ZYNQ嵌入式處理器與FPGA集成的獨特創(chuàng )舉

　　除了Xilinx的Zynq家族外，很多公司已經(jīng)或正在做基于Cortex-A9的創(chuàng )新，智能手機、平板電腦、3D TV;網(wǎng)絡(luò )SoC(系統芯片)、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器、超級計算機……。

　　這些企業(yè)之所以選擇A9，因為它是ARM處理器系列中較高性能的一款產(chǎn)品，采用了ARMv7架構。A9處理器的設計是基于先進(jìn)的推測型八級流水線(xiàn)(speculating 8-stage pipeline)，該流水線(xiàn)具有高效、動(dòng)態(tài)長(cháng)度、多發(fā)射超標量及無(wú)序完成特征，因此這款處理器的性能、功效和功能均達到了高水平，能夠滿(mǎn)足消費、網(wǎng)絡(luò )、企業(yè)和移動(dòng)應用等領(lǐng)域尖端產(chǎn)品的要求。

　　處理器+FPGA整合：1+1>2

　　市場(chǎng)調查表明，FPGA目前在全部嵌入式系統中的使用比例占50%~70%[4]。因此這個(gè)市場(chǎng)非常巨大，而通常的工程方案是“嵌入式處理器+FPGA”。“但是我們的客戶(hù)并不滿(mǎn)足于此，或者說(shuō)在客戶(hù)的應用里目前的器件都不能滿(mǎn)足他們的需求，無(wú)論是傳統的單個(gè)處理器、單個(gè)FPGA、ASIC或者是ASSP，特別是對于軟件開(kāi)發(fā)公司來(lái)說(shuō)，對FPGA編程相當困難。我們發(fā)現到2014年有約127億美元的市場(chǎng)是傳統FPGA沒(méi)法服務(wù)的。”Xilinx全球市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)高級副總裁Vin Ratford說(shuō)道。

　　當前的四大挑戰是：提高系統性能，降低系統功耗，減少電路板的面積，降低總體系統的成本。

　　而一塊Zynq器件就可以實(shí)現“嵌入式處理器+FPGA”功能。尤其Zynq不是僅僅把 FPGA 跟處理器簡(jiǎn)單地集成在一起，更是兩者的有機結合。如圖5，傳統的FPGA與處理器之間的互聯(lián)是PCIe等，而Zynq采用了AXI4連接總線(xiàn)，這樣的布局可以在FPGA 與處理器之間形成很寬的帶寬。圖5上方是雙芯片方案?？梢钥吹紽PGA與處理器中間互聯(lián)利用 PCIe的互聯(lián)帶寬較窄，而且PCIe通道也較少，這意味著(zhù)有時(shí)超過(guò)一半的FPGA會(huì )用來(lái)支持帶寬;并且兩個(gè)器件分別接著(zhù)外帶的存儲器。圖5下方可以看到使用Zynq后，可以把中間的PCIe連接取走，再加上存儲器可以和FPGA 分享，這樣可以大大降低成本和功耗?！　?/p>

            ARM中國總裁吳雄昂指出：“眾所周知，新一代的系統處理，不只是CPU的功能，接口的處理能力在很大程度上決定了整個(gè)系統的應用能力。所以我們往往看到同樣一個(gè)設計，因為良好的接口的融合，功能會(huì )相差50%。我們很高興Xilinx的Zynq在新的AMBA AXI4 (Advanced eXtensible Interface 4) 接口上達到了很高的數據吞吐能力。”

　　Zynq以ARM為核心　　

        Zynq盡管是由FPGA廠(chǎng)商—Xilinx主導的，但Xilinx稱(chēng)其是全新的EPP(可擴展處理平臺)，應用時(shí)，Zynq上電后處理系統會(huì )自動(dòng)啟動(dòng)，而不會(huì )是FPGA先啟動(dòng)。