FPGA概念理解之：ZYNQ、PS、PL、APU、ARM、SOC、URAT、GPIO...

• ARM

  ARM(Advanced RISC Machine)处理器是英国Acorn有限公司设计的低功耗成本的第一款RISC微处理器。

  ARM处理器本身是32位设计，但也配备16位指令集，一般来讲比等价32位代码节省达35%，却能保留32位系统的所有优势。

• RISC

  RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机）

• SOC

  SOC(System on Chip)系统级芯片，或称为片上系统，意指它是一个产品，是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。同时它又是一种技术，用以实现从确定系统功能开始，到软/硬件划分，并完成设计的整个过程。

• FPGA

  FPGA(Field Programmable Gate Array)，现场可编程逻辑门阵列。

• ZYNQ

  ZYNQ系列是Xilinx2010.4推出的行业第一个可扩展处理平台。

  赛灵思可扩展处理平台芯片硬件的核心本质就是将通用基础双ARMCortex-A9MPCore处理器系统作为“主系统”，结合低功耗28nm工艺技术，以实现高度的灵活性、强大的配置功能和高性能。由于该新型器件的可编程逻辑部分基于赛灵思28nm7系列FPGA，因此该系列产品的名称中添加了“7000”，以保持与7系列FPGA的一致性，同时也方便日后本系列新产品的命名。

  Zynq-7000为何不是FPGA？

  Zynq-7000可扩展处理平台是采用赛灵思新一代FPGA（Artix-7与Kintex-7FPGA）所采用的同一28nm可编程技术的最新产品系列。可编程逻辑可由用户配置，并通过“互连”模块连接在一起，这样可以提供用户自定义的任意逻辑功能，从而扩展处理系统的性能及功能。不过，与采用嵌入式处理器的FPGA不同，Zynq-7000产品系列的处理系统不仅能在开机时启动，而且还可根据需要配置可编程逻辑。采用这种方法，软件编程模式与全功能的标准ARM处理SoC毫无二致。

  ZYNQ，往大了说，就是两大功能模块：

  1. PS
  2. PL

  直白说，就是ARM的SOC部分；和FPGA部分

• PS

  PS(Processing System)处理系统，就是与FPGA无关的ARM的SOC的部分

• PL

  PL(Programmable Logic)可编程逻辑，就是FPGA部分。

  之所以叫PL，而不是直接叫FPGA，主要是考虑到让搞软件的人理解方便。

• APU

  APU(Application Processor Unit)，应用处理器单元。

  位于PS里面的中心位置。其内包含：

  1. 双ARM-CortexA9核

  2. 高速缓冲

  3. DMA

  4. 定时器

  5. 中断控制

  6. 浮点和NEON协处理

  7. 硬件加速器

  8. 一致性控制器ACP

  9. …

  也就是，处理器核心部分

• TTC

  TTC(Triple Time Counter)，有三个独立通道的计数器，可以独立计数。挂在APB上，为系统或外设提供定时或计数服务。

• WDT

  看门狗定时器，有两个， 分别监视ARM-Cortex A9用的。 如果软件跑飞，无法清定时器，一段时间后，看门狗就复位。

• SWDT

  系统级看门狗定时器， 这个看门狗的时钟和复位信号，都可以来自于芯片外部， 这样，即使系统有严重故障，比如时钟频率本身都有问题了，仍然可以通过与系统无关的外部信号计数，计数满就复位。

• SCU

  SCU(Snoop Control Unit)， 用来保持双核之间的数据Cache的一致性。 也就是是说，第一个A9处理器写存储时，只是写在了缓存里，没有进主存， 如果第二个A9读操作，涉及到第一个写脏了的数据段， SCU要保证第二个A9的缓存里是最新的数据。 如果第二个A9写同样数据段的数据，需要在第一个中体现出写的内容。 SCU的存在，才使得两个核成互相联系的“双核”，才能成为MPsoc。

• References

1. yf869778412
2. ZYNQ芯片是什么
3. 据说不错的教程
4. Zynq-7000 SoC 产品