ZYNQ-7000是第一代可擴展處理平臺(Extensible Processing Platform,EPP),同時具有軟件可編程、硬件可編程、IO可編程的特性,為此Xilinx強調了“All Programmable的”概念。下面對其做一簡要介紹,便于讀者建立初步框架。
ZYNQ芯片內包含一個豐富特性的基于雙核ARM Cortex-A9的處理子系統(Processing System,PS)和Xilinx 28nm可編程邏輯(Programmable Logic,PL)。PS除了核心外還包括片上存儲器、外部存儲器接口以及大量外設連接接口。【引用:Zynq-7000 Overview】
PS部分資源情況如下圖
PL部分資源情況如下圖
利用ARM,我們可以做嵌入式操作系統相關的任務,如圖形界面、用戶輸入、網絡、DDR3控制、Java代碼執行等,由于ARM本身具有豐富的外設接口,而且支持多級流水線,處理這些事務游刃有余,但對于計算量較大的應用卻捉襟見肘,因為ARM本身還是典型的串行處理器,不適合做大數據、實時性較高的處理任務。FPGA恰好彌補了這一點,利用可編程邏輯可以實現并行處理,只要邏輯資源夠用,我們可以采用以空間換時間的策略,使多個計算單元同時進行,可大大縮短處理時間。舉個例子,從上面PL資源看到,XC7Z020內部有220個DSP Slice,如果做25*18的乘加運算,PS時鐘600MHz,PL時鐘150MHz,理論上可以實現220/4=55倍加速。對于大計算量的應用是非常可觀的一個加速比指標。
下面對ZED-Board做一個簡要介紹。
ZED-Board是Digilent推出的一款低成本(Avnet只需要395美元)的Xilinx Zynq-7000 EPP開發板,包括了建立基于Linux,Android,Windows或其他操作系統(實時操作系統)設計的所有必備材料。板卡上提供了幾個擴展連接器,將PS和PL的IO留出,便于用戶擴展設計。利用Zynq-7000 EPP中ARM雙核與7系列可編程邏輯緊密耦合的特性,可以創建獨特和強大的設計。官網 ,用戶可以下載相應參考設計。【參考:ZED-Board產品簡介】
特征:
芯片采用Zynq-7000 EPP XC7Z020-CLG484-1
存儲器:512MB DDR3;256Mb Quad-SPI Flash;4GB SD Card;
板載USB-JTAG編程接口;
10/100/1000 以太網接口;
USB OTG2.0接口;
USB-UART接口;
擴展接口(FMC,Pmod,XADC)
顯示器接口(1080p HDMI,8位VGA,128*32 OLED)
I2S音頻解碼器;
面向應用:
1. 視頻處理;
2. 電機控制;
3. 軟件加速;
4. Linux/Android/RTOS 開發;
5. 嵌入式ARM處理;
6. 通用Zynq-7000 EPP原型設計;
板卡結構框圖如下所示:
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Zynq
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