zynq系列

基本信息

中文名稱ZYNQ系列開發(fā)商賽靈思公司 用途嵌入式應(yīng)用編程環(huán)境XilinxPlatformStudio目錄1名稱由來2究竟是什么3編程環(huán)境4可編程邏輯架構(gòu)

折疊編輯本段名稱由來

Zynq這個詞很容易讓人聯(lián)想到zinc，也就是電池、日光屏、合金制品和藥品中最常見的化學(xué)元素鋅。鋅與其他金屬的合金可實現(xiàn)增強型功能，根據(jù)合金的不同對象表現(xiàn)為不同的色彩。鋅最常見的用途就是電鍍。那么這個名稱與電鍍之間有什么聯(lián)系?在2010年4月硅谷舉行的嵌入式系統(tǒng)大會上，賽靈思發(fā)布了可擴展處理平臺的架構(gòu)詳情，這款基于無處不在的ARM處理器的SoC可滿足復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)的高性能、低功耗和多核處理能力要求。賽靈思可擴展處理平臺芯片硬件的核心本質(zhì)就是將通用基礎(chǔ)雙ARMCortex-A9MPCore處理器系統(tǒng)作為"主系統(tǒng)"，結(jié)合低功耗28nm工藝技術(shù)，以實現(xiàn)高度的靈活性、強大的配置功能和高性能。由于該新型器件的可編程邏輯部分基于賽靈思28nm7系列FPGA，因此該系列產(chǎn)品的名稱中添加了"7000"，以保持與7系列FPGA的一致性，同時也方便日后本系列新產(chǎn)品的命名。除了芯片外，賽靈思Zynq-7000系列還構(gòu)成了最終平臺產(chǎn)品的基礎(chǔ)。賽靈思聯(lián)盟計劃生態(tài)系統(tǒng)和ARM互聯(lián)社區(qū)的成員提供的軟件開發(fā)與硬件設(shè)計實現(xiàn)工具、廣泛采用的操作系統(tǒng)、調(diào)試器、IP及其他元素的工具就好像"電鍍"在一起一樣，從而使可擴展處理平臺成為了可能。折疊編輯本段究竟是什么Zynq-7000為何不是FPGA?Zynq-7000可擴展處理平臺是采用賽靈思新一代FPGA(Artix-7與Kintex-7FPGA)所采用的同一28nm可編程技術(shù)的最新產(chǎn)品系列?？删幊踢壿嬁捎捎脩襞渲茫⑼ㄟ^"互連"模塊連接在一起，這樣可以提供用戶自定義的任意邏輯功能，從而擴展處理系統(tǒng)的性能及功能。不過，與采用嵌入式處理器的FPGA不同，Zynq-7000產(chǎn)品系列的處理系統(tǒng)不僅能在開機時啟動，而且還可根據(jù)需要配置可編程邏輯。采用這種方法，軟件編程模式與全功能的標準ARM處理SoC毫無二致。"可擴展"意味著什么?在軟件工程領(lǐng)域，可擴展性(有時會同前向兼容性相混淆)是指實現(xiàn)方案考慮到未來發(fā)展需求的系統(tǒng)設(shè)計原理。這是一種能夠擴展系統(tǒng)的系統(tǒng)性舉措，也是實現(xiàn)擴展所需的工作。擴展可體現(xiàn)為增加新功能，也可體現(xiàn)為現(xiàn)有功能的修改。其核心主題就是在盡可能減少現(xiàn)有系統(tǒng)功能變動的基礎(chǔ)上實現(xiàn)變革。在系統(tǒng)架構(gòu)中，可擴展性意味著系統(tǒng)設(shè)計時包含了通過新功能擴展/改進自身的機制和元素(hook)，而且無需對系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)進行較大的修改。良好的架構(gòu)反映了實現(xiàn)上述目的的設(shè)計原理，也為今后可能的構(gòu)建工作制定了發(fā)展藍圖。請注意，這通常是指最終交付的產(chǎn)品中包含了尚不會(實際上可能永遠不會)用到的功能和機制，但這種功能并不是可有可無的，而是可維護性的必要元素，有助于避免產(chǎn)品過早被淘汰。ZYNQ=processorZynq-7000嵌入式處理平臺系列的每款產(chǎn)品均采用帶有NEON及雙精度浮點引擎的雙核ARMCortex-A9MPCore處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過硬連線完成了包括L1，L2緩存、存儲器控制器以及常用外設(shè)在內(nèi)的全面集成。該處理系統(tǒng)不僅能在開機時啟動并運行各種獨立于可編程邏輯的操作系統(tǒng)(OS)，而且還可根據(jù)需要配置可編程邏輯。利用這種方法，軟件編程模式與全功能的標準ARM處理SoC毫無二致。應(yīng)用開發(fā)人員利用可編程邏輯強大的并行處理能力，不僅可以解決多種不同信號處理應(yīng)用中的大量數(shù)據(jù)處理問題，而且還能通過實施更多外設(shè)來擴展處理系統(tǒng)的特性。系統(tǒng)和可編程邏輯之間的高帶寬AMBA®-AXI互聯(lián)能以極低的功耗支持千兆位級數(shù)據(jù)傳輸，從而解決了控制、數(shù)據(jù)、I/O和存儲器之間的常見性能瓶頸問題。折疊編輯本段編程環(huán)境Zynq-7000系列提供了一個開放式設(shè)計環(huán)境，便于可編程邏輯中雙核Cortex-A9MPCore和定制加速器的并行開發(fā)，從而加速了產(chǎn)品上市進程。軟件開發(fā)人員可以充分利用基于Eclipse的XilinxPlatformStudio軟件開發(fā)套件(SDK)、ARM的DS-5和ARMRealViewDesignSuite(RVDS)，或ARM互聯(lián)社區(qū)和賽靈思聯(lián)盟計劃生態(tài)系統(tǒng)的領(lǐng)先廠商(諸如Lauterbach、WindRiver、PetaLogix、MathWorks、MentorGraphics、Micrium和MontaVista等)提供的編譯器、調(diào)試器和應(yīng)用。此外，利用賽靈思屢獲殊榮的ISE®設(shè)計套件的優(yōu)勢，Zynq-7000系列的可編程結(jié)構(gòu)經(jīng)定制可以最大化系統(tǒng)級性能，滿足特定應(yīng)用的各種需求。該套件提供了包括開發(fā)工具、AMB4AXI4即插即用IP核和總線功能模型(BFM)等在內(nèi)的完整硬件開發(fā)環(huán)境，有助于加速設(shè)計和驗證工作。賽靈思通過收購高級綜合技術(shù)領(lǐng)先公司AutoESL進一步提升了在工具方面的進程，提供C，C++以及系統(tǒng)C綜合優(yōu)化Zynq-7000器件架構(gòu)。未來的版本也將促進Zynq-7000產(chǎn)品系列中處理器和可編程邏輯之間關(guān)鍵算法的無縫銜接。隨著時間的推移，ARM互聯(lián)社區(qū)和賽靈思聯(lián)盟計劃生態(tài)系統(tǒng)的第三方廠商將進一步擴展上述解決方案，這是賽靈思目標設(shè)計平臺的一部分，可提供包括IP核、參考設(shè)計、開發(fā)套件及其他資源等在內(nèi)的高效統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境，從而滿足特定應(yīng)用和設(shè)計領(lǐng)域要求。折疊編輯本段可編程邏輯架構(gòu)Zynq-7000系列的可編程邏輯完全基于賽靈思最新7系列FPGA架構(gòu)來設(shè)計，可確保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均基于專門針對低成本和低功耗優(yōu)化的Artix-7系列;較大型的Zynq-7030和Zynq-7040器件基于包括4至12個10.3Gbps收發(fā)器通道，可支持高速片外連接的中端Kintex-7系列。所有四款產(chǎn)品均采用基于2個12位1MspsADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)模塊的新型模擬混合信號模塊。