树莓派你好——支持python,PYNQ-Z2开发板耐人寻味的升级

2019年05月09日 作者:xuanboo

Digilent的PYNQ-Z1开启了一个粉色浪漫系的FPGA开发平台,而对于我来说,印象最深刻的事莫过于在PYNQ-Z1上使用python语言搭建嵌入式应用。

很多人会问什么是PYNQ?

PYNQ 是 Python On Zynq 的缩写,它是一个软件开发框架,指导硬件层、驱动层和应用层之间的接口设计,PYNQ框架通过高层次的封装,将底层硬件FPGA实现细节与上层应用层的使用脱耦,让上层应用开发者通过Python编程就可以调用FPGA模块,其适用于大面积的设计者和开发者,能帮助用户实现多种高性能的嵌入式应用,包括:并行硬件执行,高帧率视频处理,硬件加速算法,实时信号处理,高带宽IO,低延时控制。

PYNQ结合了ZYNQ与Python的全部优势,可结合Arduino扩展板,树莓派扩展板使用;可广泛应用于机器学习、研究和原型制造等领域。对于软件工程师来说他们不需要再使用复杂繁琐的开发工具,使用基于浏览器的Jupyter Notebook工具就可以直接编辑工程代码,系统架构师借助PYNQ可以设计更清晰的软件接口和系统架构,对于硬件工程师而言他们设计的硬件平台能够让更多不同开发背景的人使用。

PYNQ-Z2开发板

在第一代PYNQ-Z1广受好评之际,PYNQ-Z2趁热杀马赶到。PYNQ-Z2开发板是Xilinx 大学计划支持PYNQ开源框架的第二代最新开发平台,根据第一代的反馈做了些许的功能升级。

首先,PYNQ-Z2仍旧是一款以ZYNQ XC7Z020 FPGA为核心的FPGA开发板,利用ZYNQ中的可编程逻辑和Arm处理器的优势可以构建强大的嵌入式系统。PYNQ的开源框架可以使嵌入式编程用户在无需设计可编程逻辑电路的情况下充分发挥Xilinx ZYNQ SoC的功能,使用Ethernet作为PC和board之间的通讯方式,这块开发板除支持传统ZYNQ开发方式外,还可支持Python进行SoC编程,并且代码可直接在PYNQ-Z2上进行开发和调试。可编程逻辑电路以硬件库的形式导入并且可以通过API编程,这种方式基本上与软件库的导入和编程方式相同。

众所周知,Arm与FPGA的异构系统是创建高性能嵌入式系统应用的基础也是与市面上众多嵌入式平台最大的不同之处,PYNQ-Z2有别于一般传统的ZYNQ开发平台最大的不同是支持Python 语言开发,同时也可以采用传统的Xilinx Vivado 开发工具流程平台开发嵌入式系统应用, PYNQ-Z2具有极丰富实用的外设,比如千兆以太网口、USB、UART、HDMI输入/输出、数字音频输入/输出、大容量DDR,LED、按键、开关等,还提供了兼容Ardunio、RPi、Pmod的扩展接口, 是创客Maker、学生创新与实践的最佳选择,也适合大一到大四的本科生当FPGA口袋实验平台。

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