基于带处理器和FPGA的新型SoM组合设计.doc
《基于带处理器和FPGA的新型SoM组合设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于带处理器和FPGA的新型SoM组合设计.doc(4页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、基于带处理器和FPGA的新型SoM组合设计很多嵌入式设计使用基于微处理器和微控制器的单板计算机 (SBC) 和模块化系统 (SoM)(例如,请参阅“使用 Raspberry Pi 3 构建低成本工业控制器”)。但是,更多嵌入式应用无法忍受与软件相关的响应时间所带来的延迟。这些应用需要只有定制硬件方可实现的更高性能,而开发定制硬件的最快捷方法是使用 FPGA。本文将讨论使用 SoM 来开发嵌入式系统的优势,这些系统需要借由 FPGA 提供更高的处理能力。本文还将介绍各种不同的 FPGA SoM,并讨论它们在嵌入式设计开发中的使用。FPGA 模块化系统的角色模块化系统 (SoM) 可以帮助设计人员
2、开发带有定制接口的特定外形尺寸嵌入式系统,而无需从头开始开发内核处理系统。设计人员可将预先设计且经过测试的 SoM 插入到预先设计或定制的载卡中,以创建嵌入式设计,其功能与完全定制的设计相同,但硬件开发所需的时间要少得多。与从头开始开发硬件相比,使用 SoM 具有几大优势,其中包括:节省成本(在开发和调试基于 SoC 的电路板的过程中,会产生很高的非经常性工程成本)降低设计风险多种 SoC 选择(得益于 SoM 的可插拔性)小封装并行的硬件和软件开发曾经由微处理器和微控制器占领的市场现在由 SoM 取而代之,通孔和插座式元件失去了主导地位。引脚兼容性让设计人员得以从一系列的兼容处理器中进行选择
3、,挑选具有正确的时钟速率和适当的片载存储器容量的处理器。但是,随着引脚数的增加和表面贴装封装技术的采用,这种设计方法已经过时,SoM 随之应运而生,其外形尺寸和基底面与先前的引脚兼容式微控制器系列具有相同的作用。若使用 SoM 作为项目的计算平台,设计工程师能够集中精力和资源来开发最终应用,而不会迷失在设计计算平台时的繁琐细节中。例如,在几百兆赫 (MHz) 的时钟速率下,由于差分走线延迟、噪声、串扰和其他诸多挑战,连接到应用处理器的 SDRAM 的电路板布局变得日益艰难。然而,SoM 供应商在项目开始之前就已经完成了很多设计工作,从而能够解决这些难题,缩短产品面世时间。要为嵌入式开发项目选择
4、合适的 SoM 系列,必须对各种因素进行认真分析,包括预期的嵌入式资源需求,以及对设计可扩展性、未来适应性和易用性的需求。这有助于选择合适的 SoM 外形尺寸和基底面大小,提供丰富的替代方案选择,以应对已知的挑战和无法预期的未来挑战。若选择的 SoM 系列包含多个产品成员并具有可兼容的外形尺寸和连接器基底面,则可以扩大设计团队的选择范围,让产品能够更好地经受未来的考验。基于带处理器和 FPGA 的 SoC 的新型 SoMSoM 通常采用带有多个应用处理器的 SoC,但有一种新型嵌入式处理器 SoC 集成了 FPGA,也适用于 SoM 设计,例如 Xilinx 完全可编程的 Zynq-7000
5、SoC。Xilinx Zynq-7000 SoC 将 Arm Cortex-A9 应用处理器的软件可编程性与 FPGA 的硬件可编程性集成在一起。Zynq SoC 的内置 Arm 微处理器,结合强化外设和 SDRAM 存储器控制器(称为 Zynq SoC 的“处理系统”或“PS”),执行通常由嵌入式微处理器或微控制器处理的所有基于软件的任务,而集成的 FPGA(称为 Zynq SoC 的“PL”,也就是“可编程逻辑”)则为需要更快执行速度的嵌入式任务提供硬件 I/O 响应时间和硬件加速。Xilinx Zynq SoC 提供多种不同的处理器配置和速度,就芯片上的 FPGA 结构而言,提供的选择甚
6、至更多。选择基于混合处理器/FPGA SoC(例如 Xilinx Zynq-7000 系列)的 SoM 系列,可以扩大选择范围,提高产品的未来适应性。此类 SoM 系列示例之一是来自 Trenz Electronic 的 TE0782 系列(图 1)和配套 SoM 测试板 TEBT0782-01。Trenz Electronic TE0782 系列的模块采用了 Xilinx Zynq-7000 SoC 系列的三个成员之一:TE0782-02-035-2I 基于 Xilinx Zynq Z-7035 SoCTE0782-02-045-2I 基于 Xilinx Zynq Z-7045 SoCTE0
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 处理器 FPGA 新型 SoM 组合 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-3417522.html