【PZ-ZU15EG-KFB】——ZYNQ UltraScale + 异构架构下的智能边缘计算标杆

璞致（上海）电子科技有限公司基于10 年 + SDR 及 ARM/FPGA 技术积淀，推出 PZ-ZU15EG-KFB 开发板 —— 一款以 Xilinx ZYNQ UltraScale+ XCZU15EG 为核心的异构计算平台。该产品融合四核 ARM Cortex-A53 处理器、双核 Cortex-R5F 实时处理器与 747K 逻辑单元 FPGA，构建 “通用计算 + 实时控制 + 定制加速” 三位一体的处理架构，为工业智能、机器视觉、医疗设备等高端场景提供从原型验证到量产落地的全流程解决方案，重新定义嵌入式系统的性能与灵活性边界。

一、功能卖点

1. • SoC： XCZU15EG-2FFVB1156I，-40 °C ~ +85 °C 工业级全温域验证，功耗 < 15 W 典型场景。
   • FPGA： 1.143 M LUT、3 552 DSP48E2、70.6 Mb UltraRAM，可硬解 H.265 8K@60 fps 或跑 2048-FFT 连续波雷达。
   • CPU： 4× Cortex-A53 1.5 GHz + 2× Cortex-R5 600 MHz + Mali-400 MP2，支持 SMP Linux & FreeRTOS AMP。
   • 存储： 8 GB 64-bit DDR4-2400（ECC 可选）+ 64 GB eMMC 5.1 + 512 Mb QSPI-XIP，启动 < 500 ms。
   • 带宽： 8× GTY 16.3 Gb/s + PCIe Gen3 ×4 + 2× SFP28 + FMC-HPC（8 GTY + 160 IO），单卡 128 Gb/s 全双工。
   • 软件： Vivado 2023.2 官方 BSP + PetaLinux 2023.2 + Vitis-AI 2.5，ResNet50 8K 帧级推理 60 fps。
   

   1. 异构计算架构，兼顾性能与灵活性

处理器集群：四核 Cortex-A53（1.333GHz）负责通用计算与操作系统运行，双核 Cortex-R5F（533MHz）专注实时控制任务（如工业协议解析、闭环控制），Mali™-400MP2 GPU（667MHz）支持图形加速，满足多任务并发需求。
FPGA 逻辑资源：747K 逻辑单元、341000 个 LUTs、682000 个触发器及 3528 个 DSP Slices，可实现自定义算法加速（如 FFT、图像滤波），26.2Mb BLOCK RAM 提供高速数据缓存，适配低延迟场景。
内存配置：PS 侧 4GB DDR4（通用数据处理）+ PL 侧 2GB DDR4（FPGA 高速数据缓冲），8GB eMMC 本地存储，支持海量数据实时处理与本地缓存。

2. 全场景接口生态，无缝对接外设

高速通信：PS 侧 + PL 侧双千兆以太网（支持 IEEE 1588 PTP 同步），2 路 SFP 光模块接口（光纤传输），PCIe 3.0 x4 扩展 NVMe SSD，构建 “电 - 光 - 存储” 高速链路，满足工业以太网与边缘计算数据传输需求。
音视频处理：1 路 HDMI 输入 + 1 路 HDMI 输出（均支持 4K 分辨率），2 路 MIPI 摄像头接口，1 路 Mini DP 显示接口，可直接对接工业相机、高清显示屏，实现从图像采集到显示的端到端处理。
工业总线与扩展：集成 CAN、RS485 接口（支持 Modbus 协议），FMC-HPC 扩展口（8 对 GTH 高速收发器 + 72 个 IO）兼容高速 ADC/DAC 子卡（如 AD9643、AD9122），2 个 40P 扩展口支持双目摄像头、LCD 屏等外设，灵活匹配多样化场景。

3. 工业级可靠性，适应极端环境

工作温度覆盖 -40°C~+85°C ，通过宽温测试验证，可稳定运行于工业现场、车载、户外监测等恶劣环境。
采用 12V/3A 宽压电源输入，具备过流、反接保护；PCB 采用黑色哑光沉金工艺，6 层板设计严格控制阻抗（±10% 以内），核心板尺寸 85×75mm，适配紧凑空间安装。

4. 全栈开发支持，加速技术落地

开发工具兼容：支持 Vivado 2023.1+、SDK、PetaLinux，兼容 Verilog/VHDL 硬件描述语言与 C/C++、Python 软件开发，降低跨领域开发门槛。
PYNQ 生态支持：提供丰富 PYNQ 例程，通过 Jupyter Notebook 实现 FPGA 逻辑与 Python 代码协同开发，快速验证 AI 算法（如 OpenCV 图像处理、TensorFlow Lite 推理）。
例程资源：涵盖 FPGA 逻辑实验（DDR4 控制、ADC 采集）、SDK 实验（CAN 通信、HDMI 输出）、PetaLinux 实验（Linux 系统定制、NVMe 驱动）等 200 + 例程，覆盖主流应用场景。

四、应用场景

1. 智能机器视觉系统

依托异构架构，Cortex-A53 运行机器视觉算法（如 YOLO 目标检测），FPGA 实时预处理图像（降噪、边缘提取），4K HDMI 与 MIPI 接口同步采集双目摄像头数据，3528 个 DSP Slices 加速立体匹配计算，适用于工业质检、自动驾驶环境感知等场景。

2. 工业边缘控制器

双千兆以太网（PS 侧管理、PL 侧实时通信）实现工业协议转换（PROFINET/EtherCAT），Cortex-R5F 处理闭环控制逻辑，FPGA 扩展高速 ADC 子卡（如 AD7606）采集传感器数据，支持边缘端实时分析与控制指令生成，适配智能产线、机器人控制。

3. 医疗影像设备

4K HDMI 输入接口对接医学成像模块（如超声探头），FPGA 实现影像实时降噪与增强，Cortex-A53 运行影像分析算法（如病灶识别），CAN 总线连接医疗设备控制单元，满足医疗设备对实时性与精度的双重需求。

4. 电力监测与智能电网

通过 FMC 接口扩展高速 ADC 子卡（如 AD9643）采集电网波形，FPGA 实时计算谐波与功率因数，Cortex-A53 汇总分析数据并通过 SFP 光纤接口上传至云端，-40°C~+85°C 宽温设计适应户外变电站环境。

五、开发支持与扩展生态

FMC 生态即插即用
• PZ-FH9371：AD9361 2×2 MIMO SDR 70 MHz-6 GHz
• PZ-FL9643：250 MSPS 14-bit ADC 4-ch
• PZ-FL8211F：4× 1 GbE + IEEE 1588
• PZ-FL3014：USB3.0 5 Gbps Host/Device
提供 Vivado TCL 一键工程 + Device Tree Overlay。

关于璞致电子

璞致电子专注于软件无线电、高速信号处理与嵌入式平台的研发设计，致力于为全球科研用户与行业客户提供高可靠、高性价比的通信与信号处理模块解决方案。我们以稳定的产品质量和灵活的定制能力，赢得了多个科研单位和通信企业的信赖。我们诚邀您关注璞致（上海）电子科技有限公司的官方网站及社交媒体，获取更多关于ZU15EG的详细信息及后续动态。

审核编辑 黄宇