把握赛灵思 All Programmable 技术打造智能工业系统

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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

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

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

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赛灵思技术演进图

可编程逻辑器件实现可编程的 “ 逻辑”

FPGA

逻辑

ALL Programmable 器件实现可编程系统的“ 集成”

FPGAAMS

FPGA

AMSAMBAARM

AlgorithmsLogicSW mP AMSIO

Protocols

3D-IC

SerDes

SerDes


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

赛灵思实现了标准的可定制的器件

FPGAAMS

FPGA

AMSAMBAARM

AlgorithmsLogicSW mP AMSIO

Protocols

3D-IC

为什么 All Programmable?

SerDes

SerDes


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

为什么 All Programmable?

用更少的芯片打造更优秀的电子系统… . 而且速度更快 !

Programmable Systems Integration

BOM CostReduction

Total PowerReduction

IncreasedSystem

Performance

Accelerated Design Productivity


Vivado: 生产力提升至原来的 4 倍

加速集成

加速实现带 ECO 功能的快速、层次化且结果恒定的自动设计收敛

IP 和系统为中心的集成验证速度更快

RTL to Bit-stream withIterative Approach

FPGA1 倍

1 倍高达 4 倍

高达4 倍

Vivado 下一代设计系统


28nm: 在优化和集成上的突破

价格和功耗

处理能力

性能

极高的带宽和容量

逻辑集成

价格 / 性能 / 每瓦

针对市场而优化

收发器集成

可编程的系统集成

System Optimized w/ SSI

在可编程系统集成上的突破

ChangeGame

InPrice/Perf/Watt

灵活混合信号（ AMS ）


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

推出 Zynq™-7000 可扩展处理平台

熟悉的处理器系统 + 可扩展的可编程逻辑


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 All Programmable SoC 的核心价值可编程的系统集成


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

Zynq-7000 系列产品亮点

软件及硬件可编程

7 系列可编程逻辑

通用外设接口定制外设接口

通用加速器定制加速器

通用外设接口

处理器系统内存控制器

ARM®

Cortex-A9 双核系统


Xilinx FPGA 在工业领域的解决方案


ZYNQ 和 FPGA 提供了模块化平台

ZYNQ

ARTIX

ARTIX

ARTIX

ARTIX

DVI

SDC

Eth

Eth

High Speed Link

Analog Input @24V

Output@24V

Mems

ZYNQMotor Contr.

Ind.

Net

.In

d.N

et.

SDC

AR

D

USB

.

DVI

I/OI/O

I/OI/O

I/O

I/OI/O

I/OI/O

I/O

I/OI/O

I/OI/O

I/OI/O

I/OI/O

I/OI/O

I/OI/O

I/OI/O

I/O

CPU Module DVI Module

Analog Module

I/O Module

I/O Module

MEMS Module

Mot

orM

otor

Motor Control

USB

千兆背板的零延迟

Pro

cess

Con

trolle

r

• 性能• 个性化• 平台

Zynq =


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

工厂自动化综合解决方案工业网络 + 马达控制

3-Phase Bridge

MicroBlaze Processor

ADC

ADC

XC6SLX45

MPMC

TEMAC

Interrupt Controller

UART Watchdog Tim

er

Timer/Counter

CAN

CrystalOscillator

PROM

Clock Management

PLB64

ADCsController

Clock

PWM

Sinc3

Sinc3

TEMAC

DDR/DDR2

Ind. Ethernet

Ind. Ethernet

SFOC AlgorithmSFOC Algorithm

3-Phase Bridge

PFM

ADC

ADC

Sinc3

Sinc3


Xilinx 马达控制参考设计

Ethernet PHY

CrystalOscillator

Interrupt Controller

Timer/

CounterDCMclock management

MicroBlazeprocessor

Watch Dog

PLBI

/FCl

ock

PLB

BUS

DC_Bus Voltage

CAN

ADCs

Co

ntro

ller

Sinc3

Acquisition

Stator Current

Stator Current

MPMCDDR / DDR2

FOC

FOC

Sinc3

Sinc3

Sinc3

Sinc3

Stator CurrentStator CurrentEncoder Filter X-4 Accum

ulator

Filter X-4 AccumulatorEncoder

Control

Position and Angle

Ethernet PHY

RS485

Digital I/O FilterDigital Output

Digital Input I/O

P L B B U S

TEMAC

UART

CAN

TEMAC

Networking

La

ra

Lcrc

rb

Lb

Bridge

PWM

La

ra

Lcrc

rb

Lb

Bridge

PWM

V

V

Base board

Daughter card


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

Xilinx 马达控制库 LEGO® 概念一个扩展处理通道和 API

FOC PID CLARK PARK PWM-SVM

ATAN2 SIN/COS Rect2Pol Encoder IIR

Fully Documented IP


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

QDESYS高级 NetMot 2.0卡

正在发货中


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 .

Avnet Spartan-6 马达控制套件

正在发货中


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

工业以太网套件 (IEK) 2.0

正在发货中


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

Avnet Spartan-6 低功耗 Powerlink 工业以太网套件

正在发货中


Xilinx FPGA 在新能源领域的应用


Zynq 的太阳能解决方案

SVM / RPFM

Cortex A9

IndustrialEthenet 以太网 t PHY

10/100/1000处理系统

Z-7010 / Z-7020

Cortex A9

FLASH 闪存控制器

GPIO

SD 控制器

I/O GPIO

SDR /DDR 控制器SDR / DDRUART

CAN

SPI USB

SPI

10/100

AMS

Safe Channel 1

Lock-Step

Safe Channel 2

IEC61508

桥接

MicroBlaze #1

Lock-Step

MicroBlaze #2

Isolation

1588 / HSR / PRP

DQ Transform

Rogowski Coil Enhancer

ADC1

ADC2

Control Algorithm

Multi-Level Controller

IIR Filter

HMI 允许系统冗余执行 RTOS 和软件栈通讯功能安全和设计隔离

工业网络

发电量计算其他开关电流与电压反馈


Zynq Solution for Wind Energy

SVM / RPFM

Cortex A9

Field Excitation

Ethernet PHY10/100/1000

Processing System

Z-7010 / Z-7020

Cortex A9

FLASH Flash Controller

GPIO

SD Controller

I/O GPIO

SDR /DDR ControllerSDR / DDR UART

CAN

SPI USB

SPI

10/100

AMS

Safe Channel 1

MB Lock-Step

Safe Channel 2

IEC61508

Bridge

1588 / HSR / PRP

DQ Transform

Multilefel Inverter

ADC1

ADC2Control Algorithm

Ianalog Enhancer

通过 Microblaze 实现关键功能多样化诊断和维护数据采集

发电量计算电流电压反馈增强

RPFM 电波干净处理

Pitch & Yaw

Field Excitation

Pitch

Yaw

Anemometer

Accelerometer

Thermocouples

Encoder blades speed

BridgeGenerator

无线测距


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

总结

ALL PROGRAMMABLE


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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把握 赛灵思 All Programmable 技 术 打 造智能工业 系统

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