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zynq里pl和ps是什么 Zynq中的PL和PS概念解析

1、概述:

Zynq是一款由Xilinx公司推出的SoC(System on Chip)芯片,强调通过在FPGA(Field Programmable Gate Array)平台上集成双核Cortex-A9 处理器系统和可编程逻辑,提供了一个强大的实现嵌入式系统的平台。其中,PL(Programmable Logic)和PS(Processing System)是Zynq的两个核心组成部分。其中PL是在FPGA上实现可编程逻辑、实现用户自定义功能的部分;而PS则是运行操作系统,处理数据的CPU、内存、外设集成的部分。

2、PL是什么:

Zynq的PL是一个可以实现编程逻辑的部分,它基于FPGA架构构建,可以快速实现以任何用户自定义行为为基础的系统。PL实现的是一个硬件系统,该系统可以实现比SoC的接口更高级别的协议,在高带宽/低延迟应用程序的开发和实现中具有独特的优势。此外,FPGA开发提供了很大的灵活性,并允许设计师快速进行原型开发和快速调试。PL的设计开发完成后可以被存储在非易失性存储器中(例如QSPI,NOR和SD卡),然后在Zynq启动时加载并在运行时重新编程显卡。

从硬件角度看,PL在Zynq架构的芯片中包括以下组件:可编程逻辑单元(FPGA资源),包括LUT(Look Up Tables),DFF(Data Flip Flops)和BRAM(Block RAM);带有高速接口的IO资源插槽;原始时钟资源和传统数字设备。开发人员可以使用硬件描述语言(例如VHDL或Verilog)或高级语言(例如C或C++)将设计手动转换为可用的PL。

3、PS是什么:

PS是指在Zynq的芯片中,将双核处理器系统、高速接口、DDR3和MIO迁移到处理系统(PS),这部分可以和ARM Cortex-A9处理器,内部RAM和外部存储器(SD卡,QSPI闪存,DDR3 SRAM等)一起使用。PS实现了官方支持的ARM Cortex-A9处理器的内核,并集成了多个设备接口和外设,包括I2C,SPI,SD卡,USB等,以及外部内存控制器,以实现对高速DDR3 RAM的访问。与PL不同,PS实现的是一个可编程的软件程序而非硬件系统。

Zynq的PS通常运行一个嵌入式操作系统(如Linux),并通过总线(如AXI总线)与其他系统之间进行数据收发操作。PS可以执行控制系统和应用程序,实现某些性能要求比较高但并不需要数百万门级的硬件逻辑的操作,比如TCP/IP网络协议的处理。

4、PS和PL之间的连接方式:

在Zynq芯片中,PS和PL之间是通过一组专用的接口进行连接的:AXI(Advanced eXtensible Interface)总线。AXI总线是Zynq芯片中用于在PS和PL之间传输数据的主要总线。在这个总线上有四个单独的实例,另外还有一个DMA调度器,允许数据在两个部分之间建立更高的带宽。

在Zynq系统中,在PS和PL之间定义的AXI接口通常为以下两种类型的接口:

1. AXI GP接口(General Purpose Port),作为通用IO端口和所有样式数据的收发接口,例如,比特流(从flash或SD卡加载),控制数据(从PL控制PS的启动和软关机)等。

2. AXI HP接口(High Performance Port),是用于在PS和PL之间高速传输数据的接口,可以使用DMA进行高速数据传输。

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