Versal Premium 系列
实现最高的带宽和计算密度
在灵活应变的平台上
从网络到云
在功率优化的灵活应变平台上实现网络 IP 的突破性集成
主要特性
自适应引擎
Versal® 架构高灵活性的核心是其灵活应变的引擎，可以集成任何传感器，连接任何接口，并可实现处理任何工作负载的灵活性。灵活应变的引擎具有并行性和确定性功能，可实现并适应传感器融合算法，可加快整个流水线的前后数据处理，可执行确定性网络和实时响应的电机控制，可隔离故障安全工作的安全重要性功能，并支持硬件冗余和故障恢复。
标量引擎
标量引擎提供的高功效嵌入式计算可提供实时系统所需的安全性和安防性。双核 Arm® Cortex®-A72 应用处理器是运行 linux 类应用的理想选择，而双核 Arm Cortex-R5F 实时处理器则可针对最高级别的功能安全性（ASIL 和 SIL）运行安全性极为关键的代码。 平台管理控制器 (PMC) 基于三重冗余处理器，可管理器件工作，包括平台启动、高级电源及散热管理、安全性、安防性以及整个平台的可靠性等。
112G PAM4 收发器
800G 及以上网络
Versal Premium 系列 112G PAM4 收发器是实现功率优化型 800G 网络系统的核心。Versal Premium ACAP 在同一器件上提供 32G、58G 和 112G 收发器的广泛选择，允许厂商扩展主流 100G 系统、增加 400G 部署，并将自己定位为 800G 以上的厂商。
400G 高速加密引擎
安全网络线路速率加密
Versal Premium ACAP 提供 1.6Tb/s 的行速率加密吞吐量，因此是安全网络的理想平台。它在灵活应变的平台上采用业界唯一的硬化 400G 通道化高速加密 (HSC) 引擎。HSC 引擎支持 AES-GCM 加密／解密、MACsec 和 IPsec，可实现多层安全性。
支持 FEC 的多速率以太网内核
单个支持 10G - 800G 的平台
专用连接 IP 支持多种数据速率和协议，可实现几太比特的安全以太网。100G 和 600G 以太网内核的混合，不仅可提供高达 5Tb/s 的吞吐量，而且还可从接入网络扩展到地铁，再到核心网络，所有这些都在单个平台上完成。
支持 FEC 的 600G Interlaken
可扩展的芯片至芯片互连
器件中集成的 Interlaken 内核可通过内建的流量控制支持高达 600Gb/s 的速率，实现高带宽的可靠数据传输。凭借可实现功率优化纠错的集成型 RS-FEC，Versal Premium 器件不仅支持可扩展的芯片至芯片互连，同时还可最大限度减少网络系统的 I/O 和电源开销。
支持 DMA & CCIX、CXL 的 PCIe Gen5
CPU 至加速器的最佳通信
PCIe®Gen5 可为新一代计算应用加速服务器 CPU 至加速器的通信，而支持可编程 NoC 的 DMA 引擎则可实现工作负载配置与部署的可扩展全方位虚拟化。CCIX/CXL 子系统可为不同的云拓扑实现（非）对称通信。
可编程的片上网络
保证 QoS 和电源效率
可编程片上网络 (NoC) 在出现在 Versal ACAP 架构中的不同计算引擎和集成型 IP 块之间提供数 TB 的优化互连，不仅可简化时序收敛，而且还可节省逻辑资源。NoC 编译器不仅提供优化的编程体验，同时还允许用户为关键数据路径管理时延和 QoS。
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拥有高性能和高灵活性等特性，可解决广泛的特定行业问题
相控阵雷达
相控雷达阵列的自适应波束形成可在频谱竞争环境下执行精确跟踪和制导。支持 AI 引擎的 Versal® Premium 器件可实现比上一代产品高 4 倍的信号处理功能 1，因此设计人员可实现除波束形成外的更多计算密集型功能。AI 引擎和 DSP 引擎原生支持各种数据类型，包括用于更大动态范围的高效单精度浮点，这在雷达应用中至关重要。
Versal Premium 系列提供 112G PAM4 收发器，支持功耗优化型 IP，从而可在缓解系统集成、降低时延和功耗的同时，确保从天线到后端接口的安全组网。Versal 架构的创新异构集成为大量的雷达系统设计带来了业界领先的尺寸、重量和功耗 (SWaP) 降低优势。
1：总体等效 DSP 引擎容量与 Virtex® UltraScale+™ VU13P FPGA 的比较
地铁／核心交通网络
由于 5G 无线、xHaul、PON 和线缆接入的带宽需求快速增长，地铁／交通网络面临着巨大的压力，需要对网络流量进行聚合和智能处理。Versal® Premium 系列提供 112G 的 PAM4 收发器，其支持专用连接 IP，如 600G 通道化多速率以太网和支持 FEC 的集成型 600G Interlaken 等，可在复杂的地铁／核心交通网络中实现高效的散热设计。
Versal Premium 的计算密度是传统硬件可编程器件的两倍，可实现硬件差异化、适应不断发展的标准，并为未来自主智能网络融入 AI/ML。
数据中心的可扩展加速
作为一个异构平台，Versal Premium 拥有世界上最高的计算密度，可针对基因组学、视频转码、搜索和机器学习等各种工作负载实现灵活应变的云加速。
Dynamic function eXchange (DFX) 允许用户以毫秒为单位交换计算内核，以配置加速器，最高效地使用云基础架构。Versal Premium 具有海量片上内存容量和带宽，以及比当前部署的 FPGA 加速器高一倍的计算密度，可提供优异的计算能力和优化的协调。
Versal Premium 从零开始构建，能够与云基础架构无缝集成，它提供了一个集成的 shell，其可确保在启动时提供主机服务器与系统内存的通信，因此加速器设计人员可减少连接所需的时间，增加实现差异化的时间。
数据中心互连
随着数据中心规模的扩大，数据中心互连 (DCI) 技术必须不断发展，才能实现高容量、高可扩展性以及高功率效率。Versal Premium 系列提供高达 112G 的可扩展收发器、高达 5Tb/s 的以太网吞吐量和 1.6Tb/s 的行速率加密，允许服务提供商部署灵活的传输技术，从而可在数据中心之间实现快速、安全的连接。
测试和测量
为了开拓从数据中心到 5G 的网络技术，供应商需要利用尖端通信测试设备来确保互操作性和稳健的网络流量管理。Versal Premium 系列的 AI 引擎和 DSP 引擎提供业界领先的信号处理性能和逻辑功能，可为自动化测试、数据流控制、跟踪和报告实现最复杂的测试逻辑。
112G 的 PAM4 收发器具备支持新兴协议的集成型 KP4 FEC，以及光学器件和背板的互操作性。专用的通道化多速率以太网内核总吞吐量为 5Tb/s，可单独访问 MAC、PCS 和 FEC 模块，以及用于自定义错误注入和统计分析的可编程逻辑资源。
Versal® Premium 系列功能概览
标量引擎功能
| VP1002 | VP1052 | VP1102 | VP1202 | VP1402 | VP1502 | VP2502 | VP1552 | VP1702 | VP1802 | VP2802 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 应用处理单元 | 双核 Arm® Cortex A72、48KB/32KB L1 高速缓存支持奇偶校验和 ECC，1MB L2 高速缓存支持 ECC | ||||||||||
| 实时处理单元 | 双核 Arm® Cortex R5F、32KB/32KB L1 高速缓存以及支持 ECC 的 256KB TCM | ||||||||||
| 存储器 | 支持 ECC 的 256KB 片上内存 | ||||||||||
| 连接功能 | 以太网 (x2)、UART (x2)、CAN FD (x2)、USB 2.0 (x1)、SPI (x2)、I2C (x2) | ||||||||||
智能引擎功能
| VP1002 | VP1052 |
VP1102 | VP1202 | VP1402 | VP1502 | VP2502 | VP1552 | VP1702 | VP1802 | VP2802 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AI 引擎 | - | - | - | - | - | - | 472 |
- | - | - | 472 |
| DSP 引擎 | 1,140 | 1,572 | 1,904 | 3,984 | 2,672 | 7,440 | 7,392 | 7,392 | 10,896 | 14,352 | 14,304 |
灵活应变的引擎功能
| VP1002 | VP1052 | VP1102 | VP1202 | VP1402 | VP1502 | VP2502 | VP1552 | VP1702 | VP1802 | VP2802 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 系统逻辑单元 (K) | 833 | 1,186 | 1,575 | 1,969 | 2,233 | 3,763 | 3,738 | 3,837 | 5,558 | 7,352 | 7,326 |
| LUT 数 | 380,800 | 542,080 | 719,872 | 900,224 | 1,020,928 | 1,720,448 | 1,708,672 | 1,753,448 | 2,540,672 | 3,360,896 | 3,349,120 |
基础平台功能
| VP1002 | VP1052 | VP1102 | VP1202 | VP1402 | VP1502 | VP2502 | VP1552 | VP1702 | VP1802 | VP2802 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| GTY 收发器 (32.75Gb/s) | 20 | 20 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| GTYP 收发器1 (32.75Gb/s) | - | - | 8 | 281 | 8 | 281 | 281 | 681 | 281 | 281 | 281 |
| GTM 收发器 (56G (112G)) | 24 (12) | 48 (24) | 64 (32) | 20 (10) | 96 (48) | 60 (30) | 60 (30) | 20 (10) | 88 (44) | 140 (70) | 140 (70) |
| CCIX & PCIe® w/DMA (CPM4) | 2 x Gen4x4 | 2 x Gen4x4 | - | - | - | - | - |
- | - | - | - |
| CCIX & PCIe® w/DMA (CPM5) | - |
- |
- | 2 x Gen5x8, CCIX | - |
2 x Gen5x8, CCIX | 2 x Gen5x8, CCIX | 2 x Gen5x8, CCIX | 2 x Gen5x8, CCIX | 2 x Gen5x8, CCIX | 2 x Gen5x8, CCIX |
| PCI Express®（带有 CXL） | 1 x Gen4x8 | 1 x Gen4x8 | 2 x Gen5x4 | 2 x Gen5x4 | 2 x Gen5x4 | 2 x Gen5x4 | 2 x Gen5x4 | 8 x Gen5x4 | 2 x Gen5x4 | 2 x Gen5x4 | 2 x Gen5x4 |
| 100G Multirate Ethernet MAC | 3 | 5 | 6 | 2 | 6 |
4 | 4 | 4 | 6 | 8 | 8 |
| 600G Ethernet MAC | 2 | 3 | 7 | 1 | 11 | 3 | 3 | 1 | 5 | 7 | 7 |
| 600G Interlaken | 1 | 2 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 2 | 3 | 3 |
| 400G 高速加密引擎 | 1 | 1 | 3 | 1 | 4 | 2 | 2 | 2 | 3 | 4 | 4 |
1. 16 GTYP 收发器专门用于 CPM5，主要针对 PCI Express 的使用情况
技术文档
Versal 设计指南和文档
Xilinx 提供各类文档、资源和设计方法，以协助您使用 Versal 架构进行开发。 如果您未曾使用 Versal ACAP 进行开发，您可以使用提供交互式指导的设计流程助手来制定您的开发策略。 设计流程中心按设计流程组织和显示所有 Versal 文档，以便您立即获得所需的信息。
面向所有开发者的集成型软硬件平台
Versal® ACAP 采用固有的软件可编程芯片基础架构，从零开始设计，以软件为中心。增强型 Xilinx® Vivado® ML 版引入全新系统设计方法和开发环境，如流量分析仪、NoC 编译器和数据流建模等。一个紧密结合的高速、统一调试环境可加速跨灵活应变的标量智能引擎的调试与跟踪。
下载 Vivado ML 版 >
Xilinx Vitis™ 统一软件平台提供了全面的核开发套件，以及使用硬件加速技术的库。该平台提供从云端到边缘的高效、便捷、统一的软件环境。作为开源社区的重要成员，Vitis 统一软件平台是完全免费和开源的。
下载 Vitis™ 统一软件平台 >
使用 Versal ACAP 评估套件启动原型设计
面向 Versal® Premium 器件的设计者现在可使用 Versal Prime 系列 VMK180 评估套件和 Versal AI Core VCK190 评估套件启动设计。Versal Premium 器件基于与 Versal Prime 系列和 Versal AI 内核系列相同的架构。
评估套件拥有启动设计所需的一切，包括执行系统测试、评估关键接口以及采用 ACAP 设计方法的功能。
购买 Versal AI 内核系列 VCK190 评估套件，满足 AI 引擎应用需求 >
购买 Versal Prime 系列 VMK180 评估套件，满足其它通用架构模块应用需求 >
现在可抢先体验 Versal Premium 系列评估套件。联系 AMD-Xilinx 本地销售代表，申请加入早期访问计划，或点击 VPK120 产品页面上的联系销售链接。
培训课程
Xilinx 培训和学习资源提供了实用的实践技能和基础知识，可助力开发者在下一个开发项目中充分发挥生产力。
使用 Xilinx Versal ACAP 平台开始设计
使用 Versal ACAP 进行设计：架构和方法
使用 Versal ACAP 进行设计：可编程片上网络
使用 Versal ACAP 进行设计 - 电源和开发板设计
使用 Versal AI 引擎进行设计 1 ：架构与设计流程
使用 Versal AI 引擎进行设计 2：使用 AI 引擎内核进行图形编程
使用 Versal AI Engine 3 进行设计 - 内核编程和优化
Versal 设计指南和文档
Xilinx 提供各类文档、资源和设计方法，以协助您使用 Versal 架构进行开发。 如果您未曾使用 Versal ACAP 进行开发，您可以使用提供交互式指导的设计流程助手来制定您的开发策略。 设计流程中心按设计流程组织和显示所有 Versal 文档，以便您立即获得所需的信息。
