初学Zynq与Vivado

前言

LDPC的项目终于进行到了最后的部分，落到我身上的任务是把视频数据传入板子供FPGA编译码，然后再把结果传回电脑处理。
板子型号是 Xilinx Zynq-7000 XC7Z045 FFG900 – 2
也就是这一块：【可能需要科学上网】
http://www.xilinx.com/products/boards-and-kits/ek-z7-zc706-g.html#hardware
这几天对它的学习，简直颠覆了我对FPGA的认识。
感觉应该要写好几篇才能完全把这几天学到的东西记录下来。

Vivado

在讲Zynq之前，需要先讲Vivado
Vivado是Xilinx公司的一款EDA，2012年出第一版，现在已经成为Xilinx官方指定的开发软件了。
而ISE，呵呵哒的ISE，早在2013年就停止更新，被它的Xilinx粑粑抛弃了。
所以，在2013年及之后生产的板子和芯片，都不要用ISE开发。
虽然在ISE的新建工程列表下能找到新的芯片和板子，也能综合布线生成比特流，但是依然不推荐。
原因有如下几个：

• 来自Xilinx官方的所有支持，包括示例工程、IP核、操作说明文档等，全部都是基于Vivado的。也就是说，如果你用ISE，那么就会发生很尴尬的事情——你无法得到来自官方的任何支持。
• Vivado跟ISE的开发理念完全不一样，ISE适合快速开发小型项目，而Vivado更适合开发大型项目。
• ISE是面向文件的开发，.v文件、IP核、层次调用结构，讲道理更适合用于教学而不是工程开发。在ISE里甚至没有封装IP核这么一种说法…
• Vivado则是面向IP核的开发，Xilinx公司认为，未来要快速开发大型的项目，实际上就是要堆砌IP核，所以在Vivado里一切皆是IP核，调用起来非常方便，很多协议也直接集成在里面了，例如AXI总线协议之类的，不用担心协议不匹配。

Zynq7000

众所周知，Xilinx有很出名的“7系列”：Artix7，Kintex7，Virtex7
而Zynq7是一个特殊的7系列，它是唯一一款集成了ARM9核的产品。虽然我觉得在FPGA里集成一个ARM有种脱裤放屁的无聊感，但是看新闻貌似大家都很激动的样子，可能是我的水平太低，不能看到这款产品真正的价值所在。

学习过程

首先跟着BIST测试一遍，既能测试板子是否能用，也能稍微了解一下这个板子都有些什么东西在上面。
然后看代码，你会发现Zynq根本不像一个FPGA，它更像一个ARM，在Vivado搭好硬件电路（一般都会有一个Zynq processing system7软核），生成bitstream，然后就可以到SDK去进行软件开发，编写C语言烧到ARM核里，就连启动的boot都是由ARM带动的，而FPGA更像一个ASIC，用来给ARM调用的。
Vivado有两种形式的设计，一种是source，跟一般的FPGA开发一样，没有用到ARM核；另一种是Block Design，就是IP核的堆砌，实际上一般都会用这种，因为Vivado可以把source封装成IP核，所以完全可以写一个source的Project，然后封装成一个IP加入到Block Design。但是这个端口连接是个问题，Block Design一般会用AXI总线互联，但是我们自己写的哪有这么规范…如果全部用GPIO互联，不仅浪费，GPIO还可能不够用，速度也不会很理想，反正还需要慢慢摸索。。。

总结

这几天看Xilinx的技术文档，看代码，上网慢慢找不懂的知识，还要连蒙带猜的，真是心累。感觉做Zynq比做单纯的FPGA门槛要高一些，既要有FPGA的编程知识，还要会嵌入式软件编写，貌似还能在FPGA上跑Linux，这么说还需要嵌入式Linux的知识，简直有够麻烦的，两三个人的工作量压到一个人身上，简直惨，学起来也麻烦。幸好我C语言和汇编的基础还算不错，不然就那一大堆嵌入式C代码就够搞几天的了。