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Xilinx ZYNQ 的应用开发介绍

作者:智趣匠
  • 2024-05-06
    四川
  • 本文字数:1653 字

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Xilinx ZYNQ的应用开发介绍

当我们一提到 Xilinx ZYNQ,大家脑海大多数就会浮现一个描述的词汇,高端,其实这个词很贴切的形容了 Zynq 系列产品,Xilinx (赛灵思公司)推出的行业第一个可扩展处理平台 Zynq 系列,旨在为视频监视、汽车驾驶员辅助以及工厂自动化等高端嵌入式应用提供所需的处理与计算性能水平。

一、背景知识

Zynq 这个词很容易让人联想到 zinc,也就是电池、日光屏、合金制品和药品中最常见的化学元素锌。锌与其他金属的合金可实现增强型功能,根据合金的不同对象表现为不同的色彩。锌最常见的用途就是电镀。那么这个名称与电镀之间有什么联系?

在 2010 年 4 月硅谷举行的嵌入式系统大会上,赛灵思发布了可扩展处理平台的架构详情,这款基于无处不在的 ARM 处理器的 SoC 可满足复杂嵌入式系统的高性能、低功耗和多核处理能力要求。赛灵思可扩展处理平台芯片硬件的核心本质就是将通用基础双 ARMCortex-A9MPCore 处理器系统作为“主系统”,结合低功耗 28nm 工艺技术,以实现高度的灵活性、强大的配置功能和高性能。由于该新型器件的可编程逻辑部分基于赛灵思 28nm7 系列 FPGA,因此该系列产品的名称中添加了“7000”,以保持与 7 系列 FPGA 的一致性,同时也方便日后本系列新产品的命名。

二、编程环境

Zynq-7000 系列提供了一个开放式设计环境,便于可编程逻辑中双核 Cortex-A9MPCore 和定制加速器的并行开发,从而加速了产品上市进程。软件开发人员可以充分利用基于 Eclipse 的 XilinxPlatformStudio 软件开发套件(SDK)、ARM 的 DS-5 和 ARMRealViewDesignSuite(RVDS),或 ARM 互联社区和赛灵思联盟计划生态系统的领先厂商(诸如 Lauterbach、WindRiver、PetaLogix、MathWorks、MentorGraphics、Micrium 和 MontaVista 等)提供的编译器、调试器和应用。

此外,利用赛灵思屡获殊荣的 ISE®设计套件的优势,Zynq-7000 系列的可编程结构经定制可以最大化系统级性能,满足特定应用的各种需求。该套件提供了包括开发工具、AMB4AXI4 即插即用 IP 核和总线功能模型(BFM)等在内的完整硬件开发环境,有助于加速设计和验证工作。赛灵思通过收购高级综合技术领先公司 AutoESL 进一步提升了在工具方面的进程,提供 C,C++以及系统 C 综合优化 Zynq-7000 器件架构。未来的版本也将促进 Zynq-7000 产品系列中处理器和可编程逻辑之间关键算法的无缝衔接。

随着时间的推移,ARM 互联社区和赛灵思联盟计划生态系统的第三方厂商将进一步扩展上述解决方案,这是赛灵思目标设计平台的一部分,可提供包括 IP 核、参考设计、开发套件及其他资源等在内的高效统一的开发环境,从而满足特定应用和设计领域要求。

三、可编程逻辑架构

Zynq-7000 系列的可编程逻辑完全基于赛灵思最新 7 系列 FPGA 架构来设计,可确保 28nm 系列器件的 IP 核、工具和性能 100%兼容。最小型的 Zynq-7000、Zynq-7010 和 Zynq-7020 均基于专门针对低成本和低功耗优化的 Artix-7 系列;较大型的 Zynq-7030 和 Zynq-7040 器件基于包括 4 至 12 个 10.3Gbps 收发器通道,可支持高速片外连接的中端 Kintex-7 系列。所有四款产品均采用基于 2 个 12 位 1MspsADC(模数转换器)模块的新型模拟混合信号模块。

ZYNQ,总的来说,就是两大功能块,PS 部分和 PL 部分, 直面意思理解就是 ARM 的 SOC 部分,和 FPGA 部分。

PS: 处理系统 (Processing System) ,  就是与 FPGA 无关的 ARM 的 SOC 的部分。

PL: 可编程逻辑 (Progarmmable Logic), 就是 FPGA 部分。之所以叫 PL,而不是叫 FPGA,原因主要是考虑到让做软件的大侠们不要望而生畏。对于逻辑而言,在这里就不多说了,单纯做软件的也不要去考虑了。

四、开发环境

Zynq 的开发环境,可以在 ISE 或者 Vivado,不过 ISE 在 14.7 之后就停止了更新,建议安装 VIVADO,毕竟 Vivado 号称是把各种开发工具集成并且支持图形化建模的功能强大的开发软件。


Vivado 的安装教程公众号前篇推送过,各位大侠如有需要可以翻一下,这里放个超链接,Xilinx Vivado 2017.2 安装教程,说了这么多,下面介绍一下开发硬件环境 Zynq 7000 XC7Z100,Zynq 7000 系列中顶配型号,Zynq + Kintex7 最强组合,提供丰富的芯片内部资源。



关于 Zynq 的实操到这里就结束了,各位大侠如果想要更加深入的去研究,建议各位去 Xilinx 的官网下载更多的资料。

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凡事预则立,不预则废! 2022-06-01 加入

某公司芯片AE工程师,嵌入式开发工程师,InfoQ签约作者,阿里云专家博主,华为云·云享专家,51CTO专家博主,腾讯云社区优秀共创官。

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