Blog de la compañía Xilinx XA7S50-1FGGA484I Automóvil de alto rendimiento Spartan-7 XA FPGA

XilinxSe aplicará el procedimiento de ensayo de la norma de la Directiva 2008/57/CE.FPGA de alto rendimiento para automóviles Spartan-7 XA

La Comisión consideró que los importes procedentes de China no constituían ayuda estatal en el sentido del artículo 2 del Reglamento de base.Suministra y recicla el XilinxSe aplicará el procedimiento de ensayo de la norma de la Directiva 2008/57/CE., un chip Spartan-7 XA FPGA de alto rendimiento para automóviles.

I. Fundamento de posicionamiento y cumplimiento de la industria del automóvilSe aplicará el procedimiento de ensayo de la norma de la Directiva 2008/57/CE.

El XA7S50-1FGGA484I es el FPGA insignia de la serie Spartan-7 XA, diseñado para aplicaciones de electrónica automotriz exigentes.,ADAS (Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor), puertas de enlace en el vehículo y sistemas de infoentretenimiento, que ofrecen una solución lógica programable de grado automotriz que equilibra bajo costo, bajo consumo de energía,alto rendimiento y alta fiabilidad.

ElSe aplicará el procedimiento de ensayo de la norma de la Directiva 2008/57/CE.cumple estrictamente la norma automotriz AEC-Q100 Grade 1 (rango de temperaturas de funcionamiento: -40°C a +125°C), ha obtenido la certificación de seguridad funcional ISO 26262 ASIL-B,y apoya una cadena de suministro automotriz sin defectos con suministro a largo plazo (15 años o más)Cumple plenamente los requisitos básicos de la electrónica automotriz en cuanto a resistencia a las vibraciones, interferencias electromagnéticas, alta temperatura y humedad, y funcionamiento estable a largo plazo.Diferente de los AGPF de grado industrial y de consumo, sirve como la plataforma central para lograr la programabilidad de hardware y la iteración funcional flexible en sistemas electrónicos de automóviles.

II. Las condiciones de trabajoSe aplicará el procedimiento de ensayo de la norma de la Directiva 2008/57/CE.Especificaciones básicas de hardware y parámetros de rendimiento

1Envases básicos y parámetros eléctricos

Nombre completo del modelo:Se aplicará el procedimiento de ensayo de la norma de la Directiva 2008/57/CE.

Tipo de paquete: FGGA484 (Fine-Pitch Ball Grid Array), 484 pines, ancho de bola de 0,8 mm, dimensiones del paquete 19 × 19 mm, adecuado para el diseño de alta densidad en PCB de automóviles

Grado de velocidad: -1 (grado básico de alto rendimiento, consumo de energía de equilibrio y cronometraje)

Clase de temperatura: Clase I (clase industrial/automotriz 1, de -40°C a +125°C), adecuada para entornos automotrices de alta temperatura, como el compartimento del motor y el chasis

Tensión de alimentación: núcleo VCCINT 1.0V; banco de E/S 3.3V/2.5V/1.8V/1.5V/1.2V adaptativo, que admite conexión directa a periféricos automotrices de alto voltaje

Consumo de energía típico: en modo de espera < 10 mW, dinámico < 1,5 W, significativamente inferior a los SoC de grado automotriz con un rendimiento comparable,adecuado para diseños de automóviles de baja potencia (12V/24V sistemas de potencia de automóviles)

2Recursos lógicos y configuración de memoria (arquitectura central Spartan-7 XA)

ElSe aplicará el procedimiento de ensayo de la norma de la Directiva 2008/57/CE.se basa en el proceso de baja potencia de 28 nm de Xilinx y integra una matriz lógica programable completa, con configuraciones de recursos adaptadas con precisión a los requisitos de control automotriz de gama media a alta:

Bloques lógicos configurables (CLB): 33,650, que comprende 134.600 células lógicas (LC), que soportan la implementación de hardware de algoritmos de control automotriz complejos como la lógica combinativa, la lógica secuencial y las máquinas de estado

Tablas de búsqueda (LUT): 67.300 LUT de 6 entradas, que admiten lógica distribuida y RAM distribuida para permitir el procesamiento de señales de alta velocidad

Flip-flops (FF): 134.600 flip-flops de tipo D, compatibles con el control de tiempo síncrono/asincrónico, adecuados para la adquisición de señales de alta frecuencia y el control en tiempo real en aplicaciones automotrices

RAM de bloque (BRAM): 1,920 Kb (240 × 8 Kb), BRAM de doble puerto, soporte para almacenamiento en caché de datos, FIFO y búfer de fotogramas para cumplir con los requisitos de transmisión de vídeo y datos automotrices

Dispositivos para el procesamiento de señales digitales (DSP): 120, cada uno con un multiplicador de 18 × 18 + acumulador de 48 bits, que admite operaciones de punto fijo y punto flotante,que permite la aceleración de hardware del preprocesamiento de datos del sensor ADAS, algoritmos de control y filtración de vectores motores

Circuitos bloqueados por fase (PLL): 4, que admiten la multiplicación, división y cambio de fase del reloj; frecuencia máxima de reloj de salida de 450 MHz,satisfacer los requisitos de sincronización de las interfaces automotrices de alta velocidad (CAN FD), LIN, Ethernet, LVDS)

Red de relojes globales: 16 líneas de relojes globales, distribución de relojes poco sesgada, lo que garantiza un funcionamiento sincronizado en todo el chip

3Interfaces de E/S y capacidades de comunicación en el vehículo (Ventajas fundamentales para la adaptación del automóvil)

Como un FPGA de grado automotriz, elSe aplicará el procedimiento de ensayo de la norma de la Directiva 2008/57/CE.Los recursos de E/S están totalmente adaptados a las interfaces de comunicación y control habituales del vehículo, apoyando la implementación de múltiples protocolos basados en hardware:

Pinos de E/S de usuario totales: 250, que admiten estándares como los de 3,3 V LVCMOS, 2,5 V LVCMOS, 1,8 V LVCMOS, 1,5 V HSTL y 1,2 V SSTL

E/S diferencial de alta velocidad: 120 pares, compatibles con LVDS, RSDS y mini-LVDS, con una velocidad de datos máxima de 1,25 Gbps, adecuado para la transmisión de datos de alta velocidad en cámaras, radares y pantallas de automóviles

Soporte de interfaz de comunicación dedicada: soporte nativo para los protocolos de bus del vehículo, incluido CAN 2.0, CAN FD, LIN, SENT y PSI5; Ethernet en el vehículo (100Mbps/1Gbps) y FlexRay se pueden implementar a través de núcleos IP, eliminando la necesidad de chips de protocolo dedicados externos

Capacidades de accionamiento: corriente de accionamiento de E/S ajustable de 4 mA a 24 mA, que admite el accionamiento directo de periféricos de automóviles como relés, válvulas electrónicas y LED,reducción de la necesidad de circuitos de accionamiento externos

III. Principales ventajas técnicas de laSe aplicará el procedimiento de ensayo de la norma de la Directiva 2008/57/CE.Núcleo de grado automotriz

1Seguridad y fiabilidad funcionales (requisitos básicos para la electrónica automotriz)

Cumple con la norma de seguridad funcional ISO 26262 ASIL-B. Cuenta con auto-prueba de hardware incorporada (BIST), corrección de errores ECC (bloque de memoria RAM / memoria de configuración),Monitoreo del reloj y monitoreo del voltajeApoya la detección de fallos y la transición de estado seguro, cumpliendo con los requisitos de seguridad funcional para la electrónica automotriz

Diseño resistente a las interferencias: Proceso optimizado de 28 nm, circuitos de protección EMI/EMC incorporados, pasa las pruebas de compatibilidad electromagnética electrónica automotriz,y se adapta a entornos electromagnéticos complejos en el vehículo

Fabricación sin defectos: cadena de suministro de grado automotriz Xilinx, 100% pruebas de fábrica, soporta el PPAP (Proceso de aprobación de piezas de producción),y cumple los requisitos de control de calidad de los proveedores de nivel 1 de automoción y los fabricantes de equipos originales

2Bajo consumo de energía y alta integración (adaptado a las fuentes de alimentación del vehículo y a las limitaciones de espacio)

Proceso de baja potencia HKMG (High-k Metal Gate) de 28 nm; el consumo de energía estática es solo un tercio del de los FPGAs de grado industrial;El consumo de energía dinámica se reduce en un 40% en comparación con la generación anterior de la misma serie; adaptado a las fuentes de alimentación de bajo voltaje de 12V/24V del vehículo, reduciendo los requisitos de diseño térmico

La integración de un solo chip de lógica, memoria, DSP, E/S de alta velocidad y gestión de reloj reemplaza la combinación tradicional de “MCU” + ASIC dedicado + chip de interfaz.reducción de la huella de PCB en un 30%~50% y reducción de los costes de los BOM, al mismo tiempo que satisfacen los requisitos de miniaturización de las ECU para automóviles

3Programabilidad del hardware y iteración flexible (tendencia hacia la electrónica automotriz definida por software)

Apoya el entorno de desarrollo Xilinx Vivado, proporcionando un conjunto completo de núcleos IP de grado automotriz (CAN FD, Ethernet automotriz, control de motor, procesamiento de video, preprocesamiento ADAS),y admite el desarrollo de C/C++ y Verilog/VHDL, acortando así el ciclo de desarrollo de las ECU instaladas en los vehículos

Soporta la reconfiguración en circuito (ICAP); los sistemas en el vehículo pueden actualizar la lógica FPGA a distancia a través de CAN o Ethernet para permitir iteraciones de características,actualizaciones de algoritmos y correcciones de defectos sin necesidad de reemplazo de hardware, en consonancia con la tendencia hacia las actualizaciones de OTA automotrices

Compatible con toda la gama de IP Spartan-7, lo que permite una rápida adaptación de soluciones maduras instaladas en el vehículo y reduce los riesgos de desarrollo

IV. Escenarios básicos de aplicación en el vehículo para elSe aplicará el procedimiento de ensayo de la norma de la Directiva 2008/57/CE.

ADAS (Advanced Driver Assistance Systems): permite el preprocesamiento de datos de radar de onda milimétrica, LiDAR y cámaras (filtración, detección de objetos, transformación de coordenadas),ayuda a los controladores de dominio (MCU/SoC) a reducir la carga computacional, y funciones de apoyo como el mantenimiento del carril, la advertencia de colisión y la vigilancia del punto ciego

Control de dominio del tren motriz: se utiliza para controladores de motor (MCU), sistemas de gestión de baterías (BMS) y convertidores CC-CC; implementa control PWM, detección de corriente / voltaje,Control de vectores y protección contra fallos• apoya sistemas de propulsión eléctrica para vehículos de nueva energía

Módulo de control del cuerpo (BCM): integra el control de los faros, el control del bloqueo de ventanas/puertas, el control del limpiaparabrisas y el control del asiento, con interfaces de entrada/salida y bus multicanal,sustitución de los chips de control discreto tradicionales

Puerta de enlace y comunicaciones en el vehículo: permite la conversión de protocolos CAN FD, LIN y Ethernet en el vehículo y el enrutamiento de datos.facilitar la comunicación entre los dominios del vehículo y apoyar la interconexión de alta velocidad de las redes embarcadas

Infoentretenimiento en el vehículo (IVI): se utiliza para el controlador de pantalla, la decodificación de vídeo y el procesamiento de audio, es compatible con las pantallas de control central, los grupos de instrumentos,y sistemas de entretenimiento del asiento trasero

V. Resumen de las propuestas de la ComisiónSe aplicará el procedimiento de ensayo de la norma de la Directiva 2008/57/CE.

ElSe aplicará el procedimiento de ensayo de la norma de la Directiva 2008/57/CE.es un FPGA rentable, altamente confiable y de baja potencia de grado automotriz dentro de la serie Xilinx Spartan-7 XA, diseñado para aplicaciones automotrices de gama media a alta. Basado en un proceso de 28 nm,AEC-Q100 Grado 1, ISO 26262 ASIL-B, y integra amplios recursos de lógica, DSP y I/O de alta velocidad.bajo consumo de energía y programabilidad flexible, por lo que es una plataforma de hardware ideal para ADAS automotriz, tren motriz, control de carrocería y aplicaciones de pasarela en el vehículo.Apoya la actualización tecnológica de la electrónica automotriz hacia el, soluciones aceleradas por hardware.