在所谓的嵌入式设计领域,fpga(可编程逻辑闸阵列)亦可属于该领域的阵营之一,但随着arm的开疆辟土,arm在嵌入式领域也有相当优异的成绩表现。赛灵思(xilinx)fae经理罗志恺直言,在产业界里,同时具备arm处理器、pld与dsp架构的晶片业者,应只有赛灵思一家业者。
过往fpga在产业界总有一种让人曲高和寡的感觉,不过罗志恺也表示,在募资网站kickstarter已有不少案例是采用赛灵思的zynq进行设计开发。他以无人的飞行直升机为例,开发者就是透过open cv的函式库与zynq加以结合而开发而成。他更谈到,open cv其实是c语言与c++的延伸版本,但赛灵思的作法是采用hls(high-level synthesis;高阶合成语言)进行移植,以达到软硬体协同设计的目标。而赛灵思每一季都会针对open cv比较关键的程式码进行移植的工作,进一步的说,就是将c语言转成rtl的流程,由赛灵思处理并加以最佳化,工程师便无需在这个流程上耗费心力。
作法,在连线罗志恺进一步解析zynq的晶片架构,传统上,系统设计用两颗soc(系统单晶片)的的速度上相当有限,但若是加以整合后,透过晶片内部的连结,在处理速度上更能有效提升,而zynq本身是用双核的cortex-a9处理器与fpga整合而成,中间是采用amba4.0的传输介面,速度可高达100gbps,再加上fpga也有平行运算特性的乘加器来达到dsp(数位讯号处理器)的功能,所以要加速软体处理的性能,进而作到软硬协同设计便相当容易。
另一方面,罗志恺也指出,过往要作软硬体协同设计有着相当高的难度,工具彼此之间有着的鸿沟需要跨过,不过随着赛灵思在各类开发工具的努力,开发工具之间的沟通已经不是问题。此外,由于zynq本身就内建了处理器,因此要搭载作业系统也不是问题,目前针对linux部份,已经有petalinux这类免费的套件可以针对linux系统进行在zynq上的移植,当然,工程师若要选用开放原始码的linux版本,zynq也能够支援。
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