第一个可扩展处理平台 Zynq-7000系列【赛灵思】

2011-03-02 14:37:39来源: EEWORLD

    2011 年 3 月 2 日,中国深圳—全球可编程平台领导厂商赛灵思公司(Xilinx, Inc. (NASDAQ:XLNX))宣布推出行业第一个可扩展处理平台 Zynq™ 系列,旨在为视频监视、汽车驾驶员辅助以及工厂自动化等高端嵌入式应用提供所需的处理与计算性能水平。这四款新型器件得到了工具和 IP 提供商生态系统的支持,将完整的 ARM® Cortex™-A9 MPCore 处理器片上系统 (SoC) 与 28nm 低功耗可编程逻辑紧密集成在一起,可以帮助系统架构师和嵌入式软件开发人员扩展、定制、优化系统,并实现系统级的差异化。

    安捷伦生命科学部项目负责人 Ralf Schäffer 指出:“10 多年来,我们一直探讨在单芯片上完美集成处理器与 FPGA 的可能性,以降低成本,缩减 PCB 空间。一段时间以来,数家公司进行了此类尝试,但都没有实现真正紧密的高度集成,难以满足我们的目标。然而,随着赛灵思 Zynq-7000 系列的推出,我们长期以来的梦想终于成为了现实。这意味着安捷伦现在能够采用通用代码库以最低的成本和工程开销推出低端、中端、高端等众多不同型号产品。”

    Zynq-7000 嵌入式处理平台系列的每款产品均采用带有NEON及双精度浮点引擎的双核 ARM Cortex-A9 MPCore 处理系统,该系统通过硬连线完成了包括L1,L2 缓存、存储器控制器以及常用外设在内的全面集成。该处理系统不仅能在开机时启动并运行各种独立于可编程逻辑的操作系统 (OS),而且还可根据需要配置可编程逻辑。利用这种方法,软件编程模式与全功能的标准 ARM 处理 SoC 毫无二致。

    应用开发人员利用可编程逻辑强大的并行处理能力,不仅可以解决多种不同信号处理应用中的大量数据处理问题,而且还能通过实施更多外设来扩展处理系统的特性。系统和可编程逻辑之间的高带宽 AMBA®-AXI互联能以极低的功耗支持千兆位级数据传输,从而解决了控制、数据、I/O 和存储器之间的常见性能瓶颈问题。

    详解Zynq架构特点

    熟悉的编程环境

    Zynq-7000 系列提供了一个开放式设计环境,便于可编程逻辑中双核 Cortex-A9 MPCore 和定制加速器的并行开发,从而加速了产品上市进程。软件开发人员可以充分利用基于 Eclipse 的Xilinx Platform Studio 软件开发套件 (SDK)、ARM 的 DS-5 和 ARM Real View Design Suite (RVDS),或 ARM 互联社区和赛灵思联盟计划生态系统的领先厂商(诸如 Lauterbach、Wind River、PetaLogix、MathWorks、MentorGraphics、Micrium 和 MontaVista 等)提供的编译器、调试器和应用。

    此外,利用赛灵思屡获殊荣的 ISE® 设计套件的优势,Zynq-7000 系列的可编程结构经定制可以最大化系统级性能,满足特定应用的各种需求。该套件提供了包括开发工具、AMB4 AXI4 即插即用 IP 核和总线功能模型 (BFM) 等在内的完整硬件开发环境,有助于加速设计和验证工作。赛灵思通过收购高级综合技术领先公司AutoESL进一步提升了在工具方面的进程,提供C,C++ 以及系统C综合优化Zynq-7000器件架构。未来的版本也将促进Zynq-7000产品系列中处理器和可编程逻辑之间关键算法的无缝衔接。

    随着时间的推移,ARM互联社区和赛灵思联盟计划生态系统的第三方厂商将进一步扩展上述解决方案,这是赛灵思目标设计平台的一部分,可提供包括 IP 核、参考设计、开发套件及其他资源等在内的高效统一的开发环境,从而满足特定应用和设计领域要求。

    统一的可编程逻辑架构

    Zynq-7000 系列的可编程逻辑完全基于赛灵思最新 7 系列 FPGA 架构来设计,可确保 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 均基于专门针对低成本和低功耗优化的 Artix®-7 系列;较大型的 Zynq-7030 和 Zynq-7040 器件基于包括 4 至 12 个 10.3 Gbps 收发器通道,可支持高速片外连接的中端 Kintex®-7 系列。所有四款产品均采用基于 2 个 12 位 1Msps ADC(模数转换器)模块的新型模拟混合信号模块。 

    快速推广已经启动

    美国国家仪器公司研发院士 Keith Odom 指出:“可扩展处理平台在单芯片中为可编程逻辑结构提供了高性能处理器和高带宽连接,成为美国国家仪器公司图形设计环境 LabVIEW 的理想选择。该架构具有低时延、高吞吐量等优异特性,支持工业自动化、通信系统以及机器视觉等众多应用领域的创新。”

    自 2010 年 4 月以来,加入早期试用计划的客户也已开始评估 Zynq-7000 可扩展处理平台对面向需要多功能和实时响应终端市场应用系统的支持能力,而这正是传统处理解决方案所难以实现的。访问赛灵思在嵌入式大会的展台Hall 12/12-515可以获取更多关于Zynq-7000可扩展处理平台的信息以及用户开发设计。

    赛灵思公司全球市场营销及业务开发高级副总裁 Vin Ratford 指出:“我们的 Zynq-7000 系列为设计人员提供了一个综合平台,可以帮助他们推出自己定制的标准产品,包括从基于 Artix-7 FPGA系列的功能的极低成本、极低功耗解决方案到基于Kintex-7系列的更全面、以性能为导向的高端解决方案。处理系统与可编程逻辑的紧密集成不仅能有效降低系统材料清单成本、功耗与尺寸,而且还能作为‘创新引擎’,推动创新应用的发展,将传统 FPGA 技术市场向嵌入式系统领域大幅扩展。”

关键字:Zynq-7000  Cortex-A9  赛灵思

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0302/article_1900.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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