HPS是指硬件处理器系统,它是一种复杂的、可定制的处理器系统。其具有先进的固件控制器、多个外设和SDRAM控制器等。 HPS通常用于需要高度的集成性的多媒体、网络和数据存储应用程序中。
FPGA是可编程逻辑器件(Field Programmable Gate Array)的缩写,它是一种基于可重构电子电路技术的集成电路芯片。相比于ASIC(专用集成电路),FPGA具有可编程性更高、更易于调试和开发的特点,具备高速度和灵活性等优势。
FPGA一般由可编程逻辑单元、分组、时钟模块、寄存器、输入输出模块等构成。它们可以以电子可编程方式实现不同的逻辑、算法和接口等功能,而且在设计周期上具有短周期、可重复使用的优势。
HPS和FPGA通常被同时使用,此时它们被称为“SoC芯片”(System on a Chip)。由于HPS和FPGA互相结合存在有良好的协同作用,所以SoC芯片通常被用于高级应用程序的处理和加速,如医疗图像处理、模拟电路仿真、嵌入式系统等。
简单来说,HPS负责运行操作系统和应用程序,FPGA则负责进行高速并行计算、数字信号处理和外设控制等任务。这种分工能够明显提高性能和灵活性,且不影响系统的稳定性。
HPS和FPGA的应用场景非常广泛。例如,当需要实现高度并行化的运算时,FPGA可以被用于加速任务处理;当需要多种不同外设的协同工作时,HPS和FPGA的协同作用能够在保证性能前提下贡献出任意功能。
实际的应用场景有很多,例如,ARM公司的Cortex-A9和Cortex-A15内核的SoC芯片,Xilinx公司的Zynq,Intel公司的Stratix和Arria等。这些芯片被广泛应用于无人驾驶车辆、机器人控制、智能家居、图像处理、数据存储、网络通信和高性能计算等领域。