【AMD/ザイリンクス】Zynq UltraScale+ MPSoCの仕様・機能・評価ボード・開発環境・対応OSを紹介

Zynq UltraScale+ MPSoCは、ザイリンクス社が提供するSoC(System-on-a-chip)です。プロセッサやコアが複数搭載されており、高性能であるのが特徴です。

Zynq UltraScale+ MPSoCとは

Zynq® UltraScale+™ MPSoC デバイスは、最大 64 ビットのプロセッサ スケーラビリティを提供し、ソフトおよびハード エンジンの連携によるリアルタイム制御によって、グラフィックス、ビデオ、波形、およびパケットの処理を実行します。共通するリアルタイム プロセッサとプログラマブル ロジックを統合したプラットフォーム上に構築された 3 種類のデバイス (デュアル アプリケーション プロセッサ (CG) デバイス、クワッド アプリケーション プロセッサと GPU (EG) デバイス、ビデオ コーデック (EV) デバイス) は、5G ワイヤレス、次世代 ADAS、およびインダストリアル IoT などのアプリケーションに無限の可能性をもたらします。

出典：Zynq UltraScale+ MPSoC

Zynq UltraScale+ MPSoCは、ザイリンクス社が提供するSoC(System-on-a-chip)です。

半導体のSoC(システムオンチップ)、システムLSIとは？定義・意味・特徴をわかりやすく解説

Zynq UltraScale+ MPSoCの特徴は、1つのSoC内にアプリケーション処理ユニット、リアルタイム処理ユニットの2つのプロセッサが搭載されていることです。

アプリケーション処理ユニットにはArm Cortex-A53、リアルタイム処理ユニットにはArm Cortex-R5を採用しています。
このように、プロセッサごとに異なるコアを搭載することで、それぞれのコアの機能を最適化しています。

また、各プロセッサ内にコアを複数搭載(＝マルチコア)することで、更に高機能化しています。

組込みにおけるマルチコア、マルチコアプロセッサとは？種類・定義・特徴をわかりやすく解説

Zynq UltraScale+ MPSoCのテクニカル リファレンス マニュアル、ソフトウェア開発者向けガイドは下記をご覧ください。

Zynq UltraScale+ MPSoCの構成

Zynq UltraScale+ MPSoCは内蔵されているコアの個数別にCG、EG、EVの3つのファミリに分かれています。

詳しい構成は下記の通りです。

	CG デバイス	EG デバイス	EV デバイス
アプリケーション プロセッシング ユニット	デュアル コア Arm® Cortex™-A53	クワッド コア Arm Cortex-A53	クワッド コア Arm Cortex-A53
リアルタイム プロセッシング ユニット	デュアル コア Arm Cortex-R5	デュアル コア Arm Cortex-R5	デュアル コア Arm Cortex-R5
グラフィックス プロセッシング ユニット	–	Arm Mali™-400 MP2	Arm Mali-400 MP2
ビデオ コーデック ユニット	–	–	H.264/H.265 をサポート
ダイナミック メモリ インターフェイス	DDR4、LPDDR4、DDR3、DDR3L、LPDDR3
高速ペリフェラル	PCIe® Gen2、USB3.1、SATA 3.0、DisplayPort、Gigabit Ethernet

出典：Zynq UltraScale+ MPSoC

Zynq UltraScale+ MPSoCの製品ライン

それぞれのファミリの特徴、ラインアップは下記の通りです。

Zynq UltraScale+ CGの特徴

出典：Zynq UltraScale+ MPSoC

Zynq UltraScale+ CGは、Zynq UltraScale+ MPSoCの中でも低コストのファミリです。デュアルコアArm Cortex-A53、デュアルコアArm Cortex-R5を内蔵しています。
Zynq UltraScale+ CGは、産業用モーター制御、センサー フュージョン、およびインダストリアル IoT アプリケーション向けに最適化されています。

Zynq UltraScale+ CGのラインアップ

Zynq UltraScale+ CGのラインアップは以下の通りです。

Zynq UltraScale+ EGの特徴

出典：Zynq UltraScale+ MPSoC

Zynq UltraScale+ EGは、Zynq UltraScale+ MPSoCの中でもミドルクラスのものです。クアッドコアArm Cortex-A53、デュアルコアArm Cortex-R5を内蔵しています。

更に、GPU(グラフィックスプロセッシングユニット)であるARM Mali-400 MP2も搭載しています。

Zynq UltraScale+ EGは、次世代ワイヤード/5G ワイヤレス インフラストラクチャ、クラウド コンピューティング、および航空宇宙/防衛向けアプリケーションで成功するために必要な専用の処理機能を備えています。

Zynq UltraScale+ EGのラインアップ

Zynq UltraScale+ EGのラインアップは以下の通りです。

Zynq UltraScale+ EVの特徴

出典：Zynq UltraScale+ MPSoC

Zynq UltraScale+ EVは、EGをベースに構築されています。Zynq UltraScale+ EVは、EGには無かったビデオコーデックユニットが統合されています。このビデオコーデックユニットは、高精細ビデオを想定して設計されています。

このため、EV デバイスは、マルチメディア、車載用 ADAS、監視システム、その他エンベデッド ビジョン アプリケーションに最適化されています。

Zynq UltraScale+ EVのラインアップ

Zynq UltraScale+ EVのラインアップは以下の通りです。

Zynq UltraScale+ MPSoCシリーズの入手方法

Zynq UltraScale+ MPSoCシリーズのプロセッサは、下記の販売代理店で購入できます。

Zynq UltraScale+ MPSoCの開発環境

Zynq UltraScale+ MPSoCに対応した代表的な開発環境は以下のとおりです。

Zynq UltraScale+ MPSoC評価キット(評価ボード)

ザイリンクス社からは以下の純正の評価キットが提供されています。

また、サードパーティのAvnet社からは、以下の評価キットが提供されています。

Zynq UltraScale+ MPSoCの対応OS

Zynq UltraScale+ MPSoCに対応しているOSは、以下の通りです。

弊社製品「μC3(マイクロ・シー・キューブ)」のご紹介

高性能リアルタイム処理向けRTOS「μC3（マイクロ・シー・キューブ）/Standard」

μC3(マイクロ・シー・キューブ)/Standardは、μITRON4.0のスタンダードプロファイルをベースに、32/64ビットプロセッサが搭載された組込みシステム向けのRTOSです。

μC3/Standardは、高性能プロセッサがより高度なリアルタイム制御に耐えられるよう、割込み禁止時間を極力なくし、割込み応答性を最重要課題として設計したRTOSです。

ARM Cortex-Aシリーズ、ARM Cortex-Rシリーズだけでなく、高性能な ARM Cortex-MやRenesas RXシリーズにも対応しています。

マルチコアAMP拡張版RTOS「μC3（マイクロ・シー・キューブ）/Standard+M」

μC3/Standard+Mは、μC3/StandardにAMP型のマルチコア拡張を追加したマルチコアプロセッサ向けのリアルタイムOSです。

μITRON4.0のスタンダード・プロファイルをベースに、AMP型の特徴を活かしたコア毎の処理・リソースの割り当て、コア間連携のためのAPIを追加しています。

ARM Cortex-Aシリーズを中心にマルチコアのMPUをサポートしています。

LinuxとRTOSの共存ソリューション「μC3（マイクロ・シー・キューブ）+Linux」

μC3+LinuxはマルチコアCPUにLinuxとRTOSを共存させ、OS間の通信を可能にするソリューションです。

種類の異なった2つのOSを共存させることで、RTOSのリアルタイム性能とLinuxが持つ豊富なソフトウェア資産を有効に活用することができます。

Zynq UltraScale+ MPSoCとμC3/Standardの導入事例

など

Zynq UltraScale+ MPSoCとμC3/Standard+Mの導入事例

など