板卡既要跑协议栈和文件系统，又要做并行时序和数据搬运时，架构通常在两条路里选：一颗 Zynq-7000 单芯片，或者 Artix-7／Spartan-7 再配一颗 MCU。决定性的往往不是逻辑规模，而是外挂 DDR 的代价——在纯 FPGA 上，DDR3 内存接口核要占一万多个 LUT，比软核处理器本身贵好几倍，而 Zynq 的 DDR 控制器是处理器侧的硬核。本文用在售的 XC7Z010、XC7Z020、XC7A35T、XC7A50T、XC7S25 与 STM32H743VIT6 说明两条路各自适合什么项目。
板卡要跑嵌入式 Linux、TCP/IP 协议栈或文件系统，同时还要接 DDR 内存，选 Zynq-7000 单芯片；板卡只做固定的并行时序、接口转换和数据搬运，控制逻辑用一颗 MCU 就够，选 Artix-7 或 Spartan-7 再配 MCU。分界线不在逻辑单元数上，而在于要不要外挂 DDR，以及处理器要承担多少工作。
边缘视觉板卡是最典型的一类：前端要接图像传感器或 Camera Link，做去马赛克、缩放、格式转换这类固定流水线，后端要把结果通过以太网送出去，还可能要在本地存一段。前半段天然属于可编程逻辑，后半段属于处理器。另外两类常见的是工业协议网关（多路串行总线转以太网，带配置界面和固件升级）和高速采集板卡（前端多通道 ADC 并行取数，后端做缓存与上传）。
这是两条路最实在的分水岭。在纯 7 系列 FPGA 上接 DDR3，内存接口核本身要占 10,554 个 LUT 和 6,682 个触发器；换成 DDR2 也要 7,633 个 LUT 和 4,588 个触发器。做个对比：同样在 Artix-7 上，一个典型配置的 MicroBlaze 软核约 1,842 个 LUT、1,637 个触发器，即使按最高性能配置也就 3,649 个 LUT。也就是说，内存控制器比处理器本身贵好几倍。
Zynq-7000 这一侧不存在这个账。DDR 控制器连同 PHY 和专用 I/O 都在处理器系统里，支持 DDR3、DDR3L、DDR2 和 LPDDR2，16 位或 32 位接口，16 位模式下支持 ECC，寻址空间 1GB，DDR3 最高 1333 Mb/s。而且这个控制器有四个 AXI 从端口，其中两个 64 位端口是专门留给可编程逻辑访问的——逻辑侧要高带宽读写内存，不必自己再搭一套。
Zynq-7000 的处理器系统是双核 ARM Cortex-A9，单核 2.5 DMIPS/MHz。XC7Z010 和 XC7Z020 的主频指标是一样的，-1 速度等级是 667MHz，-2 是 766MHz，-3 是 866MHz——这一点常被误解，以为规模大的那颗跑得更快。
纯 FPGA 上只能用软核。AMD 给 MicroBlaze 的三档预设分别是：微控制器档 200MHz、1.1 DMIPS/MHz、约 1000 个逻辑单元；实时处理器档 160MHz、1.3 DMIPS/MHz、约 4500 个逻辑单元；应用处理器档 120MHz、1.4 DMIPS/MHz、约 6500 个逻辑单元。MicroBlaze 在 Artix-7 上的峰值性能是 303 DMIPs，在 Spartan-7 上是 260 DMIPs。和双核 Cortex-A9 相比差了大约一个数量级。要跑 Linux 和完整协议栈，软核这条路会很吃力；而且应用处理器档一个核就要吃掉 XC7S25 全片 23,360 个逻辑单元里的一大块。
反过来说，如果处理器只需要做配置下发、状态上报、参数保存和一个简单的人机界面，那么用一颗独立 MCU 比在 FPGA 里养软核更划算。STM32H743VIT6 是这类角色的常见选择：Cortex-M7 最高 480MHz，2MB Flash、1MB SRAM，LQFP100 封装，工作温度 −40 至 +85℃，带 FMC 外部存储控制器（可挂 SRAM、PSRAM、SDRAM、NOR、NAND，同步模式最高 100MHz）、8 至 14 位并行摄像头接口和带 DMA 的以太网 MAC。它在原厂产品页上是在产状态，并给出了自 2026 年 1 月起的十年长期供货承诺。
Zynq 是处理器先启动。上电后读器件模式引脚决定主引导介质，可以是 NOR、NAND、Quad-SPI 或 SD 卡，其中一个 Cortex-A9 先执行片上 ROM 里的代码，把第一级引导程序搬进片上存储再往下走；可编程逻辑的配置由 CPU 上的软件负责，而且可以推迟到后面的阶段再做。AMD 的说法是这让它的启动过程更接近一颗标准 ASSP。
纯 7 系列 FPGA 的配置是易失的，存在片内 SRAM 型锁存器里，每次上电都要重新载入。常见做法是直接挂一片 SPI Flash（x1／x2／x4）或并行 NOR（x8／x16），由 FPGA 内部配置逻辑自己把比特流读进来。总线位宽越宽、配置时钟越快，上电到工作的时间越短。如果设备对上电就绪时间有要求，这一项要提前算。
| 项目 | Zynq-7000 单芯片 | 纯 FPGA + 独立 MCU |
|---|---|---|
| 处理器 | 双核 Cortex-A9 硬核，2.5 DMIPS/MHz 每核 | FPGA 内软核，或板上另配 MCU |
| DDR 控制器 | 处理器侧硬核，含 PHY 与专用 I/O | 用逻辑搭，DDR3 核约 10,554 LUT |
| 逻辑资源去向 | 全部留给用户逻辑 | 先扣掉内存接口核与软核 |
| 上电启动 | 处理器先起，从 QSPI／SD／NAND／NOR 引导 | 从 SPI／并行 NOR 载入比特流，配置易失 |
| 适合的活 | 跑 Linux、协议栈、文件系统 | 固定流水线、接口转换、时序控制 |
| 开发工具 | Vivado | 7 系列用 Vivado；Spartan-6 及更早用 ISE |
下面这几颗都能在晟雅泰查到，参数取自原厂器件概览。选 Zynq 时要留意一个台阶：Z-7020 往上到 Z-7030，可编程逻辑从 Artix-7 换成 Kintex-7，逻辑单元从 85K 跳到 125K，同时多出 PCIe Gen2 和高速收发器，价格与功耗也是另一档。
| 料号 | 家族 | 逻辑单元 | Block RAM／DSP | 硬核处理器 | 硬核 DDR 控制器 | 封装（最大用户 I/O） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| XC7Z010-1CLG400C | Zynq-7000 | 28K | 2.1Mb／80 | 双核 Cortex-A9，667MHz | 有，在处理器侧 | CLG400（PL 100） |
| XC7Z020-1CLG400C | Zynq-7000 | 85K | 4.9Mb／220 | 双核 Cortex-A9，667MHz | 有，在处理器侧 | CLG400（PL 125） |
| XC7A35T-1FTG256C | Artix-7 | 33,280 | 1,800Kb／90 | 无，只能上软核 | 无 | FTG256（170） |
| XC7A50T-2CSG324C | Artix-7 | 52,160 | 2,700Kb／120 | 无，只能上软核 | 无 | CSG324（210） |
| XC7S25-1CSGA225C | Spartan-7 | 23,360 | 1,620Kb／80 | 无，只能上软核 | 无 | CSGA225（150） |
Artix-7 和 Spartan-7 的定位差别在原厂描述里很清楚：Spartan-7 面向低成本、最低功耗和小封装，整个家族没有高速收发器；Artix-7 面向需要串行收发器、较高 DSP 与逻辑吞吐的场合，家族上限是 16 路 6.6 Gb/s 收发器、740 个 DSP Slice。如果板子要走 PCIe 或光口，Spartan-7 直接出局；如果只是并行接口加以太网，Spartan-7 的封装和功耗更有优势。
手里还有 Spartan-6 板卡的客户经常担心停产。实际情况是 AMD 已经公开把 Spartan-6 的支持延长到至少 2030 年，7 系列（含 Spartan-7、Artix-7、Zynq-7000）延长到 2040 年。器件供货不是眼下的问题。
真正的问题是工具链。ISE 支持的是 Spartan-6、Virtex-6 及更早的器件，14.7 是最后一个版本，2013 年 10 月起进入维护阶段，不再有新版本；7 系列及更新的器件要用 Vivado。这意味着一块 Spartan-6 板子如果要改版升级到 7 系列，工程侧等于换一套工具重来，这部分工作量应该在立项时就算进去，而不是等到器件采购环节才发现。
第一脚是温度等级。上表这几个订货号末位都是 C，属于商规，结温范围 0 至 +85℃。工业级要选 I 后缀，结温 −40 至 +100℃。工控和户外设备按商规件下单，是很常见的一类失误，而且这个字母藏在订货号最末尾，报价单上很容易被抹掉。
第二脚是封装会影响功能。同一颗裸片换封装，可用资源未必一样。以 Spartan-6 的 XC6SLX9-2TQG144C 为例，这颗裸片本身有两个硬核内存控制器块，但原厂器件概览明确注明：TQG144 这类封装上没有内存控制器。选型时只看裸片型号、不看封装后缀，就可能买到一颗接不了 DDR 的器件。
上面这些器件都在晟雅泰在售清单内。如果你正在定一块边缘视觉板、协议网关或采集板的主芯片，把接口种类、要不要跑操作系统、要不要外挂 DDR、以及工作温度范围告诉我们，可以一起把 Zynq 单芯片与 FPGA 加 MCU 两条路的料号方案列出来比。工作日 24 小时内给报价。
本文出自 SUNTEC 晟雅泰（苏州晟雅泰电子有限公司）技术团队。
看两件事：要不要外挂 DDR，处理器要干多少活。要接 DDR 内存又要跑 Linux 或完整协议栈，选 Zynq——它的 DDR 控制器是处理器侧硬核，不占可编程逻辑，双核 Cortex-A9 也有足够算力。如果逻辑只做固定流水线和接口转换，处理器只负责配置、上报和简单界面，那么纯 FPGA 把逻辑资源全部留给正事、另配一颗 MCU 更划算。
算力上差一个数量级。MicroBlaze 的三档预设是 200MHz／1.1 DMIPS/MHz、160MHz／1.3 DMIPS/MHz、120MHz／1.4 DMIPS/MHz，在 Artix-7 上的峰值是 303 DMIPs；Zynq 是双核 Cortex-A9，单核 2.5 DMIPS/MHz、-1 档 667MHz。另外软核本身还要占逻辑，应用处理器档约 6500 个逻辑单元，如果还要在同一片上搭 DDR3 接口核（约 10,554 个 LUT），小容量器件会很紧张。
一样快。两颗的处理器系统主频指标相同：-1 速度等级 667MHz、-2 是 766MHz、-3 是 866MHz。差别在可编程逻辑规模——XC7Z010 是 28K 逻辑单元、2.1Mb Block RAM、80 个 DSP，XC7Z020 是 85K 逻辑单元、4.9Mb Block RAM、220 个 DSP。按逻辑需求选，不用为主频纠结。
器件本身可以，AMD 已公开把 Spartan-6 的支持延长到至少 2030 年。需要注意的是工具链：ISE 支持到 Spartan-6 和 Virtex-6，14.7 是最后版本，2013 年 10 月起不再更新；如果要改版到 7 系列器件，就必须改用 Vivado，这部分工程量要提前计入。另外选 Spartan-6 时要看封装，例如 XC6SLX9 的 TQG144 封装上没有内存控制器。
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