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Zynq-7000系列嵌入式處理器,PS和PL端的協同設計

2023-01-04
來源:雷達通信電子戰

  知道ZedBoard是性價比相對比較高的入門FPGA+ARM架構設計的開發板,網上關于它的資料也是特別豐富。今天給大家推薦的這個中英文的《The Zynq Book》是全面的介紹Zynq Soc的較好的材料。 所有的Zynq-7000芯片具有相同的架構,是以ARM處理器系統為基礎,它包含了一顆雙核ARM Cortex-A9處理器,它與軟核Microbraze是不同的,它是一顆專用的“硬核”,不占用FPGA的邏輯資源,并且比Microbraze有更高的性能。

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  Zynq-7000系列芯片的邏輯資源(PL)是不同的,Z-7020以下是基于A7 FPGA的,Z-7030以上是基于K7的,資源數量有所不同。而我們使用的Zedboard是Z-7020的。

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  Zynq中所說的PS是指ARM處理器,PL是指FPGA部分,它們之間的主要連接方式是高帶寬低延遲的AXI接口,這也是Zynq上主要的數據通信機制,AXI_ACP是用于PL的一個cache一致性主機端口,AXI_HP用于PL的四個高性能/大帶寬主機端口,AXI_GP是通用端口,兩個主機端口,兩個從機端口。

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  PS和PL端的協同設計是Zynq嵌入式系統設計的重要部分,PL適合并行流處理,而PS適合控制或具有串行執行特性的部分以及浮點計算等。 另外,Zynq處理器系統并非只有ARM處理器,除了一個應用處理器單元(APU),還有拓展外設接口、cache存儲器、存儲器接口、互聯接口和時鐘發生電路等。

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  其中APU主要由兩個ARM處理核組成,每個都關聯了一些可計算單元:一個NEONTM媒體處理引擎和浮點單元,一個內存管理單元和一個一級cache存儲器等。其中NEON指令是對標準ARM指令集的拓展,可直接使用,NEON引擎實現了單指令多數據(SIMD)功能來實現媒體和DSP類算法的加速。

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  從編程的角度來看,對ARM指令的支持之前是由xilinx的SDK軟件來實現的,不過現在都統一到viTIs軟件中了,它包含了開發部署在ARM處理器上的軟件所需的全部內容。目前最新的版本是viTIs 2022.2,我們使用的是2021.2。



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