ZYNQ —— 強化處理器的新元素

　　全球可編程平臺領(lǐng)導廠(chǎng)商賽靈思公司(Xilinx, Inc. )宣布推出行業(yè)第一個(gè)可擴展處理平臺 Zynq系列，旨在為視頻監視、汽車(chē)駕駛員輔助以及工廠(chǎng)自動(dòng)化等高端嵌入式應用提供所需的處理與計算性能水平。這四款新型器件得到了工具和 IP 提供商生態(tài)系統的支持，將完整的 ARM Cortex-A9 MPCore 處理器片上系統 (SoC) 與 28nm 低功耗可編程邏輯緊密集成在一起，可以幫助系統架構師和嵌入式軟件開(kāi)發(fā)人員擴展、定制、優(yōu)化系統，并實(shí)現系統級的差異化。

　　安捷倫生命科學(xué)部項目負責人 Ralf Schäffer 指出：“10 多年來(lái)，我們一直探討在單芯片上完美集成處理器與 FPGA 的可能性，以降低成本，縮減 PCB 空間。一段時(shí)間以來(lái)，數家公司進(jìn)行了此類(lèi)嘗試，但都沒(méi)有實(shí)現真正緊密的高度集成，難以滿(mǎn)足我們的目標。然而，隨著(zhù)賽靈思 Zynq-7000 系列的推出，我們長(cháng)期以來(lái)的夢(mèng)想終于成為了現實(shí)。這意味著(zhù)安捷倫現在能夠采用通用代碼庫以最低的成本和工程開(kāi)銷(xiāo)推出低端、中端、高端等眾多不同型號產(chǎn)品。”

　　Zynq-7000 嵌入式處理平臺系列的每款產(chǎn)品均采用帶有NEON及雙精度浮點(diǎn)引擎的雙核 ARM Cortex-A9 MPCore 處理系統，該系統通過(guò)硬連線(xiàn)完成了包括L1，L2 緩存、存儲器控制器以及常用外設在內的全面集成。該處理系統不僅能在開(kāi)機時(shí)啟動(dòng)并運行各種獨立于可編程邏輯的操作系統 (OS)，而且還可根據需要配置可編程邏輯。利用這種方法，軟件編程模式與全功能的標準 ARM 處理 SoC 毫無(wú)二致。

　　應用開(kāi)發(fā)人員利用可編程邏輯強大的并行處理能力，不僅可以解決多種不同信號處理應用中的大量數據處理問(wèn)題，而且還能通過(guò)實(shí)施更多外設來(lái)擴展處理系統的特性。系統和可編程邏輯之間的高帶寬 AMBA®-AXI互聯(lián)能以極低的功耗支持千兆位級數據傳輸，從而解決了控制、數據、I/O 和存儲器之間的常見(jiàn)性能瓶頸問(wèn)題。

　　熟悉的編程環(huán)境

　　Zynq-7000 系列提供了一個(gè)開(kāi)放式設計環(huán)境，便于可編程邏輯中雙核 Cortex-A9 MPCore 和定制加速器的并行開(kāi)發(fā)，從而加速了產(chǎn)品上市進(jìn)程。軟件開(kāi)發(fā)人員可以充分利用基于 Eclipse 的Xilinx Platform Studio 軟件開(kāi)發(fā)套件 (SDK)、ARM 的 DS-5 和 ARM Real View Design Suite (RVDS)，或 ARM 互聯(lián)社區和賽靈思聯(lián)盟計劃生態(tài)系統的領(lǐng)先廠(chǎng)商(諸如 Lauterbach、Wind River、PetaLogix、MathWorks、MentorGraphics、Micrium 和 MontaVista 等)提供的編譯器、調試器和應用。

　　此外，利用賽靈思屢獲殊榮的 ISE 設計套件的優(yōu)勢，Zynq-7000 系列的可編程結構經(jīng)定制可以最大化系統級性能，滿(mǎn)足特定應用的各種需求。該套件提供了包括開(kāi)發(fā)工具、AMB4 AXI4 即插即用 IP 核和總線(xiàn)功能模型 (BFM) 等在內的完整硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境，有助于加速設計和驗證工作。賽靈思通過(guò)收購高級綜合技術(shù)領(lǐng)先公司AutoESL進(jìn)一步提升了在工具方面的進(jìn)程，提供C，C++ 以及系統C綜合優(yōu)化Zynq-7000器件架構。未來(lái)的版本也將促進(jìn)Zynq-7000產(chǎn)品系列中處理器和可編程邏輯之間關(guān)鍵算法的無(wú)縫銜接。

　　隨著(zhù)時(shí)間的推移，ARM互聯(lián)社區和賽靈思聯(lián)盟計劃生態(tài)系統的第三方廠(chǎng)商將進(jìn)一步擴展上述解決方案，這是賽靈思目標設計平臺的一部分，可提供包括 IP 核、參考設計、開(kāi)發(fā)套件及其他資源等在內的高效統一的開(kāi)發(fā)環(huán)境，從而滿(mǎn)足特定應用和設計領(lǐng)域要求。

　　統一的可編程邏輯架構

　　Zynq-7000 系列的可編程邏輯完全基于賽靈思最新 7 系列 FPGA 架構來(lái)設計，可確保 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 均基于專(zhuān)門(mén)針對低成本和低功耗優(yōu)化的 Artix-7 系列;較大型的 Zynq-7030 和 Zynq-7040 器件基于包括 4 至 12 個(gè) 10.3 Gbps 收發(fā)器通道，可支持高速片外連接的中端 Kintex®-7 系列。所有四款產(chǎn)品均采用基于 2 個(gè) 12 位 1Msps ADC(模數轉換器)模塊的新型模擬混合信號模塊。

　　快速推廣已經(jīng)啟動(dòng)

　　美國國家儀器公司研發(fā)院士 Keith Odom 指出：“可擴展處理平臺在單芯片中為可編程邏輯結構提供了高性能處理器和高帶寬連接，成為美國國家儀器公司圖形設計環(huán)境 LabVIEW 的理想選擇。該架構具有低時(shí)延、高吞吐量等優(yōu)異特性，支持工業(yè)自動(dòng)化、通信系統以及機器視覺(jué)等眾多應用領(lǐng)域的創(chuàng )新。”

　　自 2010 年 4 月以來(lái)，加入早期試用計劃的客戶(hù)也已開(kāi)始評估 Zynq-7000 可擴展處理平臺對面向需要多功能和實(shí)時(shí)響應終端市場(chǎng)應用系統的支持能力，而這正是傳統處理解決方案所難以實(shí)現的。訪(fǎng)問(wèn)賽靈思在嵌入式大會(huì )的展臺Hall 12/12-515可以獲取更多關(guān)于Zynq-7000可擴展處理平臺的信息以及用戶(hù)開(kāi)發(fā)設計。

　　賽靈思公司全球市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)及業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)高級副總裁 Vin Ratford 指出：“我們的 Zynq-7000 系列為設計人員提供了一個(gè)綜合平臺，可以幫助他們推出自己定制的標準產(chǎn)品，包括從基于 Artix-7 FPGA系列的功能的極低成本、極低功耗解決方案到基于Kintex-7系列的更全面、以性能為導向的高端解決方案。處理系統與可編程邏輯的緊密集成不僅能有效降低系統材料清單成本、功耗與尺寸，而且還能作為‘創(chuàng )新引擎’，推動(dòng)創(chuàng )新應用的發(fā)展，將傳統 FPGA 技術(shù)市場(chǎng)向嵌入式系統領(lǐng)域大幅擴展。”

　　定價(jià)與供貨情況

　　客戶(hù)可以通過(guò)加入早期試用計劃盡快著(zhù)手評估 Zynq-7000 系列。早期芯片器件預計將于 2011 年下半年推出，2012 年上半年將推出工程樣片。設計人員可立即使用支持 ARM 的工具和開(kāi)發(fā)套件來(lái)熟悉 Cortex-A9 MPCore 架構并開(kāi)始代碼移植工作。價(jià)格視器件訂購數量和具體型號而定。根據量產(chǎn)的價(jià)格，Zynq-7000系列大批量定貨將以低于15美金起價(jià)。感興趣的客戶(hù)請垂詢(xún)本地賽靈思銷(xiāo)售代表。