HES-US-440 プロトタイピング、エミュレーションとHPCメインボード

プロダクトの詳細

キャパシティ

HES-US-440ボードは、Xilinx Virtex UltraScale XCVU440 ロジックモジュールARMデュアルコアCortex-A9 CPUを搭載したXilinx Zynq-7000 ホストモジュールのユニークな組み合わせを提供し、デザインのためにワンボード・テストベンチを構築できます。最大2600万ゲートゲートの中規模ASICデザイン、または大規模FPGAデザインの高速物理プロトタイプとエミュレーションに最適化されています。このボードには、UltraScaleに接続された独立した2つのSO-DIMMスロットで最大64GBのDDR4とSRAMライクなインタフェースを備えた低レイテンシで総容量1152 Mbの2つのRLDRAM3モジュールが含まれています。 このようなメモリリーチボード設計により、物理的なプロトタイピング以外にも数多くのハイパフォーマンスコンピューティング (HPC) アプリケーションに適用できます。また、シミュレーション・アクセラレーションバーチャルモデルを持ったコ・エミュレーションなどのHESエミュレーション・アプリケーションにも再利用できます。

クロッキング

非常に正確に設計されたクロッキング・ブロックは、任意の周波数に調節できる7つのクロック・ソースを提供し、そのうちの2つは両方のFPGAデバイスに配線された長さ調整済みのグローバル・クロック・ラインです。 グローバルクロックネットワークは、専用のSMAコネクタを介して外部ソースからドライブすることもできます。グローバルクロックに補足して、高速シリアルI / Oリンク(GTH、QSFP +、SATA)専用の3つの独立したクロックオシレータとDDRメモリ専用の4つのオシレータがあります。オンボードのクロック・ラインはすべて、LVDSシグナリングを使用してハイレベルのシグナル・インテグリティと波形消滅への耐性を保証します。

ホスティングとインタフェース

Xilinx Zynq-7000インターフェイスFPGAをXilinx UltraScale FPGAと同じボードに搭載することにより、次の2種類のホスティングアプリケーションを実装することができます:

  • Zynqデバイスと組込みホスト :ARMコアで起動した組込みLinuxでUltraScaleに実装されたデザインのAMBA AXI/AHBバスをドライブ可能なテストベンチアプリケーションを実行
  • 外部ホストPC :Zynqデバイスで、テストベンチアプリケーションを実行しているホストPCとUltraScaleに実装されたデザインを接続するPCIe-to-AXIブリッジを実行

いずれの場合もAldecは、Hes.Asic.Protoユーティリティバンドルに再利用可能なハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントを提供します。組み込みホストシナリオの迅速な立ち上げのために、AldecはZynqデバイス用にすぐに使用可能なLinuxポートのイメージを提供します。外部ホスティングの場合、AldecのProto-AXI を使用することが可能で、AMBA AXIインタフェースを備えたインターフェイスモジュールIPとLinuxおよびWindows PC用の高抽象度のC++ APIを含むPCIe HESドライバで構成されています。

ボードには、次のような外部インタフェースも用意されています。PCIe gen3、USB 3.0とUSB 2.0 OTG、UART / USBブリッジ、QSFP +、1Gbイーサネット、HDMI、SATAとNANDの様な複数のフラッシュメモリ、SPIとMicro-SDなどのが含まれます。 標準のFMCコネクタを使用し、その他の特殊なインターフェイスやデバイスをドータカードで簡単に追加できます。

BLOCK DIAGRAM

Essential Features

FPGA & Capacity

  • Main FPGA: Virtex UltraScale XCVU440 (A2892 - 1456 I/O, 48 GTH)
    • 26 Million ASIC Gates (estimated for 60% of FPGA utilization)
  • Host FPGA: Zynq-7000 XC7Z100 (FFG900)

Flexible Clocking

  • Total of 18 asynchronous clock generators
  • 7 global clock modules with any-frequency clock synthesizers (Si5326)
    • Base oscillators: 100 MHz, 2x 250 MHz, 2x 300 MHz, 2x 400 MHz
    • SMA connectors for external clocks inputs and outputs
    • 2 of global clocks connected to both UltraScale and Zynq FPGA
      • Low-skew, length aligned clock lines
  • 6 additional oscillators connected directly to UltraScale FPGA
    • 4 separate oscillators dedicated to DDR4 and RLD3 memories (200 MHz)
    • 2 general purpose oscillators 100 MHz, 200 MHz
  • 2 additional oscillators connected directly to Zynq FPGA
    • General purpose oscillators 100 MHz, 200 MHz
  • 3 reference oscillators dedicated to high speed serial I/O
    • 1 GTH reference oscillator: 156.25 MHz
      • routed via fanout buffer (SY89468U) to both FPGAs
    • 1 QSFP+ reference oscillator : 156.25 MHz
    • 1 SATA reference oscillator: 150 MHz
  • 42 clock I/O of UltraScale FPGA available on FMC
  • 13 clock I/O of Zynq FPGA available on FMC

Connectivity & Expandability

  • Daughter card connectors (FMC-HPC)
    • 3 FMC-HPC connected to UltraScale FPGA
      • 480 I/O (240 DIFF) - standard GPIO optimized for LVDS & TDM
      • 26 GTH - high speed serial I/O
    • 1 FMC-HPC connected to Zynq FPGA
      • 144 I/O (70 DIFF) - standard GPIO optimized for LVDS & TDM
      • 4 GTX - high speed serial I/O
  • Inter-FPGA connections
    • 160 I/O (80 DIFF) - standard GPIO optimized for LVDS & TDM
    • 4 GTX - high speed serial I/O

Memory Resources

  • Memories connected to UltraScale FPGA
    • up to 64 GB of DDR4 in 4 SO-DIMM slots (2 independent controllers)
    • 1152 Mb of RLDRAM-3 in 2 modules
    • SPI Flash, NAND Flash
    • Micro-SD slot
  • Memories connected to Zynq FPGA
    • 1 GB of DDR3
    • SPI Flash, EEPROM
    • 2 Micro-SD slots

Interfaces & Hosting

  • Host interfaces connected to Zynq FPGA
    • PCIe x8, Gen 2
    • USB 2.0
    • UART/USB
  • Other peripherals connected to Zynq FPGA
    • I2C peripherals: RTC, Temperature Sensor, Accelerometer, EEPROM
    • Misc: 4 LEDs, 8 Switches
  • Peripherals connected to UltraScale FPGA
    • PCIe x8, Gen 3
    • Gigabit Ethernet
    • QSFP+
    • USB 3.0, USB 2.0 OTG, UART/USB
    • SATA (2 slots)
    • HDMI
    • BullsEye GTH (4 lines)
    • Misc: 11 LEDs, 10 Switches, 60 GPIO in 3 gold-pin connectors
  • Board configuration and FPGA programming
    • Programming from Host
      • via USB 2.0 (Aldec Hes.Asic.Proto application)
      • via JTAG (Xilinx utilities)
      • via Digilent USB JTAG-SMT (Xilinx utilities)
    • Programming from Micro-SD card or QSPI Flash

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