xilinx fpga架构，Xilinx-从FPGA到处理器

很多朋友对xilinx fpga架构，Xilinx-从FPGA到处理器不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

可编程逻辑器件是半导体行业增长最快的市场之一：2010年，该市场增长了48%，达到49亿美元，预计将比2009年翻一番，到2013年达到66亿美元(数据来源：IC Insights)。得益于自身的努力、半导体行业的复苏以及中国市场的快速发展，Xilinx在2010年的年收入达到23亿美元，继续领跑FPGA市场。

2010年4月在硅谷举行的嵌入式系统大会上，Xilinx发布了可扩展处理平台的架构细节，其基于ARM处理器的SoC可以满足复杂嵌入式系统高性能、低功耗、多核处理能力的要求。通过与ARM的深度合作，Xilinx开始超越传统的FPGA技术，逐渐触及更核心的处理器领域。

嵌入式处理平台是指处理器进入发布的Zynq-7000嵌入式处理平台系列。每款产品均采用双核ARM Cortex-A9 MPCore处理系统，搭配NEON和双精度浮点引擎。该系统是完全集成的，包括L1，L2高速缓存，内存控制器和常见的外围设备通过硬连线。处理系统不仅可以在启动时启动和运行独立于可编程逻辑的各种操作系统(OS)，还可以根据需要配置可编程逻辑。

使用这种方法，软件编程模式与全功能标准ARM处理SoC相同。无论从哪个角度来看，这都是一个完整的处理器架构，而且还融合了FPGA的很多优点。利用可编程逻辑强大的并行处理能力，应用开发者不仅可以解决许多不同信号处理应用中的大量数据处理问题，还可以通过实现更多外设来扩展处理系统的特性。

系统和可编程逻辑之间的高带宽AMBA-AXI互连可以以非常低的功耗支持千兆位数据传输，从而解决了控制、数据、I/O和存储器之间常见的性能瓶颈。“Xilinx目前的竞争层次不仅限于可编程逻辑器件，还包括一些DSP厂商，甚至一些结合FPGA器件的Intel处理器产品。

我们认为工程师在设计开发上的障碍不在于芯片本身，而在于芯片供应商对嵌入式应用的认知。以同样集成了FPGA产品的intel的处理器为例，我们在价格、功耗、性能上都有优势。Xilinx全球营销和业务发展高级副总裁Vin Ratford表示。

Zynq-7000系列，ARM生态系统成长的编程环境，提供了一个开放的设计环境，方便了双核Cortex-A9 MPCore和可编程逻辑定制加速器的并行开发，从而加速了产品上市进程。

软件开发人员可以充分利用基于Eclipse、ARM的DS-5和ARM的RVDS的Xilinx Platform Studio软件开发包(SDK)。或者ARM互联网社区和Xilinx联盟项目生态系统的领先厂商提供的编译器、调试器和应用，如Lauterbach、Wind River、PetaLogix、MathWorks、MentorGraphics、Micrium和MontaVista。

此外，利用Xilinx ISE设计套件，Zynq-7000系列的可编程结构可以定制，以最大限度地提高系统级性能，满足特定应用的各种要求。该套件提供了完整的硬件开发环境，包括开发工具、AMB4 AXI4即插即用IP核和总线功能模型(BFM)，有助于加快设计和验证速度。Xilinx通过收购先进集成技术领先公司AutoESL，进一步提升了在工具方面的进步，提供C、C和system C，全面优化Zynq-7000器件架构。

未来版本还将推动Zynq-7000产品线中处理器与可编程逻辑之间关键算法的无缝连接。随着时间的推移，ARM互联网社区和Xilinx联盟项目生态系统的第三方厂商将进一步扩展上述解决方案，这些解决方案是Xilinx目标设计平台的一部分，可以提供包括IP核、参考设计、开发套件等资源在内的高效统一的开发环境，以满足特定应用和设计领域的需求。

统一可编程逻辑架构Zynq-7000系列的可编程逻辑完全基于Xilinx最新的7系列FPGA架构设计，可以保证28nm系列器件的IP核、工具和性能100%兼容。最小的Zynq-7000、Zynq-7010、Zynq-7020都是基于Artix-7系列专门针对低成本、低功耗进行优化的；较大的Zynq-7030和Zynq-7040器件基于中档Kintex-7系列，包括4至12个10.3 Gbps收发器通道，支持高速片外连接。

所有四款产品均采用基于两个12位1Msps ADC模数转换器的新型模拟混合信号模块。可编程逻辑可以由用户配置，并通过“互连”模块连接在一起，从而提供任何用户定义的功能，以扩展处理器系统的性能和功能。一系列互连的模块相互协作，根据应用要求在逻辑模块之间路由信号。

Xilinx可编程逻辑软件工具可以将RTL应用编译成一个位文件，然后将该文件加载到可编程逻辑中，以配置可编程逻辑的功能。应用程序可以加载单个静态可编程逻辑配置，也可以根据应用程序的需要动态选择配置。我们还可以通过部分重配置功能来配置可编程逻辑的选定区域。设备的两个区域的互连操作对于用户来说基本上是透明的。

主/从设备之间的访问根据地址范围通过AXI互连机制路由，即每个从设备被分配一个地址范围。多个主设备可以同时访问多个从设备，每个AXI互连机制采用两级仲裁方案来解决冲突。

处理系统与可编程逻辑紧密结合，内部互连超过3000条，带宽相当于100Gb左右，为系统架构师提供了高带宽、低延迟接口的处理平台，从而为高强度计算应用带来了前所未有的软硬件分区优化。例如，工业市场需要小型化、灵活分区、高性能、低成本生态系统的支持，才能实现工业控制系统的成功开发和实施。

基于双Cortex-A9 MPCore结合可编程逻辑的处理系统的并行处理能力，为当前的工厂自动化和视觉系统带来了确定性性能所必需的计算能力。在汽车市场领域，防撞系统的图形处理和识别技术需要一个能够在保证系统低功耗低成本高集成度的基础上实现大幅度DSP加速的单芯片平台。

基于双Cortex-A9 MPCore的处理系统结合可编程逻辑强大的并行处理能力，可以为图形处理和高级分析功能提供所需的计算能力，从而满足汽车和其他市场对智能系统的需求。

从2010年4月开始，加入早期试用计划的客户也开始评估Zynq-7000可扩展处理平台对需要多功能和实时响应的终端市场应用系统的支持能力，这是传统处理解决方案难以实现的。

”Vin Ratford指出，“我们的Zynq-7000系列为设计人员提供了一个综合平台，可以帮助他们推出自己定制的标准产品，包括从基于Artix-7 FPGA系列的功能的极低成本、极低功耗解决方案到基于Kintex-7系列的更全面、以性能为导向的高端解决方案。

处理系统与可编程逻辑的紧密集成不仅能有效降低系统材料清单成本、功耗与尺寸，而且还能作为‘创新引擎’，推动创新应用的发展，将传统FPGA技术市场向嵌入式系统领域大幅扩展。”

以上知识分享希望能够帮助到大家！