學習ZYNQ之FPGA1

Zynq-7000 All Programmable SoC,是將ARM處理器的軟件可編程性和FPGA(靈活性、可擴展性)的硬件可編程性進行完美結合的全可編程片上系統。

 

1.SoC:

基於ASIC的SoC,一般用於大量製作,前期成本較高。

可編程片上系統(SOPC,System-on-Progammable-Chip),可以使用FPGA來搭建一個處理器,但性能不會很高。

全可編程控制系統(APSoC,All-Proggrammable SoC),採用ARM處理器,性能大大提高。

全可編程控制系統一般包括處理系統(Processing System)和可編程邏輯部件(Programmable Logic)。

 

2.ZYNQ包括兩大部分:PS和PL

PL部分:

FPGA的架構一般包括:可編程IO單元、可編程邏輯單元(不同廠商叫法不同)、底層嵌入功能單元、嵌入式塊RAM、佈線資源、硬核。

PL周圍一圈的Input/Output Blocks對應的是可編程IO單元,Configurable Logic Blocks對應可編程邏輯單元,Block RAM對應嵌入式塊RAM,DSP相當於底層嵌入功能單元,clock tiles(時鐘塊),XADC block、PCI Express block、GTX transceivers屬於硬核部分。

PS部分:

  (1)Application Processing unit(APU)

內有兩個ARM處理器,是APU的核心,在ARM周圍有FPU(用於浮點單元運輸算)、NEON Engine(用於單指令,多數據處理)、MMU(用於物理地址到虛擬地址的映射)、32KB I-Cache(指令緩存)和D-Cache(數據緩存)的一級緩存、512KB L2 Cache&Controller(二級緩存,兩個處理器共用)、OCM(片上存儲器)、Snoop Controller,AWDT,Timer(一致性控制單元)、DMA(數據搬移)、GIC(中斷控制器)。

(2) APU之外部分:

Central interconnect(中央互聯)、PL to Memory interconnect(PL到存儲器互聯)、I/O接口(通過MIO與外界連接)、Memory Interfaces(動態和靜態存儲器接口)、Clock Generation(時鐘生成模塊)、Reset(復位模塊)。

 

3.PS與PL通過AXI interface連接:

EMIO(擴展MIO)、XADC(PL中的硬核)、DMA(PS到PL的直接訪問)、IRQ(中斷請求,從PL傳到PS)、Config AES/SHA(FPGA的配置接口)

general purpose interfaces分爲 M_AXI_GP[1:0]和 S_AXI_GP[1:0],M和S分別代表PS作爲主機和從機。

ACP interfaces實現PL到OCM的訪問,S_AXI_ACP[1:0]。

high performance interfaces(高性能接口,FIFOs實現數據緩衝),S_AXI_HP[3:0]。

 

 

 

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