ZYNQ —— 強化處理器的新元素

　　全球可編程平臺領(lǐng)導廠商賽靈思公司(Xilinx, Inc. )宣布推出行業(yè)第一個可擴展處理平臺 Zynq系列，旨在為視頻監(jiān)視、汽車駕駛員輔助以及工廠自動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(tǒng)的支持，將完整的 ARM Cortex-A9 MPCore 處理器片上系統(tǒng) (SoC) 與 28nm 低功耗可編程邏輯緊密集成在一起，可以幫助系統(tǒng)架構(gòu)師和嵌入式軟件開發(fā)人員擴展、定制、優(yōu)化系統(tǒng)，并實現(xiàn)系統(tǒng)級的差異化。

　　安捷倫生命科學部項目負責人 Ralf Schäffer 指出：“10 多年來，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。一段時間以來，數(shù)家公司進行了此類嘗試，但都沒有實現(xiàn)真正緊密的高度集成，難以滿足我們的目標。然而，隨著賽靈思 Zynq-7000 系列的推出，我們長期以來的夢想終于成為了現(xiàn)實。這意味著安捷倫現(xiàn)在能夠采用通用代碼庫以最低的成本和工程開銷推出低端、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及雙精度浮點引擎的雙核 ARM Cortex-A9 MPCore 處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過硬連線完成了包括L1，L2 緩存、存儲器控制器以及常用外設(shè)在內(nèi)的全面集成。該處理系統(tǒng)不僅能在開機時啟動并運行各種獨立于可編程邏輯的操作系統(tǒng) (OS)，而且還可根據(jù)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 毫無二致。

　　應用開發(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(shù)據(jù)處理問題，而且還能通過實施更多外設(shè)來擴展處理系統(tǒng)的特性。系統(tǒng)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(shù)據(jù)傳輸，從而解決了控制、數(shù)據(jù)、I/O 和存儲器之間的常見性能瓶頸問題。

　　熟悉的編程環(huán)境

　　Zynq-7000 系列提供了一個開放式設(shè)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發(fā)，從而加速了產(chǎn)品上市進程。軟件開發(fā)人員可以充分利用基于 Eclipse 的Xilinx Platform Studio 軟件開發(fā)套件 (SDK)、ARM 的 DS-5 和 ARM Real View Design Suite (RVDS)，或 ARM 互聯(lián)社區(qū)和賽靈思聯(lián)盟計劃生態(tài)系統(tǒng)的領(lǐng)先廠商(諸如 Lauterbach、Wind River、PetaLogix、MathWorks、MentorGraphics、Micrium 和 MontaVista 等)提供的編譯器、調(diào)試器和應用。

　　此外，利用賽靈思屢獲殊榮的 ISE 設(shè)計套件的優(yōu)勢，Zynq-7000 系列的可編程結(jié)構(gòu)經(jīng)定制可以最大化系統(tǒng)級性能，滿足特定應用的各種需求。該套件提供了包括開發(fā)工具、AMB4 AXI4 即插即用 IP 核和總線功能模型 (BFM) 等在內(nèi)的完整硬件開發(fā)環(huán)境，有助于加速設(shè)計和驗證工作。賽靈思通過收購高級綜合技術(shù)領(lǐng)先公司AutoESL進一步提升了在工具方面的進程，提供C，C++ 以及系統(tǒng)C綜合優(yōu)化Zynq-7000器件架構(gòu)。未來的版本也將促進Zynq-7000產(chǎn)品系列中處理器和可編程邏輯之間關(guān)鍵算法的無縫銜接。

　　隨著時間的推移，ARM互聯(lián)社區(qū)和賽靈思聯(lián)盟計劃生態(tài)系統(tǒng)的第三方廠商將進一步擴展上述解決方案，這是賽靈思目標設(shè)計平臺的一部分，可提供包括 IP 核、參考設(shè)計、開發(fā)套件及其他資源等在內(nèi)的高效統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境，從而滿足特定應用和設(shè)計領(lǐng)域要求。

　　統(tǒng)一的可編程邏輯架構(gòu)

　　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(gòu)來設(shè)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 均基于專門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 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 12 位 1Msps ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)模塊的新型模擬混合信號模塊。

　　快速推廣已經(jīng)啟動

　　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(jié)構(gòu)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(shè)計環(huán)境 LabVIEW 的理想選擇。該架構(gòu)具有低時延、高吞吐量等優(yōu)異特性，支持工業(yè)自動化、通信系統(tǒng)以及機器視覺等眾多應用領(lǐng)域的創(chuàng)新。”

　　自 2010 年 4 月以來，加入早期試用計劃的客戶也已開始評估 Zynq-7000 可擴展處理平臺對面向需要多功能和實時響應終端市場應用系統(tǒng)的支持能力，而這正是傳統(tǒng)處理解決方案所難以實現(xiàn)的。訪問賽靈思在嵌入式大會的展臺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開發(fā)設(shè)計。

　　賽靈思公司全球市場營銷及業(yè)務開發(fā)高級副總裁 Vin Ratford 指出：“我們的 Zynq-7000 系列為設(shè)計人員提供了一個綜合平臺，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(tǒng)與可編程邏輯的緊密集成不僅能有效降低系統(tǒng)材料清單成本、功耗與尺寸，而且還能作為‘創(chuàng)新引擎’，推動創(chuàng)新應用的發(fā)展，將傳統(tǒng) FPGA 技術(shù)市場向嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域大幅擴展。”

　　定價與供貨情況

　　客戶可以通過加入早期試用計劃盡快著手評估 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(shè)計人員可立即使用支持 ARM 的工具和開發(fā)套件來熟悉 Cortex-A9 MPCore 架構(gòu)并開始代碼移植工作。價格視器件訂購數(shù)量和具體型號而定。根據(jù)量產(chǎn)的價格，Zynq-7000系列大批量定貨將以低于15美金起價。感興趣的客戶請垂詢本地賽靈思銷售代表。