基于Xilinx Z-7007实现Z-turn SBC简化版——Z-turn Lite

作者:清风流云

背景:
米尔科技的Z-turn 板卡实际是一个低功耗的高性能单板计算机(SBC),基于Xilinx Zynq-7010或Zynq-7020 全可编程SoC芯片实现。而Z-turn Lite是Z-turn板卡中的一个超低功耗的简化版本,下面将简单了解一下Z-turn Lite是什么样子的。

Z-turn Lite:
近段时间,米尔科技开发出一个大小为91x63mm的灵活的SBC(single-board 计算机)单板机/器件板卡——Z-turn Lite。不过这个板卡分为两个版本,其中69美刀版本的中心集成了一个Xilinx Zynq Z-7007S SoC芯片,此芯片内部还集成了一个ARM Cortex-A9的处理器核;另外一个价值75美刀的版本中间则是集成了一个双核的Xilinx Zynq Z-7010 SoC芯片。由于两个版本的板卡使用的Zynq SoC芯片的引脚是兼容的,所以使得MYIR可以为两个版本板卡提供相同的pcb 结构布局。Z-turn Lite器件的两个版本板卡都包含了512MB的DDR3 SDRAM, 4G EMMC flsh存储,16MB的QSPI flash 存储,和一个TF 卡槽。下图为板卡的正面:

图1:MYIR Tech Z-turn Lite SBC (single-board computer)/dev board (top)

图1:MYIR Tech Z-turn Lite SBC (single-board computer)/dev board (top)

上面这张Z-turn Lite板卡的板卡正面视图有点让我迷惑,或许你也有点吧。从板卡正面看起来这个板卡貌似只有少数几个I/O端口(10/100/1000以太网,USB OTG, UART, 和JTAG),但是这些端口貌似都不是从Zynq SoC PL的众多可编程I/O引脚中引用出来应用的(比如传感器融合)。那么再看一下板卡的背面,从板卡的背面可以看到板卡上FPGA上的84个I/O引脚的扩展连接器,所以可以知道它的84个IO是背面引出的,同时可以用于IO扩展。

图2:MYIR Tech Z-turn Lite SBC (single-board computer)/dev board (bottom)

图2:MYIR Tech Z-turn Lite SBC (single-board computer)/dev board (bottom)

正因为MYIR使用了一个单/双核Zynq SoC芯片在一个相同的板卡布局上,所以为用户提供了很多关于PS(处理器系统)马力及PL能力的扩展性(用户可以轻松使用这些trick)。不过就资源量来说,在Zynq Z-7007S SoC的PL部分有23K个逻辑单元和66个DSP48E1 slice,而Zynq Z-7010SoC芯片的PL部分中有28K个逻辑单元和80个DSP48E1 片,用户完全可以按需选择使用哪一种配置的板卡进行开发。

总结:
从前几年开始,在FPGA芯片架构中开始流行CPU+FPGA的结构,这种结构可以为用户在提供可编程逻辑单元(PL)的同时,充分利用内置core的性能,减少用户开发的effort,但又不损耗整体的灵活度和可扩展性。Xilinx 7系列FPGA有很多这种架构的FPGA可供用户选择,并且已经有大量基于此类chip的设计成功实现,期望未来会有更多基于此架构的设计。

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