ZYNQ系列

赛灵思公司（Xilinx）推出的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。

 

中文名

ZYNQ系列

开发商

赛灵思公司

用    途

嵌入式应用

编程环境

XilinxPlatformStudio

名称由来

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Zynq这个词很容易让人联想到zinc，也就是电池、日光屏、合金制品和药品中最常见的化学元素锌。锌与其他金属的合金可实现增强型功能，根据合金的不同对象表现为不同的色彩。锌最常见的用途就是电镀。那么这个名称与电镀之间有什么联系？

在2010年4月硅谷举行的嵌入式系统大会上，赛灵思发布了可扩展处理平台的架构详情，这款基于无处不在的ARM处理器的SoC可满足复杂嵌入式系统的高性能、低功耗和多核处理能力要求。赛灵思可扩展处理平台芯片硬件的核心本质就是将通用基础双ARMCortex-A9MPCore处理器系统作为“主系统”，结合低功耗28nm工艺技术，以实现高度的灵活性、强大的配置功能和高性能。由于该新型器件的可编程逻辑部分基于赛灵思28nm7系列FPGA，因此该系列产品的名称中添加了“7000”，以保持与7系列FPGA的一致性，同时也方便日后本系列新产品的命名。

除了芯片外，赛灵思Zynq-7000系列还构成了最终平台产品的基础。赛灵思联盟计划生态系统和ARM互联社区的成员提供的软件开发与硬件设计实现工具、广泛采用的操作系统、调试器、IP及其他元素的工具就好像“电镀”在一起一样，从而使可扩展处理平台成为了可能。

究竟是什么

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Zynq-7000为何不是FPGA？

Zynq-7000可扩展处理平台是采用赛灵思新一代FPGA（Artix-7与Kintex-7FPGA）所采用的同一28nm可编程技术的最新产品系列。可编程逻辑可由用户配置，并通过“互连”模块连接在一起，这样可以提供用户自定义的任意逻辑功能，从而扩展处理系统的性能及功能。不过，与采用嵌入式处理器的FPGA不同，Zynq-7000产品系列的处理系统不仅能在开机时启动，而且还可根据需要配置可编程逻辑。采用这种方法，软件编程模式与全功能的标准ARM处理SoC毫无二致。

“可扩展”意味着什么？

在软件工程领域，可扩展性（有时会同前向兼容性相混淆）是指实现方案考虑到未来发展需求的系统设计原理。这是一种能够扩展系统的系统性举措，也是实现扩展所需的工作。扩展可体现为增加新功能，也可体现为现有功能的修改。其核心主题就是在尽可能减少现有系统功能变动的基础上实现变革。

在系统架构中，可扩展性意味着系统设计时包含了通过新功能扩展/改进自身的机制和元素(hook)，而且无需对系统基础架构进行较大的修改。良好的架构反映了实现上述目的的设计原理，也为今后可能的构建工作制定了发展蓝图。请注意，这通常是指最终交付的产品中包含了尚不会（实际上可能永远不会）用到的功能和机制，但这种功能并不是可有可无的，而是可维护性的必要元素，有助于避免产品过早被淘汰。

ZYNQ=processor

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ARMCortex-A9MPCore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。

　　

编程环境

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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-A9MPCore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XilinxPlatformStudio软件开发套件(SDK)、ARM的DS-5和ARMRealViewDesignSuite(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、WindRiver、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、AMB4AXI4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。

可编程逻辑架构

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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10.3Gbps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1MspsADC（模数转换器）模块的新型模拟混合信号模块。

 

基于ZYNQ XC7Z100 FFG 900的高性能计算模块

 

北京太速科技

一、板卡概述 

本板卡基于Xilinx公司的FPGA XC7Z100 FFG 9000 芯片， 该平台为设计和验证应用程序提供了一个完整的开发平台。该平台使设计师能够更加简单进行高性能的原型设计，并且通过FMC HPC扩展槽提供可扩展性和满足客户定制需求。

二、主要性能和优势

• 使用 Zynq-7000 SoC 对嵌入式应用进行快速原型设计以实现优化
• 硬件、设计工具、 IP、以及预验证参考设计
• 演示嵌入式设计，面向视频通道
• 存储接口
• 1GB DDR3 组件存储
• 1GB DDR3 SODIM 存储器
• 支持包含 Dual ARM Cortex-A9 核处理器的嵌入式处理
• 使用 10-100-1000 Mbps Ethernet (RGMII​) 开发网络应用
• 使用 HDMI 输出实现视频显示应用
• 扩展 I/O， 包含 FPGA Mezzanine Card (FMC) 接口

三、软件支持:

·  支持从microSD 卡加载ubuntu系统

·  支持利用QSPI模式配置程序

·  支持RS232连接计算机串口通信

·  支持外接HDMI连接显示器，并支持键盘，鼠标等外接设备进行演示

·  支持Msata存储设备，支持高速数据存储功能 (SATA存储单独定制开发)

·  平台引入了Xilinx公司新的SDSoC™ 开发工具，提供了嵌入式C/C++ 应用开发体验，包括了Eclipse IDE 和完整的设计环境，支持Zynq® All Programmable SoC 开发，同时集成了Vivado设计环境。

·  FMC上接高速ADC，DAC子卡，Camera Link 子卡等，进行功能扩展以及客户的定制需求，并可提供演示程序

四、应用领域：

·  软件无线电处理平台

·  图形图像硬件加速器

·  视频监视、汽车驾驶员辅助以及工厂自动化等嵌入式应用开发平台