Zynq UltraScale的PS部分以高性能ARM處理器集群為核心，根據(jù)具體型號分為UltraScale與UltraScale+兩個主要子系列，兩者在核心配置與功能模塊上存在差異化優(yōu)化。其中，Zynq UltraScale系列（如XCZU系列）的PS部分通常搭載四核ARM Cortex-A53處理器集群，該處理器基于ARMv8-A架構(gòu)，支持32位/64位指令集，單核心主頻最高可達(dá)1.5GHz，通過多核協(xié)同可提供強(qiáng)大的通用計算能力，滿足復(fù)雜軟件任務(wù)的并行處理需求。而更高端的Zynq UltraScale+系列（如XCZU9EG、XCZU19EG等）則進(jìn)一步升級，部分型號集成雙核ARM Cortex-A72與四核Cortex-A53的混合處理器集群，同時搭配雙核ARM Cortex-R5實時處理器，形成“高性能計算+實時控制”的雙核心架構(gòu)——A72/A53集群負(fù)責(zé)決策規(guī)劃、協(xié)議解析、操作系統(tǒng)運行等復(fù)雜任務(wù)，Cortex-R5則專注于低延遲實時控制、故障監(jiān)控等對時序精度要求極高的場景，完美適配自動駕駛中“決策與控制分離”的系統(tǒng)架構(gòu)。

PS部分的存儲子系統(tǒng)經(jīng)過專門優(yōu)化，以支撐海量數(shù)據(jù)的高速存取。處理器核心配備多級緩存架構(gòu)：每個Cortex-A53/A72核心內(nèi)置32KB L1指令緩存與32KB L1數(shù)據(jù)緩存，四核集群共享2MB L2緩存，可顯著降低處理器對外部內(nèi)存的訪問延遲；Cortex-R5核心則集成128KB緊耦合內(nèi)存（TCM），支持零等待周期的數(shù)據(jù)訪問，滿足實時控制任務(wù)的低延遲需求。外部內(nèi)存控制器支持DDR4、DDR4-2400、LPDDR4等高性能內(nèi)存規(guī)格，單通道帶寬最高可達(dá)25.6GB/s，部分高端型號支持四通道內(nèi)存配置，總帶寬突破100GB/s，能夠輕松應(yīng)對自動駕駛中激光雷達(dá)點云、高清圖像等大數(shù)據(jù)量的實時傳輸與緩存需求。此外，PS還集成了片上SRAM、eMMC控制器、QSPI閃存控制器等存儲接口，實現(xiàn)系統(tǒng)固件、應(yīng)用程序的本地存儲與快速啟動。

在外設(shè)接口與功能安全方面，PS部分提供了豐富的車載級、工業(yè)級接口，并強(qiáng)化了功能安全設(shè)計。高速接口包括PCIe 4.0（x8通道）、10G/25G以太網(wǎng)控制器、USB 3.0控制器等，其中PCIe 4.0可實現(xiàn)與外部GPU、FPGA加速卡的高速互聯(lián)，以太網(wǎng)控制器支持TSN（時間敏感網(wǎng)絡(luò)）協(xié)議，滿足車路協(xié)同、工業(yè)以太網(wǎng)等場景的實時數(shù)據(jù)傳輸需求；低速接口則涵蓋CAN FD、I2C、SPI、UART等，適配車載傳感器、工業(yè)控制模塊等外設(shè)的連接。為滿足ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)，PS部分集成了硬件級故障檢測與監(jiān)控模塊，包括雙核鎖步（Lock-Step）配置、內(nèi)存ECC（錯誤校驗與糾正）、 watchdog定時器、電壓與溫度監(jiān)控單元等，可實現(xiàn)對處理器核心、內(nèi)存、外設(shè)的實時故障診斷，支持ASIL-D等級的功能安全需求。

PL部分作為Zynq UltraScale的“算力擴(kuò)展引擎”，提供了海量的可配置邏輯資源與專用計算單元，支持用戶通過硬件編程實現(xiàn)定制化功能與并行加速，其資源規(guī)模隨芯片型號從入門級到高端級逐步提升。核心邏輯資源由可配置邏輯塊（CLB, Configurable Logic Block）、數(shù)字信號處理單元（DSP48）、塊隨機(jī)存取存儲器（Block RAM）、高速串行收發(fā)器（GT, Gigabit Transceiver）等組成，形成了覆蓋邏輯運算、數(shù)值計算、數(shù)據(jù)存儲、高速傳輸?shù)耐暾布Y源體系。