学习ZYNQ之FPGA的第一天

        Zynq-7000 All Programmable SoC,是将ARM处理器的软件可编程性和FPGA(灵活性、可扩展性)的硬件可编程性进行完美结合的全可编程片上系统。

1.SoC:

基于ASIC的SoC,一般用于大量制作,前期成本较高。

可编程片上系统(SOPC,System-on-Progammable-Chip),可以使用FPGA来搭建一个处理器,但性能不会很高。

全可编程控制系统(APSoC,All-Proggrammable SoC),采用ARM处理器,性能大大提高。

全可编程控制系统一般包括处理系统(Processing System)和可编程逻辑部件(Programmable Logic)。

2.ZYNQ包括两大部分:PS和PL

PL部分:

FPGA的架构一般包括:可编程IO单元、可编程逻辑单元(不同厂商叫法不同)、底层嵌入功能单元、嵌入式块RAM、布线资源、硬核。

PL周围一圈的Input/Output Blocks对应的是可编程IO单元,Configurable Logic Blocks对应可编程逻辑单元,Block RAM对应嵌入式块RAM,DSP相当于底层嵌入功能单元,clock tiles(时钟块),XADC block、PCI Express block、GTX transceivers属于硬核部分。

PS部分:

  (1)Application Processing unit(APU)

内有两个ARM处理器,是APU的核心,在ARM周围有FPU(用于浮点单元运输算)、NEON Engine(用于单指令,多数据处理)、MMU(用于物理地址到虚拟地址的映射)、32KB I-Cache(指令缓存)和D-Cache(数据缓存)的一级缓存、512KB L2 Cache&Controller(二级缓存,两个处理器共用)、OCM(片上存储器)、Snoop Controller,AWDT,Timer(一致性控制单元)、DMA(数据搬移)、GIC(中断控制器)。

(2) APU之外部分:

Central interconnect(中央互联)、PL to Memory interconnect(PL到存储器互联)、I/O接口(通过MIO与外界连接)、Memory Interfaces(动态和静态存储器接口)、Clock Generation(时钟生成模块)、Reset(复位模块)。

3.PS与PL通过AXI interface连接:

EMIO(扩展MIO)、XADC(PL中的硬核)、DMA(PS到PL的直接访问)、IRQ(中断请求,从PL传到PS)、Config AES/SHA(FPGA的配置接口)

general purpose interfaces分为 M_AXI_GP[1:0]和 S_AXI_GP[1:0],M和S分别代表PS作为主机和从机。

ACP interfaces实现PL到OCM的访问,S_AXI_ACP[1:0]。

high performance interfaces(高性能接口,FIFOs实现数据缓冲),S_AXI_HP[3:0]。

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