PZ/璞致【PZ-ZU19EG-KFB】—ZYNQ UltraScale + 赋能异构计算与高性能嵌入式系统开发

璞致（上海）电子科技有限公司深耕 ARM/FPGA 异构计算领域十余年，推出的 PZ-ZU19EG-KFB 开发板，以 Xilinx ZYNQ UltraScale+ XCZU19EG 为核心，构建 “通用处理 + 实时控制 + 定制加速 + 超高速传输” 的全栈解决方案。该产品融合四核 Cortex-A53 通用算力、双核 Cortex-R5F 实时控制与 1143K 逻辑单元 FPGA 加速能力，配备 40G 光接口、PCIe 3.0 x8 及双路 MIPI 等高速链路，为 40G 光通信、多通道智能监测、工业边缘 AI 等高端场景提供从原型验证到量产落地的一站式支持，重新定义高端嵌入式平台的性能与可靠性边界。

一、功能卖点

MPSoC选型优势：ZU19EG是Zynq UltraScale+系列中资源最丰富的器件之一，其逻辑单元、DSP Slice和GTY收发器数量远超ZU7EG/ZU9EG等常见型号，为用户提供了更大的设计裕度和处理能力，尤其适合对资源和性能有极致要求的应用。

接口配置与扩展性：PZ-ZU19EG-KFB在接口配置上力求全面且高性能，例如提供多路QSFP28和多个FMC+接口，这在许多竞品中并不常见或数量有限，极大地提升了板卡的通用性和扩展性，能够支持更复杂的系统集成。

电源与散热设计：针对ZU19EG的高功耗，璞致在电源和散热方面进行了优化设计，确保板卡在长时间高负载运行下的稳定性和可靠性，这对于工业级或科研级应用至关重要。

本土化支持与定制服务：作为国内厂商，璞致电子科技能够提供更及时、更深入的技术支持和定制化服务，包括硬件修改、固件开发协助、应用层软件集成等，这对于国内客户而言是重要的附加价值。

性价比：在提供顶级性能和丰富功能的同时，璞致致力于提供具有竞争力的价格，帮助客户在预算范围内实现高性能系统的部署。

1. 异构算力集群，分层处理多维度任务

处理器架构：采用 XCZU19EG-2FFVC1760I 主控制器，四核 Cortex-A53（1.333GHz）负责操作系统运行与复杂算法（如 AI 推理、协议栈解析），双核 Cortex-R5F（533MHz）专注实时控制（如工业总线时序、闭环反馈），Mali?-400MP2 GPU（667MHz）支持图形加速，三者通过 AXI 总线无缝协同，实现 “通用任务 - 实时控制 - 硬件加速” 的分层处理。

FPGA 加速能力：1143K 逻辑单元、1045000 个 LUTs、523000 个触发器及 1968 个 DSP Slices，支持自定义硬件加速（如 16 路并行 FFT、图像特征提取）；34.6Mb BLOCK RAM 提供高速数据缓存，配合 PL 侧 8GB DDR4，可实现多通道 1GSPS 数据的实时预处理。

2. 超高速接口生态，支撑海量数据链路

光通信与高速互联：4 路 40G QSFP 接口（基于 16 对 GTY 高速收发器，线速 32.75Gbps），支持 40G Ethernet/OTN 协议；PCIe 3.0 x8 接口（带宽 64Gbps），可扩展 NVMe SSD 或服务器级处理器，构建 “光 - 电 - 存储” 超高速链路，适配数据中心互联场景。

多维度扩展：2 个 FMC 接口（1 个 HPC 含 8 对 GTH+164 个 IO，1 个 LPC 含 1 对 GTH+72 个 IO），兼容高速 ADC/DAC 子卡（如 AD9680 12bit 5GSPS ADC）；双路 MIPI CSI 接口（支持 2000 万像素工业相机）、4 路 SATA（总带宽 6Gbps）、USB3.0 x4（外设扩展），满足多场景外设对接需求。

3. 高可靠设计，适配极端环境

存储与启动冗余：PS 侧 8GB DDR4（带 ECC 纠错，确保数据完整性）+ PL 侧 8GB DDR4（高速缓存）；32GB eMMC 本地存储，双 512Mb QSPI FLASH（支持双启动，提升系统冗余），适应工业级数据可靠性要求。

工业级特性：工作温度覆盖 **-40°C~+85°C**，通过宽温测试验证；12V/3A 宽压供电（具备过流 / 反接保护）；PCB 采用 2mm 厚 6 层板、黑色哑光沉金工艺，阻抗控制精度 ±5%，确保 32.75Gbps 高速信号完整性，核心板尺寸仅 90×75mm，适配紧凑空间安装。

4. 全栈开发支持，加速技术落地

工具链兼容：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；支持 PYNQ 框架，通过 Jupyter Notebook 实现 FPGA 与 Python 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 40G QSFP 误码率测试、PCIe 3.0 x8 数据传输、8 通道 AD7606 同步采集、MIPI 相机图像加速处理等 30 + 专项例程，覆盖光通信、工业控制、机器视觉等主流场景。

四、应用场景

1. 40G 光通信与数据中心互联

依托 4 路 40G QSFP 接口与 GTY 收发器，FPGA 实现 40G Ethernet 帧解析与 FEC 纠错（如 RS (255,239)），Cortex-A53 运行流量调度算法，PCIe 3.0 接口与服务器交互，适用于数据中心互联、骨干网光传输设备开发，可将协议处理延迟降低。

2. 多通道智能监测系统

通过 FMC-HPC 扩展 8 通道 AD7606 子卡（16bit 200KSPS），FPGA 并行采集电力 / 工业信号并实时预处理（滤波、谐波分析），Cortex-R5F 实现毫秒级闭环控制，40G QSFP 上传汇总数据，适用于智能电网监测、工业物联网边缘节点，支持 16 路信号同步采集与分析。

3. 机器视觉与 AI 边缘计算

双路 MIPI CSI 对接 2000 万像素工业相机，FPGA 实现图像降噪与特征提取加速（处理帧率提升 3 倍），Cortex-A53 运行 YOLO 目标检测算法（基于 TensorFlow Lite），Mini DP 接口输出实时检测结果，适用于高精度工业质检、自动驾驶环境感知，检测延迟≤10ms。

4. 医疗影像处理设备

PCIe 3.0 x8 扩展 GPU 加速卡，FPGA 预处理超声 / CT 影像（如伪影去除），Cortex-A53 运行影像重建算法，SATA 接口存储原始数据，-40°C~+85°C 宽温设计适配医疗设备稳定运行需求。

PZ-ZU19EG-KFB的强大异构处理能力和丰富接口使其成为众多前沿领域的理想开发平台：

人工智能与机器学习：边缘AI推理加速、深度学习模型部署、神经网络处理器原型验证。

机器视觉与图像处理：高分辨率图像/视频实时处理、目标检测与跟踪、3D重建、工业检测。

5G/6G通信：5G基站基带处理单元（BBU）、O-RAN DU/CU原型、毫米波通信系统、软件定义无线电（SDR）。

工业自动化与机器人：实时运动控制、复杂传感器数据融合、工业物联网（IIoT）网关、机器人视觉与导航。

测试与测量：高速数据采集与分析、协议仿真、仪器控制。

航空航天与国防：雷达信号处理、高可靠性嵌入式控制系统。

高性能计算：数据中心加速卡、科学计算、金融建模。

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ZU19EG的详细信息及后续动态。

审核编辑 黄宇