ZYNQ芯片结构(一):总体结构介绍 |
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一、ZYNQ二、ZYNQ内部结构图1、PS端结构2、PL端结构3、PL和PS接口
一、ZYNQ
ZYNQ组合了一个双核 ARM Cortex-A9 处理器 和 一个现场可编程门阵列(FPGA)。 ZYNQ分为PL(programmable logic,可编程逻辑)端和PS(processor system,处理系统)端,ZYNQ启动总是先启动PS端,然后再配置PL端,可以将其理解为是一个嵌入式处理器PS端(双核 ARM Cortex-A9 处理器),可以运行Linux等操作系统,而PL端(FPGA)可以当做嵌入式系统的外设,当然这个外设可以单独工作。 PS端和PL端采用AXI总线互联。 ZYNQ-7000系列的PL(可编程逻辑)端采用和Xilinx公司其他的7系列FPGA一样的架构。 ZYNQ一块芯片上不仅有ARM处理器还有FPGA部分,相较于CPU+FPGA来说,集成度较高; 并且,ZYNQ开发环境的集成导致ZYNQ比CPU+FPGA来说要开发方便;并且由于PS和PL通过AXI总线互联,所以PS和PL比CPU+FPGA通信更快。 但是ZYNQ也有缺点,因为PS与PL端互联,导致FPGA可用IO口变少,并且功耗大于同等CPU 二、ZYNQ内部结构图 1、PS端结构Zynq 的处理器系统(PS) 里并非只有 ARM 处理器,还有一组相关的处理资源,形成了一个应用处理器单元 (Application Processing Unit,APU) ,另外还有扩展外设接口、cache 存储器、存储器接口、互联接口和时钟发生电路 ,其中红色圈起来的部分就是 APU。 APU 主要是由两个ARM处理核组成的,每个都关联了一些可计算的单元:一个 NEONTM 媒体处理引擎(Media Processing Engine,MPE)和 浮点单元 (Floating Point Unit,FPU);一个内存管理单元 (MemoryManagement Unit,MMU);和一个一级 cache 存储器(分为指令和数据两个部分) 。APU 里还有一个二级 cache 存储器,再往下还有片上存储器 (On Chip Memory,OCM)。最后,由一个一致性控制单元 (Snoop Control Unit,SCU)在 ARM 核和二级 cache 及 OCM 存储器之间形成了桥连接,这个单元还部分负责与 PL 对接。
、 2、PL端结构3、PL和PS接口 可以看到,PS和PL 端有很多接口。有常用于PS和PL数据通信的AMBA AXI总线,对ZYNQ进行配置的JTAG接口,以及一些其它接口。 |
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