Zynq與FPGA的區(qū)別

在數(shù)字電子領(lǐng)域，F(xiàn)PGA和Zynq是兩個(gè)非常重要且經(jīng)常被提及的概念。雖然它們可能有一些相似之處，但它們也存在一些顯著的區(qū)別。本文將介紹Zynq和FPGA的區(qū)別，從多個(gè)角度對(duì)它們進(jìn)行比較。

一、基本介紹

FPGA代表現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列。它是一種可編程邏輯器件，可以根據(jù)設(shè)計(jì)者的需要進(jìn)行編程，從而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的控制應(yīng)用。 FPGA包含了大量的邏輯器件，并且它可以很容易地進(jìn)行不同的配置和重新配置，支持各種協(xié)議和接口。

Zynq則代表著“Zynq-7000開發(fā)板”，它是一款Xilinx公司的SoC產(chǎn)品。Zynq將雙核ARM Cortex-A9 MPCore集成到現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）中，這使得設(shè)計(jì)人員能夠使用FPGA的靈活性來實(shí)現(xiàn)非常高性能的系統(tǒng)，并在同一芯片上實(shí)現(xiàn)基于 ARM 的控制平面功能。

二、架構(gòu)差異

傳統(tǒng)FPGA通常由可編程邏輯和可編程中間件組成。其中，可編程邏輯通常由大量的可編程邏輯單元（LUT）組成，而可編程中間件通常由大量的可編程寄存器和可編程時(shí)鐘資源組成。與之不同的是，Zynq被設(shè)計(jì)成一種SoC，它將CPU與FPGA邏輯集成到同一個(gè)芯片中。這使得Zynq可以使用與FPGA相同的邏輯，但也可以與CPU和其他外設(shè)集成。

三、內(nèi)核區(qū)別

與現(xiàn)代FPGA相比，Zynq具有更高級(jí)別的內(nèi)核。例如，Zynq包含大量的IP核心，用于支持中斷、DMA、高速器件之間的通信，以及其他一些復(fù)雜的功能。這些IP核心可以大大加快設(shè)計(jì)過程并提高設(shè)計(jì)的可靠性。

四、開發(fā)環(huán)境

由于Zynq是一個(gè)SoC，因此您可以使用一系列不同的開發(fā)工具進(jìn)行Zynq的開發(fā)。這包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、硬件抽象層和其他工具。Zynq還支持許多不同的開發(fā)語言和平臺(tái)，包括C ++、Matlab和Python等。相比之下，傳統(tǒng)FPGA需要使用專門的開發(fā)環(huán)境和語言，例如VHDL或Verilog。

五、示例代碼

// 使用Verilog實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的4位加法器
module adder4bit(a,b,sum,carry);
input [3:0]a;
input [3:0]b;
output [3:0]sum;
output carry;
wire [3:0] temp_sum;
wire temp_carry;
assign carry = temp_carry;
assign sum = temp_sum;
genvar i;
generate
    for(i=0;i<4;i=i+1) begin
        full_adder FA(a[i],b[i],carry[i],temp_sum[i],temp_carry);
    end
endgenerate
endmodule

// 使用C++實(shí)現(xiàn)FPGA的PCIE訪問程序
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include "unistd.h"
#include "fcntl.h"
#include "sys/mman.h"

#define PCIE_ADDR 0x00000000
#define PCIE_SIZE 0x10000000

int main(int argc, char ** argv) {
    int dev_fd;
    unsigned long i;
    unsigned char *buf;
    dev_fd = open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC);
    buf = (unsigned char*)mmap(NULL, PCIE_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, dev_fd, PCIE_ADDR);
    // 將數(shù)據(jù)寫入FPGA
    for (i=0;i<0x1000000;i++) {
        buf[i] = i;
    }
    // 從FPGA讀取數(shù)據(jù)
    for (i=0;i<0x1000000;i++) {
        printf("%d\n", buf[i]);
    }
    return 1;
}