-400MP2 GPU (EV Variante), bis zu 12 GByte DDR4 SDRAM, zahlreiche Standardschnittstellen, 236 User-I/Os und bis zu 504’000 LUT4-Äquivalente.

Das Mercury+ XU8 MPSoC-Modul des FPGA-Spezialisten Enclustra ist für Anwendungen optimiert, die grosse Datenmengen in kürzester Zeit verarbeiten müssen. Durch zwei unabhängige Speicherkanäle – je einer am PS (bis zu 8 GByte DDR4 ECC SDRAM) und an der PL (bis zu 4 GByte) – erreicht das Modul eine Speicherbandbreite von bis zu 29,8 GByte/sec. Um die zu verarbeitenden Daten möglichst schnell in und aus dem Modul zu transportieren, stehen 20 Multigigabit-Transceiver mit einer Datenübertragungsrate von je bis zu 15 Gbit/sec zur Verfügung.
Neben den üblichen Standardschnittstellen wie Gigabit-Ethernet, USB 3.0, Display Port, SATA und SGMII verfügt das nur 74 × 54 mm kleine Modul über ein 16 GByte grosses eMMC sowie ein 64 MByte grosses QSPI Flash. Sowohl das Processing-System als auch die FPGA-Matrix verfügen über PCIe® Verbindungen.
Der in einem 16-nm-FinFET+-Prozess gefertigte Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC verfügt über 6 ARM® Cores: vier 64 bit ARM Cortex™-A53 mit einer Taktfrequenz von bis zu 1333 MHz und zusätzlich einen 600 MHz schnellen 32 bit ARM® Dual-Core Cortex™-R5. Die Prozessoren werden unterstützt von einer Mali™-400MP2 GPU sowie einem H.264/H.265 Video Codec (EV Varianten).  

Referenzdesign und Linux auf Knopfdruck
Enclustra bietet für seine Produkte einen umfassenden Design-In-Support. In Kombination mit dem Mercury+ PE1-300 oder Mercury+ PE1-400 Base Board bildet das Mercury+ XU8 eine leistungsfähige Entwicklungs- und Prototypenplattform. Die zwei LPC Stecker auf dem Mercury+ PE1-300 beziehungsweise der eine HPC-FMC Stecker auf dem Mercury+ PE1-400 eröffnen das grosse Angebot an Aufsteckkarten verschiedenster Hersteller. So sind zum Beispiel Karten mit ADCs, DACs, Leistungsstufen für die Motoransteuerung oder für RF-Anwendungen verfügbar.
Die ausführliche Dokumentation und das Referenzdesign machen die Inbetriebnahme zur Leichtigkeit. Neben dem User Manual sind das User Schema, ein 3D-Modell (STEP), der PCB Footprint (Altium®, OrCAD®, PADS®, EAGLE®) sowie die Leitungslängen der IO-Signale verfügbar.
Mit dem Enclustra Build Environment lässt sich für die Enclustra SoC Module mit integriertem ARM-Prozessor Linux im Handumdrehen kompilieren. Über eine grafische Oberfläche werden Modul und Base Board ausgewählt. Danach lädt das Enclustra Build Environement den passenden Bitstream, First Stage Boot Loader (FSBL) und die benötigten Quellcodes herunter. Anschliessend wird U-Boot, Linux und das auf BusyBox basierte Root-Dateisystem kompiliert.
Dank dem Familienkonzept mit kompatiblen Steckverbindern können auf demselben Base Board verschiedene Modultypen eingesetzt werden. Wird zum Beispiel kein ARM-Prozessor benötigt, kann stattdessen das Mercury+ KX2 FPGA Module auf demselben Base Board verwendet werden.

Features

• Xilinx® Zynq Ultrascale+™ MPSoC
  • ARM® quad-core Cortex™-A53 (CG variants: dual-core)
  • ARM dual-core Cortex™-R5
  • Mali-400MP2 GPU (only for EV variants)
  • H.264 / H.265 Video Codec (only for EV variants)
  • 16nm FinFET+ FPGA fabric
• Up to 8 GB DDR4 ECC SDRAM
• 64 MB QSPI flash
• 16 GB eMMC flash
• PCIe® Gen3 ×16 and PCIe Gen2 ×4
• 20 × 6/12.5/15 Gbit/sec MGT
• 2 × Gigabit Ethernet
• 2 × USB 3.0
• 2 × USB 2.0 (host & host/device)
• Up to 504,000 LUT4-eq
• 236 user I/Os
  • 14 ARM peripherals
  • 122 FPGA I/Os
  • 100 MGT signals (clock and data)
• 5 to 15 V single supply
• Small form factor (74 × 54 mm)