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作者：Kenshin System View公司是一家位于美國(guó)加州的早期創(chuàng)業(yè)型公司，公司的主要產(chǎn)品和業(yè)務(wù)是設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)當(dāng)今嵌入式系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)所使用的工具，打破傳統(tǒng)，推出更加高效便捷的開(kāi)發(fā)工具。近期該公司推出一款嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具，命名為“可視化系統(tǒng)集成器（VSI）”，這款軟件的目的是讓開(kāi)發(fā)人員能夠在圖形環(huán)境下以更加直觀方式描述一個(gè)完整的異構(gòu)系統(tǒng)。這也是業(yè)內(nèi)唯一的一款產(chǎn)品讓開(kāi)發(fā)人員既能夠清晰的描述系統(tǒng)平臺(tái)規(guī)范又能夠搭建好完整的系統(tǒng)。 
VSI這款開(kāi)發(fā)環(huán)境是基于Xilinx Vivado HLx設(shè)計(jì)工具集開(kāi)發(fā)的，如果你知道如何使用Vivado IP集成器，那么對(duì)這個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境也不會(huì)陌生。設(shè)計(jì)人員可以指定并搭建基于處理器以及Xilinx All Programmable（全可編程）器件的異構(gòu)系統(tǒng)，基于指定的系統(tǒng)規(guī)范，VSI可以自動(dòng)生成系統(tǒng)架構(gòu)以及所需的軟件驅(qū)動(dòng)程序。 上面的介紹可能有些抽象，下面我們結(jié)合實(shí)例說(shuō)明。制定一個(gè)“平臺(tái)規(guī)范”包括多個(gè)可執(zhí)行部分，主要分為兩類：軟件執(zhí)行部分（一個(gè)或多個(gè)處理器）和硬件執(zhí)行部分（一個(gè)或多個(gè)FPGA模塊）。軟件執(zhí)行部分可以是基于X86處理器、ARM處理器（包括Zynq SoC和Zynq UltraScale+ MPSoC器件集成的ARM處理器）或者DSP器件。 軟件與硬件執(zhí)行部分之間的相互通信是通過(guò)預(yù)先定義的“平臺(tái)I/O”，這樣的I/O接口可以是PCIe規(guī)范，用于處理器與處理器之間或者X86處理器與FPGA之間的通信，也可以是片上AXI協(xié)議接口，適用于當(dāng)我們的設(shè)計(jì)平臺(tái)是基于Xilinx Zynq-7000 SoC或者Zynq UltraScale+ MPSoC，以太網(wǎng)接口用于系統(tǒng)間的網(wǎng)絡(luò)/局域網(wǎng)接口。借助VSI工具就可以描述整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
圖1 借助VSI開(kāi)發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)例 上圖是借助VSI實(shí)現(xiàn)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包處理的系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)包括兩個(gè)Xilinx FPGA，通過(guò)PCI/E接口連接到一個(gè)X86架構(gòu)的計(jì)算機(jī)上，X86計(jì)算機(jī)通過(guò)“TCP/IP”協(xié)議實(shí)現(xiàn)與外界的數(shù)據(jù)輸入/輸出，同時(shí)FPGA也可以通過(guò)“NETWORK”和“LAN”以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)與外界通信功能。 設(shè)計(jì)人員可以使用配置面板設(shè)置各種參數(shù)，如使用的CPU類型（X86、ARM等）、CPU的數(shù)量，通信接口累心，通信帶寬等，全部都是可以用戶自定義的，由此可以看出這些功能給設(shè)計(jì)人員提供了非常大的靈活性，可以根據(jù)系統(tǒng)功能和性能指標(biāo)設(shè)計(jì)最優(yōu)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。目前VSI支持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制和加速器卸載等應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 |
