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作者：Steve Leibson 隨著(zhù)消費電子、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，用戶(hù)需求也越來(lái)越復雜和多樣，因此我們在嵌入式系統設計中必須選擇合適的處理器（SoC）系統，當然我們也需要考慮成本、功耗、性能、I/O資源等方面，但是隨著(zhù)實(shí)踐案例的增多FPGA越來(lái)越成為嵌入式系統設計的主流選擇。 
Xilinx作為可編程邏輯器件（FPGA）的行業(yè)領(lǐng)導者提供了豐富的器件和簡(jiǎn)捷的開(kāi)發(fā)工具，下面從以下幾方面向大家介紹： FPGA/SoC：最早我們都采用的是純FPGA設計，利用FPGA的資源實(shí)現軟核處理器比如Microblaze、Picoblaze等，現在Xilinx推出了Zynq SoC和Zynq UltraScale+ MPSoC系列，它們集成的是硬核處理器（雙核ARM Cortex-A9 CPU或者Quad-A53+Dual-R5 GPU），這不僅帶來(lái)了性能、功耗、性?xún)r(jià)比方面的改進(jìn)，同時(shí)也減小的PCB尺寸； 功耗：Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC系列在之前純FPGA器件的基礎上的確進(jìn)行了非常大的改進(jìn)，它支持多種電源模式：Full-Power模式；Low-Power模式；Sleep模式，DRAM暫停；Power-Off模式，提供豐富靈活的電源管理方案，在性能和功耗兩者之間靈活的切換； 模擬量處理：早在Virtex系列上就集成了ADC功能，但是這只限于監測器件內部的模擬量，比如電壓、溫度等。之后再7系列上集成了兩個(gè)1Msamples/sec@12-bits ADC模塊，支持內部和外部模擬量的采集，Zynq UltraScale+ RFSoC則集成了更高性能的ADCs/DACs模塊：4Gsamples/sec@12 bits ADCs / 6.5Gsamples/sec@14 bits DACs，可應用于15G、雷達等領(lǐng)域。 安全方面：我們都知道FPGA的啟動(dòng)文件時(shí)比特流（bitstream）形式，Xilinx Zynq-7000 SoC和Zynq UltraScale+ MPSoC都支持加密的比特流，加載到處理器后進(jìn)行安全解密啟動(dòng)。 開(kāi)發(fā)工具：對于工程師來(lái)講最重要的還是開(kāi)發(fā)工具，好用的開(kāi)發(fā)工具可以事半功倍。與Xilinx Zynq 7000系列同時(shí)推出的Vivado工具集成了豐富的功能：IP integrator（IPI）是一款圖形化的IP設計插件；HLS（High Level Synthesis，高層次綜合）支持工程師使用C/C++語(yǔ)言生成HDL功能代碼。此外SDSoC則是一個(gè)完整的系統、軟件和硬件設計工具，支持完全采用C/C++語(yǔ)言實(shí)現嵌入式系統軟硬件功能開(kāi)發(fā)，SDAccel則是一款基于OpenCL開(kāi)發(fā)框架的設計工具。 由此可見(jiàn)FPGA/SoC供應商已經(jīng)花費大量的精力來(lái)優(yōu)化器件并且完善開(kāi)發(fā)工具，使它們更易于應用到嵌入式系統設計中，同時(shí)我們的學(xué)習過(guò)程也會(huì )比過(guò)去更容易，在不遠的將來(lái)FPGA/SoC將會(huì )獲得更廣泛的應用。 |
