相對(duì)于純ARM或純FPGA器件,ARM+FPGA架構(gòu)能帶來(lái)性能、成本、功耗等組合優(yōu)勢(shì)。兩者各司其職,各自發(fā)揮原本架構(gòu)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),例如:
(2) FPGA擅長(zhǎng)進(jìn)行多通道或高速AD采集、接口拓展,以及高速信號(hào)傳輸?shù)取?/div>
ARM與FPGA通過(guò)高速通信接口快速進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,可滿足各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。
2 分立式ARM+FPGA有哪些好處Xilinx公司的ZYNQ系列器件是經(jīng)典的ARM+FPGA SoC處理器(ARM與FPGA
封裝在同一顆芯片上),集成單/雙核ARMCortex-A9 + Artix-7/Kintex-7 FPGA。
圖1 SOM-TLZ7x核心板主圖2.jpg (174.94 KB, 下載次數(shù): 41)
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2020-10-26 18:39 上傳
圖 1
ZYNQ由于為SoC器件,具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1) 硬件集成度較高,體積較小。
(2) ARM與FPGA通信速率更高。
(3) 外設(shè)接口可靈活配置。
但部分用戶在使用ZYNQ(本文特指XC7Z010/XC7Z020)的過(guò)程中,由于產(chǎn)品不同的功能要求,可能會(huì)遇到如下問(wèn)題:
(1) 接口資源較少。
(2) HMI體驗(yàn)較差。
(3) ARM主頻較低。
(4) 開(kāi)發(fā)難度較大。
創(chuàng)龍科技(Tronlong)推出的分立式ARM + FPGA工業(yè)級(jí)核心板SOM-TL437xF,可完美解決如上問(wèn)題。SOM-TL437xF核心板集成AM437x(TI ARMCortex-A9) + Spartan-6(Xilinx FPGA)處理器,在內(nèi)部ARM與FPGA通過(guò)GPMC高速并行總線連接,通信速率可高達(dá)624Mb/s。
圖2 SOM-TL4379F核心板主圖(含稅).jpg (424.87 KB, 下載次數(shù): 46)
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2020-10-26 18:40 上傳
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圖 2
2.1 接口資源更多ZYNQ接口資源較少,所以在實(shí)際產(chǎn)品的運(yùn)用中,接口資源經(jīng)常捉襟見(jiàn)肘。
SOM-TL437xF核心板支持原生LCD、CAMERA、GPMC、音頻接口,并可支持高達(dá)4個(gè)原生Ethernet以太網(wǎng)口、6個(gè)原生UART接口,USB、SDIO、SPI等接口數(shù)量皆高于ZYNQ。
ZYNQ的FPGA無(wú)專(zhuān)用RAM,而SOM-TL437xF核心板的FPGA端配置了256M/512MByte 專(zhuān)用DDR3,方便FPGA端進(jìn)行大數(shù)據(jù)預(yù)處理。SOM-TL437xF核心板的FPGA端可用IO最大支持138個(gè)。
核心板硬件資源
圖3 參數(shù)表.png (38.5 KB, 下載次數(shù): 31)
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2020-10-26 18:40 上傳
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圖 3
評(píng)估板硬件資源
圖4 TL437xF-EVM.jpg (484.66 KB, 下載次數(shù): 55)
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圖 4
2.2 HMI體驗(yàn)更好ZYNQ無(wú)原生LCD接口,無(wú)法連接顯示屏,即使外擴(kuò)了LCD接口,Qt界面以及觸控功能的體驗(yàn)均難以令人滿意。
SOM-TL437xF核心板支持原生LCD接口,使用系統(tǒng)自帶Qt系統(tǒng)(Qt-5.7.1),完美支持觸摸功能,亦可在底板添加HDMI電路,實(shí)現(xiàn)HDMI輸出功能。
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圖5 LCD顯示Qt界面.png (1.05 MB, 下載次數(shù): 41)
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圖 5
圖6 TL437xF-EVM.jpg (320.37 KB, 下載次數(shù): 41)
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圖 6
2.3 ARM主頻更高ZYNQ主頻為667MHz(-1)/766MHz(-2)/866MHz(-3),且866MHz(-3)版本芯片價(jià)格較為昂貴,市面使用的客戶較少,且不易購(gòu)買(mǎi)。
SOM-TL437xF核心板ARM端主頻1.0GHz,另外自帶4個(gè)PRU單元(類(lèi)似單片機(jī)),用作數(shù)據(jù)協(xié)處理。
2.4 開(kāi)發(fā)難度更低ZYNQ為SoC架構(gòu),傳統(tǒng)的ARM和FPGA開(kāi)發(fā)人員均需對(duì)異構(gòu)多核開(kāi)發(fā)框架、流程進(jìn)行熟悉,核間通信、ARM與FPGA通信等開(kāi)發(fā)難度較大。即使對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的工程師而言,亦需要消耗不少時(shí)間進(jìn)行熟悉。
SOM-TL437xF核心板為分立式結(jié)構(gòu),ARM與FPGA為獨(dú)立芯片,因此開(kāi)發(fā)者可使用傳統(tǒng)流程進(jìn)行開(kāi)發(fā)。相對(duì)于ZYNQ SoC而言,顯然分立結(jié)構(gòu)可節(jié)省工程師熟悉開(kāi)發(fā)流程的時(shí)間,開(kāi)發(fā)難度較低,可加快產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間。