對(duì)于許多應(yīng)用程序，計(jì)算機(jī)或微控制器（例如基于 ARM 架構(gòu)的那些）是一個(gè)很好的解決方案。多年來，微控制器靈活且成本相對(duì)較低，已為各種設(shè)備供電。然而，另一種選擇是 FPGA 或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列。如果設(shè)置正確，這些設(shè)備可以在需要時(shí)產(chǎn)生精確的目標(biāo)計(jì)算能力，同時(shí)仍然保持低功耗預(yù)算。FPGA 系統(tǒng)還為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了極大的硬件靈活性，因?yàn)榭梢愿鶕?jù)需要精確設(shè)置輸出引腳。

雖然這種速度和硬件靈活性對(duì)于許多應(yīng)用來說都很好，但一個(gè)很大的缺點(diǎn)是邏輯往往專門用于特定操作，并且與基于微控制器的系統(tǒng)相比，很難重新設(shè)計(jì)。雖然兩者都有權(quán)衡，但新設(shè)計(jì)將 FPGA 和傳統(tǒng)處理器結(jié)合到單個(gè) SoC 上，如 Zynq-7000S，您可以利用這兩個(gè)硬件世界，而無需自己將這兩個(gè)部分集成在一起。

Zynq-7000S SoC 采用單核 ARM Cortex-A9 處理器，以及基于 28nm Artix-7 的可編程邏輯，并與 AMBA（高級(jí)微控制器總線架構(gòu)）接口相連。該系統(tǒng)可以利用 Cortex-A9 處理器進(jìn)行通用計(jì)算，而可編程邏輯則可以用于專門的計(jì)算繁重的任務(wù)。如果配置得當(dāng)，與僅使用微控制器的系統(tǒng)相比，這種類型的系統(tǒng)可以遠(yuǎn)超其重量，但仍保持大致相同的靈活性。鏈接示例中所示的機(jī)器人計(jì)算機(jī)視覺和電機(jī)控制等應(yīng)用非常適合此類設(shè)置。

使用 Cora Z7 板實(shí)現(xiàn)混合 FPGA

Zynq-7000S SoC 框圖。

雖然很容易看出這種 CPU 和 FPGA 組合的用處，但如何真正開始使用這種技術(shù)呢？無論是作為實(shí)驗(yàn)和開發(fā)您自己的定制實(shí)施、非常低的生產(chǎn)運(yùn)行，甚至是高級(jí) makerpro 項(xiàng)目的基礎(chǔ)，Cora Z7 都提供了一個(gè)有吸引力的選擇。與 Digilent 的其他低成本 FPGA 開發(fā)板選項(xiàng)相比，它包含比 Cmod 板更多的功能，但比 Arty 系列的產(chǎn)品（如 Arty-S7-50）更小。

為了補(bǔ)充其多功能 Zynq-7000S SoC，Cora 具有與 Arduino Uno 樣式擴(kuò)展板兼容的接頭、2 個(gè) Pmod 端口以及路由到未填充擴(kuò)展接頭的附加 I/O。還提供千兆以太網(wǎng)端口以及 OTG USB 端口。電源通過 USB 或筒形插孔提供 4.5-5.5V 電源，它具有兩個(gè)按鈕和兩個(gè) RGB LED，可用于開箱即用的實(shí)驗(yàn)，無需任何額外的硬件。

該系統(tǒng)可以作為嵌入式 Linux 平臺(tái)運(yùn)行，并從內(nèi)置的 micro-SD 讀卡器啟動(dòng)。Digilent提供了一個(gè) Petalinux 項(xiàng)目，讓您可以讓您的系統(tǒng)盡快運(yùn)行。如果您曾經(jīng)想開始使用具有 MCU 多功能性的 FPGA 系統(tǒng)，Cora Z7 可能是您正在尋找的答案。

審核編輯：郭婷