前言

隨著航空航天、醫(yī)療、工業(yè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)迭代與應(yīng)用深化，對(duì)嵌入式系統(tǒng)的需求正呈現(xiàn)出持續(xù)且強(qiáng)勁的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，而緊湊型、低功耗、高性能成為這一需求的核心指向。這種多領(lǐng)域需求的疊加，不僅驅(qū)動(dòng)著嵌入式系統(tǒng)在芯片設(shè)計(jì)、算法優(yōu)化、材料應(yīng)用等方面不斷創(chuàng)新，更加速了其在跨行業(yè)場(chǎng)景中的融合應(yīng)用，成為推動(dòng)各領(lǐng)域智能化升級(jí)的重要基石。

解決方案

Enclustra開(kāi)發(fā)了一款低功耗系統(tǒng)級(jí)模塊（SoM）Mercury+ XU61專為滿足對(duì)緊湊型、低功耗、高性能嵌入式系統(tǒng)需求而設(shè)計(jì)的解決方案。該模塊基于AMD的Zynq Ultrascale+ MPSoC低功耗級(jí)設(shè)備設(shè)計(jì)，可在緊湊型外形中提供強(qiáng)大的處理能力，特別優(yōu)化用于電池供電應(yīng)用。

Mercury+ XU61屬于新一代低功耗FPGA SoC模塊，特別適用于在資源受限環(huán)境中需要低功耗且高計(jì)算能力的應(yīng)用場(chǎng)景：

航空航天與國(guó)防：

從用于沿海監(jiān)視和海底測(cè)繪的電池供電型海洋聲吶，到用于自主無(wú)人機(jī)的小型控制單元，Mercury+ XU61支持遠(yuǎn)程自主操作，其中精確、低延遲的數(shù)據(jù)處理至關(guān)重要。

醫(yī)療與科學(xué)：

在便攜式FPGA系統(tǒng)級(jí)模塊應(yīng)用中，如診斷工具和機(jī)器人醫(yī)療設(shè)備（尤其是無(wú)顯示屏的設(shè)備），Mercury+ XU61可提供低延遲數(shù)據(jù)處理。該模塊也適用于對(duì)緊湊型設(shè)計(jì)、便攜性和低功耗有要求的顯示屏應(yīng)用，例如便攜式超聲設(shè)備（無(wú)論是否配備外部電源）。

測(cè)試與測(cè)量：

電池供電的測(cè)試儀器可借助XU61的緊湊尺寸和集成電源管理功能，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的精準(zhǔn)信號(hào)采集與分析。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與遙感：

在環(huán)境傳感器、智能攝像頭或邊緣AI節(jié)點(diǎn)等部署場(chǎng)景中，該模塊可確保數(shù)據(jù)在本地處理時(shí)能以最低能耗開(kāi)銷運(yùn)行。

商業(yè)應(yīng)用：

在商業(yè)捕魚(yú)等領(lǐng)域，緊湊型自主數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正變得至關(guān)重要，該模塊的效率與可靠性亦為其帶來(lái)顯著優(yōu)勢(shì)。

Mercury+ XU61

Mercury+ XU61亮點(diǎn)

低功耗設(shè)計(jì)：Mercury+ XU61核心采用AMD的Zynq Ultrascale+低功耗SoC，內(nèi)置優(yōu)化能耗的ARM Cortex-A53和Cortex-R5處理器核心。搭配LPDDR4內(nèi)存，可實(shí)現(xiàn)高效處理的同時(shí)降低熱量和功耗。該模塊省略了USB接口集成，進(jìn)一步降低功耗并優(yōu)化設(shè)計(jì)以滿足低功耗嵌入式系統(tǒng)需求。

與Enclustra Mercury+系列的引腳兼容性：該模塊與Mercury+ XU6及其他Mercury+ SoM實(shí)現(xiàn)引腳兼容，支持設(shè)計(jì)復(fù)用、簡(jiǎn)化升級(jí)流程及靈活的產(chǎn)品迭代。

低功耗內(nèi)存架構(gòu)：LPDDR4內(nèi)存不僅降低了活動(dòng)狀態(tài)下的功耗，還減少了空閑狀態(tài)下的功耗，從而在系統(tǒng)低負(fù)載或間歇性處理期間提升整體能效。

集成系統(tǒng)組件：該模塊集成了千兆以太網(wǎng)、USB3.0、eMMC及四通道SPI閃存，構(gòu)成一個(gè)完整的嵌入式處理平臺(tái)，可直接用于應(yīng)用部署。

高級(jí)電源管理：通過(guò)板載兩個(gè)IRPS5401電源管理集成電路（PMIC），XU61對(duì)其內(nèi)部電源軌進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)高效率。這支持無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)和低功耗應(yīng)用中的延長(zhǎng)電池壽命，對(duì)于自主、戶外或手持設(shè)備應(yīng)用至關(guān)重要。

增強(qiáng)的安全選項(xiàng)：Mercury+ XU61搭載了AMD的Zynq Ultrascale+ MPSoC - 4524設(shè)備，這是一個(gè)加密功能被禁用的變體，省略了受出口管制限制的高級(jí)加密功能。為了保持板載安全性，該模塊集成了一個(gè)可信平臺(tái)模塊（TPM），支持安全啟動(dòng)和加密功能，同時(shí)避免了與全加密啟用變體相關(guān)的出口限制。

從設(shè)計(jì)到部署的可靠支持：全面的文檔、開(kāi)發(fā)過(guò)程中的可靠工程支持以及長(zhǎng)期供貨保證，確?？蛻裟軌蛞蕾嘐nclustra提供的一致性能和持續(xù)的產(chǎn)品生命周期支持。

Mercury+ XU61上視圖

Mercury+ XU61底視圖

應(yīng)用成效

作為Enclustra最高效的小型化、低功耗FPGA系統(tǒng)級(jí)模塊（SoM）之一，Mercury+ XU61可作為現(xiàn)有Mercury+設(shè)計(jì)的直接替換方案或性能升級(jí)方案。這種兼容性，結(jié)合豐富的開(kāi)發(fā)工具和參考設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)，顯著縮短了OEM廠商的上市時(shí)間并降低了設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

從海洋聲納系統(tǒng)到便攜式診斷設(shè)備，Mercury+ XU61是低功耗應(yīng)用的代表解決方案，采用前瞻性設(shè)計(jì)理念，滿足未來(lái)需求。

Mercury+ XU61結(jié)構(gòu)框圖