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雙核 ARM Cortex-A9 處理系統與可編程邏輯緊密集成，擴展了嵌入式系統架構，提升了性能和可擴展性 賽靈思公司（Xilinx）宣布推出行業第一個可擴展處理平臺 Zynq 系列，旨在為視頻監視、汽車駕駛員輔助以及工廠自動化等高端嵌入式應用提供所需的處理與計算性能水平。這四款新型器件得到了工具和 IP 提供商生態系統的支持，將完整的 ARM Cortex-A9 MPCore 處理器片上系統 (SoC) 與 28nm 低功耗可編程邏輯緊密集成在一起，可以幫助系統架構師和嵌入式軟件開發人員擴展、定制、優化系統，并實現系統級的差異化。 安捷倫生命科學部項目負責人 Ralf Schäffer 說：“10 多年來，我們一直探討在單芯片上完美集成處理器與 FPGA 的可能性，以降低成本，縮減 PCB 空間。一段時間以來，數家公司進行了此類嘗試，但都沒有實現真正緊密的高度集成，難以滿足我們的目標。然而，隨著賽靈思 Zynq-7000 系列的推出，我們長期以來的夢想終于成為了現實。這意味著安捷倫現在能夠采用通用代碼庫以最低的成本和工程開銷推出低端、中端、高端等眾多不同型號產品。” Zynq-7000 嵌入式處理平臺系列的每款產品均采用帶有NEON及雙精度浮點引擎的雙核 ARM Cortex-A9 MPCore 處理系統，該系統通過硬連線完成了包括L1，L2 緩存、存儲器控制器以及常用外設在內的全面集成。該處理系統不僅能在開機時啟動并運行各種獨立于可編程邏輯的操作系統 (OS)，而且還可根據需要配置可編程邏輯。利用這種方法，軟件編程模式與全功能的標準 ARM 處理 SoC 毫無二致。 應用開發人員利用可編程邏輯強大的并行處理能力，不僅可以解決多種不同信號處理應用中的大量數據處理問題，而且還能通過實施更多外設來擴展處理系統的特性。系統和可編程邏輯之間的高帶寬 AMBA-AXI互聯能以極低的功耗支持千兆位級數據傳輸，從而解決了控制、數據、I/O 和存儲器之間的常見性能瓶頸問題。 熟悉的編程環境 Zynq-7000 系列提供了一個開放式設計環境，便于可編程邏輯中雙核 Cortex-A9 MPCore 和定制加速器的并行開發，從而加速了產品上市進程。軟件開發人員可以充分利用基于 Eclipse 的Xilinx Platform Studio 軟件開發套件 (SDK)、ARM 的 DS-5 和 ARM Real View Design Suite (RVDS)，或 ARM 互聯社區和賽靈思聯盟計劃生態系統的領先廠商（諸如 Lauterbach、Wind River、PetaLogix、MathWorks、MentorGraphics、Micrium 和 MontaVista 等）提供的編譯器、調試器和應用。 此外，利用賽靈思屢獲殊榮的 ISE 設計套件的優勢，Zynq-7000 系列的可編程結構經定制可以最大化系統級性能，滿足特定應用的各種需求。該套件提供了包括開發工具、AMB4 AXI4 即插即用 IP 核和總線功能模型 (BFM) 等在內的完整硬件開發環境，有助于加速設計和驗證工作。賽靈思通過收購高級綜合技術領先公司AutoESL進一步提升了在工具方面的進程，提供C，C++ 以及系統C綜合優化Zynq-7000器件架構。未來的版本也將促進Zynq-7000產品系列中處理器和可編程邏輯之間關鍵算法的無縫銜接。 隨著時間的推移，ARM互聯社區和賽靈思聯盟計劃生態系統的第三方廠商將進一步擴展上述解決方案，這是賽靈思目標設計平臺的一部分，可提供包括 IP 核、參考設計、開發套件及其他資源等在內的高效統一的開發環境，從而滿足特定應用和設計領域要求。 統一的可編程邏輯架構 Zynq-7000 系列的可編程邏輯完全基于賽靈思最新 7 系列 FPGA 架構來設計，可確保 28nm 系列器件的 IP 核、工具和性能 100% 兼容。最小型的 Zynq-7000、Zynq-7010和Zynq-7020 均基于專門針對低成本和低功耗優化的 Artix-7 系列；較大型的 Zynq-7030 和 Zynq-7040 器件基于包括 4 至 12 個 10.3 Gbps 收發器通道，可支持高速片外連接的中端 Kintex-7 系列。所有四款產品均采用基于 2 個 12 位 1Msps ADC（模數轉換器）模塊的新型模擬混合信號模塊。（如需了解有關 7 系列 FPGA 的更多信息，敬請訪問以下網址：http://www.xilinx.com/cn/7） 
快速推廣已經啟動 美國國家儀器公司研發院士 Keith Odom 說：“可擴展處理平臺在單芯片中為可編程邏輯結構提供了高性能處理器和高帶寬連接，成為美國國家儀器公司圖形設計環境 LabVIEW 的理想選擇。該架構具有低時延、高吞吐量等優異特性，支持工業自動化、通信系統以及機器視覺等眾多應用領域的創新。” 自 2010 年 4 月以來，加入早期試用計劃的客戶也已開始評估 Zynq-7000 可擴展處理平臺對面向需要多功能和實時響應終端市場應用系統的支持能力，而這正是傳統處理解決方案所難以實現的。訪問賽靈思在嵌入式大會的展臺Hall 12/12-515可以獲取更多關于Zynq-7000可擴展處理平臺的信息以及用戶開發設計。 賽靈思公司全球市場營銷及業務開發高級副總裁 Vin Ratford 指出：“我們的 Zynq-7000 系列為設計人員提供了一個綜合平臺，可以幫助他們推出自己定制的標準產品，包括從基于 Artix-7 FPGA系列的功能的極低成本、極低功耗解決方案到基于Kintex-7系列的更全面、以性能為導向的高端解決方案。處理系統與可編程邏輯的緊密集成不僅能有效降低系統材料清單成本、功耗與尺寸，而且還能作為‘創新引擎’，推動創新應用的發展，將傳統 FPGA 技術市場向嵌入式系統領域大幅擴展。” 定價與供貨情況 客戶可以通過加入早期試用計劃盡快著手評估 Zynq-7000 系列。早期芯片器件預計將于 2011 年下半年推出，2012 年上半年將推出工程樣片。設計人員可立即使用支持 ARM 的工具和開發套件來熟悉 Cortex-A9 MPCore 架構并開始代碼移植工作。價格視器件訂購數量和具體型號而定。根據量產的價格，Zynq-7000系列大批量定貨將以低于15美金起價。感興趣的客戶請垂詢本地賽靈思銷售代表。如需了解更多信息，敬請訪問以下網址：www.xilinx.com/cn/zynq。 客戶反饋 得到眾多業界領先供應商支持的熟悉的編程與開發環境是構成 Zynq-7000 系列產品整體解決方案的一大支柱。賽靈思與 ARM 互聯 社區和賽靈思聯盟計劃成員密切合作，共同為 Zynq-7000 系列提供了廣泛采用的工具鏈、編譯器、調試器、IP 核及其它支持。 ARM ARM 首席技術官(CTO)Mike Muller 指出：“雙核 Cortex-A9 處理器采用 ARM Artisan 物理 IP，并與 28nm FPGA 架構緊密集成，為嵌入式設計人員開啟了無限可能，從而使得在單個低成本、低功耗封裝中實現卓越的性能成為可能。Zynq-7000 系列支持全面可擴展系統的開發，可以幫助終端客戶平衡利用固定及靈活資源。” iVeia iVeia 公司首席技術官（CTO） Michael Fawcett指出：“帶有NEON及浮點引擎的雙核Cortex A9處理系統為iVeia提供了所需要的高性能、高集成度，幫助我們降低了成本和功耗。處理系統和可編程邏輯的緊密結合使得我們可以獲取更優異的硬件加速性能。” Lauterbach Lauterbach 開發工具部銷售和市場營銷總監 Norbert Weiss 指出：“Lauterbach 的 TRACE32 硬件輔助調試與跟蹤工具支持 Zynq-7000 系列，使客戶不僅能夠保存設計/調試環境，同時還能進一步探索可擴展處理平臺的功能。我們將同賽靈思在 FPGA 嵌入式系統開發解決方案方面多年通力協作的基礎上展開進一步合作。” PetaLogix PetaLogix 創始人兼首席執行官 John Williams 博士指出：“PetaLogix 與賽靈思建立了長期合作關系，為賽靈思 MicroBlaze™ 軟核處理器提供了完整的 Linux 和開發工具解決方案。通過支持 ARM Cortex-A9 處理器子系統，PetaLogix 將也能夠為嵌入式設計人員同時提供軟/硬微處理器資源支持，同時還采用一體化無縫設計流程，直接為設計人員提供他們期待的 Linux 平臺支持。” MathWorks MathWorks 高級策略師 Ken Karnofsky 指出：“成千上萬的工程師都在采用基于模型的設計以及Simulink®和MathWorks代碼生成技術來實現處理器和 FPGA 算法。MathWorks 始終致力于加強同賽靈思的合作，為 Zynq-7000 系列推出基于模型的設計流程，支持 ARM Cortex-A9 處理器和可編程邏輯的自動代碼生成。” Mentor Graphics Mentor Graphics 公司 Mark Mitchell 指出：“Mentor通過與賽靈思合作為Zynq-7000系列的ARM Cortex-A9內核推出Sourcery G++，將我們的解決方案推向了了嵌入式客戶群。我們基于 Eclipse 的集成開發環境包括 CodeSourcery 的專業級 GNU 工具鏈，將為開發人員提供構建 Zynq-7000 應用的便捷途徑。” Micrium Micrium 總裁兼首席執行官 Jean Labrosse 指出：“Micrium 期待擴展對賽靈思 MicroBlaze 軟核處理器的支持，并已經開始提供對Zynq-7000系列中ARM Cortex A9 處理子系統的支持。Micrium 為賽靈思廣泛系列的嵌入式處理解決方案提供了全面支持，并能滿足嵌入式應用中的性能、集成度和可靠性要求，對此我們深感自豪。” MontaVista MontaVista 產品管理總監 Patrick J. MacCartee 指出：“MontaVista 針對賽靈思嵌入式解決方案的 MVL 6 開發平臺現在將擴展支持 Zynq-7000 系列。我們的可擴展處理平臺支持為我們的 Meld 開發社區開啟了無限可能，將通過處理平臺帶來全新的性能水平和高集成度。” Wind River 風河系統全球聯盟總監Imran Yusuf指出：“通過將高性能的Cortex A9 MPCore處理器與靈活的FPGA集成，賽靈思為嵌入式應用開創了高度靈活的先河。結合風河系統廣泛的以及具有市場領先地位的多核軟件產品，風河與賽靈思將提供高度靈活的以及可配置的基于ARM的硬件/軟件平臺，來幫助我們的客戶不斷創新，在嵌入式領域開發多元化的應用。” |
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常見問答 1、什么是賽靈思 Zynq-7000 可擴展處理平臺？ Zynq-7000 可擴展處理平臺是包括四款器件的產品系列，該產品系列集基于 ARM® Cortex™-A9 MPCore 處理器的完整片上系統 (SoC) 和集成的28nm可編程邏輯為一體。每款器件均為基于處理器的系統，能夠在通過可訪問的可編程邏輯重設時即可啟動操作系統。這些新型器件使系統架構師和嵌入式軟件開發人員能夠通過串行（使用 ARM 處理器）和并行（使用可編程邏輯）處理相結合的方式，滿足各種日趨復雜的高性能應用需求，同時可以利用其高度集成的優勢大大降低成本和功耗，并縮小產品尺寸。 2、Zynq-7000 可擴展處理平臺針對哪些應用？ Zynq-7000系列專為要求高處理性能的嵌入式系統而構建，其目標市場包括汽車駕駛員輔助、智能視頻監控、工業自動化、航空航天與軍用、廣播以及新一代無線應用等。如欲了解有關上述應用的更多信息，敬請訪問：www.xilinx.com/cn/zynq并下載可擴展處理平臺白皮書。 3、Zynq-7000系列為何不是 FPGA？ Zynq-7000 可擴展處理平臺是采用賽靈思新一代 FPGA（Artix™-7與Kintex™-7 FPGA）所采用的同一 28nm 可編程技術的最新產品系列。可編程邏輯可由用戶配置，并通過“互連”模塊連接在一起，這樣可以提供用戶自定義的任意邏輯功能，從而擴展處理系統的性能及功能。不過，與采用嵌入式處理器的 FPGA 不同，Zynq-7000 產品系列的處理系統不僅能在開機時啟動，而且還可根據需要配置可編程邏輯。采用這種方法，軟件編程模式與全功能的標準 ARM 處理 SoC毫無二致。如欲了解特定器件的詳細情況，敬請參見產品列表。 4、可以提供的開發工具有哪些？ 軟件開發人員可充分利用 Eclipse 環境、Xilinx Platform Studio 軟件開發套件 (SDK)、ARM Development Studio 5 (DS-5™) 和ARM RealView 開發套件 (RVDS™)，或 ARM互聯社區和賽靈思聯盟計劃生態系統的領先廠商提供的編譯器、調試器和應用。利用賽靈思屢獲殊榮的ISE® 設計套件所提供的綜合而全面的硬件開發環境，Zynq-7000 系列的可編程邏輯可以通過定制最大化系統級性能和滿足特定應用的各種需求。 5、軟硬件設計人員如何互動并創建設計？ 可擴展處理平臺處理系統在重設時啟動并能訪問可編程邏輯結構，因此軟件開發人員一開始就能在處理系統上移植和運行應用程序代碼，包括需要操作系統的應用。 高性能加速器或更多外設即便不是硬連線處理系統的一部分，只要由硬件開發人員實現后，軟件開發人員就能使用這些高性能加速器和外設。這些高性能加速器和外設將存在于可編程邏輯中，可作為系統中的可尋址存儲器空間訪問。硬件設計人員將能夠自動生成報頭文件 (header file)，獲得新外設的存儲器映射，而軟件開發人員則能在環境中直接加以使用。 硬件開發人員可通過 Xilinx Platform Studio (XPS) 以及隨ISE 設計套件嵌入式版本提供的嵌入式開發套件來使用賽靈思及第三方提供的一系列可用嵌入式 IP 核，從而構建加速器和外設。此外，硬件設計人員也可充分發揮豐富的 Core Generator IP 庫作用，下載非嵌入式加速器和/或使用賽靈思設計工具來構建自己的定制加速器和外設。 賽靈思提供了處理系統配置向導，使軟/硬件設計人員能在處理系統中采用各種不同的硬 IP 模塊。 6、賽靈思為何采用ARM處理器技術？ 主要考慮到 ARM 的處理器產品規劃和廣闊的生態系統，而且 ARM 在業界居于領先地位，擁有龐大的客戶群： o 實踐證明 ARM 是一家出色的供應商，擁有 200 多家芯片合作伙伴、500 多家許可證持有人，全球有 170 多億已出貨產品采用了其設計方案。 o ARM 顯然已在處理器架構領域贏得了世界級的地位，而且向嵌入式、主流和高性能應用領域提供經市場驗證的產品與服務。 7、“可擴展”意味著什么？* “在軟件工程領域，可擴展性（有時會同前向兼容性相混淆）是指實現方案考慮到未來發展需求的系統設計原理。這是一種能夠擴展系統的系統性舉措，也是實現擴展所需的工作。擴展可體現為增加新功能，也可體現為現有功能的修改。其核心主題就是在盡可能減少現有系統功能變動的基礎上實現變革。” “在系統架構中，可擴展性意味著系統設計時包含了通過新功能擴展/改進自身的機制和元素 (hook)，而且無需對系統基礎架構進行較大的修改。良好的架構反映了實現上述目的的設計原理，也為今后可能的構建工作制定了發展藍圖。請注意，這通常是指最終交付的產品中包含了尚不會（實際上可能永遠不會）用到的功能和機制，但這種功能并不是可有可無的，而是可維護性的必要元素，有助于避免產品過早被淘汰。” *源自免費的百科全書Wikipedia 8、日前宣布的消息與賽靈思目標設計平臺之間是什么關系？ Zynq-7000 可擴展處理平臺是賽靈思目標設計平臺戰略的重要組成部分，該平臺可幫助軟/硬件設計人員進行 FPGA 設計時充分利用開放式標準、通用設計方法、開發工具和運行時間平臺。IP 標準化和生態系統支持是用可編程邏輯器件成功實現 SoC 的基石。ARM 聯盟反映了賽靈思在上述兩大領域的努力和投資。 9、日前宣布的新聞是否會影響賽靈思對 PowerPC 架構的支持？ 不會。賽靈思提供了豐富的嵌入式處理功能，包括高性能 Virtex FPGA 系列產品中的集成硬核，為滿足新一代嵌入式處理技術的未來要求奠定了基礎，但公司仍將繼續支持 PowerPC 架構，以滿足使用 Virtex-II Pro FPGA、Virtex-4 FX FPGA 和 Virtex-5 FXT FPGA 客戶的需求。 10、賽靈思是否會繼續支持 MicroBlaze 軟核處理器？ 會的，MicroBlaze 處理器將繼續作為賽靈思嵌入式產品系列的重要成員。MicroBlaze 處理器專門針對賽靈思 FPGA 結構進行了高度優化，將繼續被移植到寬泛的FPGA產品器件并得到增強。MicroBlaze 處理器采用 AMBA®-AXI 接口，并隨賽靈思 ISE 設計套件 12.3 版本一同推出。 |
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