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Zynq-7000 EPP 为立异敞开新时代

赛灵思Zynq-7000 可扩展处理平台(EPP)将双 ARM Cortex-A9 MPCore 处理器系统与可编程逻辑和硬 IP 外设紧密集成在一起,提供了灵活性、可配置性和性能的完美组合。围绕其刚

赛灵思Zynq-7000 可扩展处理渠道(EPP)将双 ARM Cortex-A9 MPCore 处理器体系与可编程逻辑和硬 IP 外设严密集成在一同,供给了灵活性、可装备性和功用的完美组合。环绕其刚刚推出的可扩展处理渠道(EPP), 赛灵思在本年3月发布了依据Zynq -7000新系列的第一批器材。
选用 28 nm制作工艺, Zynq-7000嵌入式处理渠道系列的每款产品均选用带有NEON及双精度浮点引擎的双核 ARM Cortex-A9 MPCore 处理体系,该体系经过硬连线完成了包含L1,L2 缓存、存储器操控器以及常用外设在内的全面集成。(图 1)。虽然 FPGA 厂商此前已推出过带硬核或软核处理器的器材,但 Zynq-7000 EPP 的一起之处在于它由ARM处理器体系而非可编程逻辑元件来进行操控。也就是说,处理体系能够在开机时引导(在 FPGA 逻辑之前)并运转各个独立于可编程逻辑之外的操作体系。这样规划人员就可对处理体系进行编程,依据需求来装备可编程逻辑。
运用这种办法,软件编程形式将与全功用规范 ARM 处理器片上体系(SoC)毫无二致。曩昔规划师需求对 FPGA 逻辑进行编程以运转片上处理器。那就意味着假如想要运用器材,必须得是 FPGA 规划师。但现在运用 Zynq-7000 EPP,则彻底不用忧虑这一问题。
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图 1 —— 不同于以往在 FPGA 架构中嵌入 MPU ,赛灵思全新 Zynq-7000 EPP 系列运用 ARM 处理器而非可编程逻辑来进行操控。
图1中文字:
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Multi Gigabit Transceivers多个千兆位收发器
新产品系列消除了推迟和从头规划芯片的危险,这意味着体系规划团队能够运用其先进的高档软硬件编程多功用性简洁快速创立立异型片上体系,而这是其他任何半导体器材都无法完成的。这样,Zynq -7000 EPP 能够为广阔的立异者带来无法比拟的好处,无论是专业的硬件、软件、体系规划师或仅是单纯的“制作商”,他们都能够讨论处理才能与编程逻辑结合的或许性,从而创立出从未幻想过的立异运用。
赛灵思处理渠道副总裁 Larry Getman 表明:“从最底子的层次来说,Zynq-7000 EPP 应该算是一类全新的半导体产品。它既不是单纯的处理器,也不是单纯的 FPGA。咱们的产品是两者的完美结合,正因如此咱们才能够帮忙您消除现有处理方案的局限性,特别针对双芯片处理方案和 ASIC
Getman 称当时大多数电子体系都是将一个FPGA和一个独立处理器或许一个带有片上处理器的ASIC在同一个PCB上协作运用。赛灵思的最新产品可支撑运用这类双芯片处理方案的公司运用一个Zynq-7000 芯片来构建下一代体系,节省了物料本钱和 PCB 空间,而且降低了整体功耗预算。由于处理器和FPGA 在相同的架构上,因而功用也得到了大幅提高。
Getman 表明 Zynq-7000 EPP 将会加速从 ASIC向 FPGA 的商场搬迁。选用最新制作工艺施行 ASIC 过于贵重而且对大多数运用来说危险太大。因而,越来越多的公司喜爱于 FPGA。许多测验坚保守 ASIC 办法的公司选用旧的制作工艺来施行他们的规划,分析师称之为“价值认知型片上体系 ASIC”。但是 ASIC 仍旧需求较长的规划周期而且存在从头规划(respin)的危险,这样一来费用将会十分贵重而且或许还会推迟产品的上市时刻。Getman 说:“与旧技能比较,凭仗选用 28 nm技能的 Zynq-7000 EPP,器材的可编程逻辑部分并不存在尺度或功用损耗的问题,您还可在处理子体系中取得硬化 28 nm片上体系的附加优势。凭仗不到 15 美元的开端价格,咱们使规划那些产值并非很大的 ASIC 在本钱和危险上都不再合算。您能够立刻让您的软硬件团队开工,而那些死守AS%&&&&&% 的规划团队就很难做到这一点。”
Getman 表明自从赛灵思上一年推出这款架构以来,商场对Zynq-7000 EPP的爱好和需求十分激烈。经挑选出的一部分前期试用客户(alpha customer)已开端对将运用 Zynq-7000 器材的体系进行原型规划。该技能十分令人兴奋。”

智能架构决议方案
在赛灵思处理处理方案副总裁 Vidya Rajagopalan 的领导下,Zynq-7000 EPP 规划团队专门针对这类新器材而推出了一款规划精巧的架构。除了挑选运用广泛且倍受欢迎的 ARM 处理器体系以外,规划团队的一个重要架构决议方案是在处理体系和可编程逻辑之间广泛运用高带宽 AMBA® 高档扩展接口(AXI™)互联。这样一来便能够以较低的功耗支撑 ARM 双核 Cortex-A9 MPCore 处理子体系和可编程逻辑之间的多千兆位数据传输,从而消除了操控、数据、I/O 和内存所面对的功用瓶颈。
实际上,赛灵思一向与 ARM 坚持严密协作,力求让 ARM 架构愈加适合于 FPGA 运用。Rajagopalan 称:“AXI4 具有存储器拜访版别和流数据拜访版别。赛灵思推进着 ARM 的流界说,由于人们针对运用而开发的许多 IP (例如高带宽视频)均为流 IP。ARM 的产品没有这种流接口,因而他们挑选与咱们协作。”
Getman 称这款架构的另一个首要方面是赛灵思将一组有利的规范接口 IP 硬化到 Zynq-7000 EPP 芯片中。他说:“咱们尽量挑选运用更广泛的外设,例如 USB、以太网、SDIO、UART、SPI、I2C 和 GPIO 都是规范装备。但有一个破例,那就是咱们还向该器材添加了 CAN。CAN 归于稍专业化的硬化中心之一,但它在以下两个首要方针商场中运用广泛:工业和汽车业。将其硬化在器材中仅仅 Zynq-7000 EPP 的又一个卖点。
在内存方面,Zynq-7000 器材供给了多达 512 KB 的二级缓存,由两个处理器同享。Getman 说:“Zynq-7000 EPP 器材具有 256 KB 的高速暂存区,这是处理器和 FPGA 都能够拜访的同享内存。”
一个独自的多规范 DDR 操控器可支撑三品种型的双倍数据速率内存。 Rajagopalan 表明:“大多数 ASSP 的方针是特定细分商场,而咱们的方针是 LP DDR2、DDR2 和 DDR3,因而用户能够依据本身需求在功率和功用之间做出权衡。这是一种多规范 DDR 操控器,而咱们是最早供给类似操控器的公司之一。”
Zynq-7000 EPP 不仅是一种新器材,也是赛灵思的最新规划渠道, 它与开发板、软件、IP 和文档一同供给,能够帮忙客户敏捷上手和运转。此外,赛灵思还将在未来几年中不断推出针对特定笔直商场和特定运用的 Zynq-7000 EPP 规划渠道(包含板卡或子卡、IP 和文档),以帮忙规划团队加速产品上市速度。
赛灵思联盟方案成员和 ARM 联盟也将为客户供给丰厚的 Zynq-7000 EPP 资源,包含干流操作体系、调试程序、IP、参阅规划及其它学习和开发材料等。
除了发明超卓的芯片和配套东西,赛灵思还为 Zynq-7000 EPP 精心供给了简略易用的规划和编程流程。
以处理器为中心的开发流程
Zynq-7000 EPP 依赖于一种常见的东西流,嵌入式软件和硬件工程师可运用这一东西流来履行开发、调试和施行使命。其办法与现在十分类似,即选用经过 Xilinx® ISE® 规划套装和第三方东西供给的常见嵌入式规划办法(图 2)。Getman 注意到,软件运用工程师能运用与在之前的规划中选用的相同开发东西。赛灵思为嵌入式软件运用项目供给了软件开发东西包(SDK,一种依据 Eclipse 的东西套装)。工程师还能够运用第三方开发环境,例如 ARM Development Studio 5 (DS-5™)、ARM RealView Development Suite (RVDS™) 或任何其它来自 ARM 体系的开发东西。
Linux 运用开发人员能够充分运用 Zynq-7000 器材中的两个 Cortex-A9 CPU 内核,在对称多处理器形式下完成最高的功用。此外,他们还能够在单处理器或对称多处理器形式下运转的 Linux 体系(一种实时操作体系 (RTOS),包含 VxWorks 等)中设置 CPU 内核,也能够在二者中一起设置。为了支撑快速开端软件开发,赛灵思为客户供给了开源的 Linux 驱动程序和裸机驱动程序,适用于一切外围处理设备(USB、以太网、SDIO、UART、CAN、SPI、I2C 和 GPIO)。赛灵思和 ARM 协作伙伴生态体系还供给了全面支撑的 OS/RTOS 板卡支撑套件,以及中间件和运用软件。
与此一起,ISE 规划套装中的硬件规划流程与嵌入式处理器规划流程类似,并为可扩展处理渠道增加了一些新过程。处理子体系是一个具有整套通用外围设备的完好的双核体系。硬件规划师能够经过在可编程逻辑中为处理子体系衔接更多软 IP 外围设备,来扩展其处理才能。硬件开发东西 Xilinx Platform Studio 完成了许多常用硬件开发过程的自动化,还能帮忙规划师优化器材引脚。Getman 介绍说:“咱们还为 ISE 增加了一些对硬件断点和穿插触发进行一起调试的功用。对咱们来说,最重要的是要为软件开发人员和硬件规划师们供给舒适的开发环境。”
一种妥善的编程办法
在赛灵思的产品中,用户能够装备可编程逻辑,并经过 AXI “互连”模块将其衔接到 ARM 内核,以扩展处理器体系的功用和功用规模。赛灵思和 ARM 协作伙伴生态体系供给了很多的软 AMBA 接口 IP 内核,供规划人员在 FPGA 可编程逻辑中运用。规划人员能够用它们来构建其方针运用所需的任何自界说功用。器材运用的是与 7 系列 FPGA 相同的常见可编程逻辑结构,所以规划人员能够加载一个或许多个装备文件,乃至选用部分可重装备技能,来支撑器材按需即时对可编程逻辑功用进行从头编程。
器材两部分之间的互连操作关于规划人员在很大程度上是通明的。
图 2 – Zynq-7000 EPP 选用的是一种常见东西流,供体系架构师、软件开发人员和硬件规划师等人员运用。
东西开发流程
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图中文字:
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主、从器材之间的彼此拜访是依据为每个从器材分配的地址规模,经过 AXI 互连来路由的。多个主器材能够一起拜访多个副器材,而且每个 AXI 互连运用一个两级 (two-level) 裁定机制处理争用问题。
做好预备,及早参加…
客户今日就能够经过参加前期试用方案,开端对 Zynq-7000 EPP 系列器材进行评测。首款芯片器材估计会在 2011 年下半年推出,工程样品将在 2012 年上半年推出。规划人员能够敏捷直接运用支撑 ARM 的东西和开发包来了解 Cortex-A9 MPCore 架构并开端移植代码。
依据容量和品种,这些器材的价格各不相同。依据之前的批量生产定价,Zynq-7000 EPP 系列高容量产品的开端价格将低于 15 美元。有爱好的客户能够联络当地的赛灵思代表。

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