Zynq-7000系列嵌入式处理器，PS和PL端的协同设计

知道ZedBoard是性价比相对比较高的入门FPGA+ARM架构设计的开发板，网上关于它的资料也是特别丰富。今天给大家推荐的这个中英文的《The Zynq Book》是全面的介绍Zynq Soc的较好的材料。 所有的Zynq-7000芯片具有相同的架构，是以ARM处理器系统为基础，它包含了一颗双核ARM Cortex-A9处理器，它与软核Microbraze是不同的，它是一颗专用的“硬核”，不占用FPGA的逻辑资源，并且比Microbraze有更高的性能。

Zynq-7000系列芯片的逻辑资源(PL)是不同的，Z-7020以下是基于A7 FPGA的，Z-7030以上是基于K7的，资源数量有所不同。而我们使用的Zedboard是Z-7020的。

Zynq中所说的PS是指ARM处理器，PL是指FPGA部分，它们之间的主要连接方式是高带宽低延迟的AXI接口，这也是Zynq上主要的数据通信机制，AXI_ACP是用于PL的一个cache一致性主机端口，AXI_HP用于PL的四个高性能/大带宽主机端口，AXI_GP是通用端口，两个主机端口，两个从机端口。

PS和PL端的协同设计是Zynq嵌入式系统设计的重要部分，PL适合并行流处理，而PS适合控制或具有串行执行特性的部分以及浮点计算等。 另外，Zynq处理器系统并非只有ARM处理器，除了一个应用处理器单元(APU)，还有拓展外设接口、cache存储器、存储器接口、互联接口和时钟发生电路等。

其中APU主要由两个ARM处理核组成，每个都关联了一些可计算单元：一个NEONTM媒体处理引擎和浮点单元，一个内存管理单元和一个一级cache存储器等。其中NEON指令是对标准ARM指令集的拓展，可直接使用，NEON引擎实现了单指令多数据(SIMD)功能来实现媒体和DSP类算法的加速。

从编程的角度来看，对ARM指令的支持之前是由xilinx的SDK软件来实现的，不过现在都统一到vitis软件中了，它包含了开发部署在ARM处理器上的软件所需的全部内容。目前最新的版本是vitis 2022.2，我们使用的是2021.2。

编辑：黄飞