前言

隨著航空航天、醫(yī)療、工業(yè)和環(huán)境監(jiān)測等各個領域的技術迭代與應用深化，對嵌入式系統(tǒng)的需求正呈現(xiàn)出持續(xù)且強勁的增長態(tài)勢，而緊湊型、低功耗、高性能成為這一需求的核心指向。這種多領域需求的疊加，不僅驅動著嵌入式系統(tǒng)在芯片設計、算法優(yōu)化、材料應用等方面不斷創(chuàng)新，更加速了其在跨行業(yè)場景中的融合應用，成為推動各領域智能化升級的重要基石。

解決方案

Enclustra開發(fā)了一款低功耗系統(tǒng)級模塊（SoM）Mercury+ XU61專為滿足對緊湊型、低功耗、高性能嵌入式系統(tǒng)需求而設計的解決方案。該模塊基于AMD的Zynq Ultrascale+ MPSoC低功耗級設備設計，可在緊湊型外形中提供強大的處理能力，特別優(yōu)化用于電池供電應用。

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算能力的應用場景：

航空航天與國防：

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

醫(yī)療與科學：

在便攜式FPGA系統(tǒng)級模塊應用中，如診斷工具和機器人醫(yī)療設備（尤其是無顯示屏的設備），Mercury+ XU61可提供低延遲數(shù)據(jù)處理。該模塊也適用于對緊湊型設計、便攜性和低功耗有要求的顯示屏應用，例如便攜式超聲設備（無論是否配備外部電源）。

測試與測量：

電池供電的測試儀器可借助XU61的緊湊尺寸和集成電源管理功能，實現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境下的精準信號采集與分析。

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)點等部署場景中，該模塊可確保數(shù)據(jù)在本地處理時能以最低能耗開銷運行。

商業(yè)應用：

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

Mercury+ XU61

Mercury+ XU61亮點

低功耗設計：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，可實現(xiàn)高效處理的同時降低熱量和功耗。該模塊省略了USB接口集成，進一步降低功耗并優(yōu)化設計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實現(xiàn)引腳兼容，支持設計復用、簡化升級流程及靈活的產(chǎn)品迭代。

低功耗內(nèi)存架構：LPDDR4內(nèi)存不僅降低了活動狀態(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，構成一個完整的嵌入式處理平臺，可直接用于應用部署。

高級電源管理：通過板載兩個IRPS5401電源管理集成電路（PMIC），XU61對其內(nèi)部電源軌進行優(yōu)化，以實現(xiàn)高效率。這支持無風扇設計和低功耗應用中的延長電池壽命，對于自主、戶外或手持設備應用至關重要。

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

從設計到部署的可靠支持：全面的文檔、開發(fā)過程中的可靠工程支持以及長期供貨保證，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

應用成效

作為Enclustra最高效的小型化、低功耗FPGA系統(tǒng)級模塊（SoM）之一，Mercury+ XU61可作為現(xiàn)有Mercury+設計的直接替換方案或性能升級方案。這種兼容性，結合豐富的開發(fā)工具和參考設計生態(tài)系統(tǒng)，顯著縮短了OEM廠商的上市時間并降低了設計風險。

從海洋聲納系統(tǒng)到便攜式診斷設備，Mercury+ XU61是低功耗應用的代表解決方案，采用前瞻性設計理念，滿足未來需求。

Mercury+ XU61結構框圖