ZYNQ结构简介_ZED-Board特征及应用

ZYNQ-7000是第一代可扩展处理平台（Extensible Processing Platform，EPP），同时具有软件可编程、硬件可编程、IO可编程的特性，为此Xilinx强调了“All Programmable的”概念。下面对其做一简要介绍，便于读者建立初步框架。

ZYNQ芯片内包含一个丰富特性的基于双核ARM Cortex-A9的处理子系统（Processing System，PS）和Xilinx 28nm可编程逻辑（Programmable Logic，PL）。PS除了核心外还包括片上存储器、外部存储器接口以及大量外设连接接口。【引用：Zynq-7000 Overview】

PS部分资源情况如下图

PL部分资源情况如下图

利用ARM，我们可以做嵌入式操作系统相关的任务，如图形界面、用户输入、网络、DDR3控制、Java代码执行等，由于ARM本身具有丰富的外设接口，而且支持多级流水线，处理这些事务游刃有余，但对于计算量较大的应用却捉襟见肘，因为ARM本身还是典型的串行处理器，不适合做大数据、实时性较高的处理任务。FPGA恰好弥补了这一点，利用可编程逻辑可以实现并行处理，只要逻辑资源够用，我们可以采用以空间换时间的策略，使多个计算单元同时进行，可大大缩短处理时间。举个例子，从上面PL资源看到，XC7Z020内部有220个DSP Slice，如果做25*18的乘加运算，PS时钟600MHz，PL时钟150MHz，理论上可以实现220/4=55倍加速。对于大计算量的应用是非常可观的一个加速比指标。

下面对ZED-Board做一个简要介绍。

ZED-Board是Digilent推出的一款低成本（Avnet只需要395美元）的Xilinx Zynq-7000 EPP开发板，包括了建立基于Linux，Android，Windows或其他操作系统（实时操作系统）设计的所有必备材料。板卡上提供了几个扩展连接器，将PS和PL的IO留出，便于用户扩展设计。利用Zynq-7000 EPP中ARM双核与7系列可编程逻辑紧密耦合的特性，可以创建独特和强大的设计。官网 ，用户可以下载相应参考设计。【参考：ZED-Board产品简介】

特征：

芯片采用Zynq-7000 EPP XC7Z020-CLG484-1

存储器：512MB DDR3；256Mb Quad-SPI Flash；4GB SD Card；

板载USB-JTAG编程接口；

10/100/1000 以太网接口；

USB OTG2.0接口；

USB-UART接口；

扩展接口（FMC，Pmod，XADC）

显示器接口（1080p HDMI，8位VGA，128*32 OLED）

I2S音频解码器；

面向应用：

1. 视频处理；

2. 电机控制；

3. 软件加速；

4. Linux/Android/RTOS 开发；

5. 嵌入式ARM处理；

6. 通用Zynq-7000 EPP原型设计；

板卡结构框图如下所示：