AM437x分立式ARM+FPGA與ZYNQ SoC相比，有哪些好處？

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AM437x分立式ARM+FPGA與ZYNQ SoC相比，有哪些好處？

1    ARM+FPGA架構(gòu)有什么優(yōu)勢(shì)

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：

(1)     ARM接口資源豐富、功耗低，擅長(zhǎng)進(jìn)行多媒體顯示、邏輯控制等。

(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

       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。

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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

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圖 3

評(píng)估板硬件資源

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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

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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。