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[原创] AM437x分立式ARM+FPGA与ZYNQ SoC相比,有哪些好处?

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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2020-10-27 10:50:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    AM437x分立式ARM+FPGAZYNQ SoC相比,有哪些好处?
    1    ARM+FPGA架构有什么优势
    相对于纯ARM或纯FPGA器件,ARM+FPGA架构能带来性能、成本、功耗等组合优势。两者各司其职,各自发挥原本架构的独特优势,例如:
    (1)     ARM接口资源丰富、功耗低,擅长进行多媒体显示、逻辑控制等。
    (2)     FPGA擅长进行多通道或高速AD采集、接口拓展,以及高速信号传输等。
    ARM与FPGA通过高速通信接口快速进行数据交换,可满足各种工业现场应用场景。
    2   分立式ARM+FPGA有哪些好处
    Xilinx公司的ZYNQ系列器件是经典的ARM+FPGA SoC处理器(ARM与FPGA封装在同一颗芯片上),集成单/双核ARMCortex-A9 + Artix-7/Kintex-7 FPGA。
    图1 SOM-TLZ7x核心板主图2.jpg

    图 1
           ZYNQ由于为SoC器件,具有如下优点:
    (1)    硬件集成度较高,体积较小。
    (2)    ARM与FPGA通信速率更高。
    (3)    外设接口可灵活配置。
    但部分用户在使用ZYNQ(本文特指XC7Z010/XC7Z020)的过程中,由于产品不同的功能要求,可能会遇到如下问题:
    (1)    接口资源较少。
    (2)    HMI体验较差。
    (3)    ARM主频较低。
    (4)    开发难度较大。
    创龙科技(Tronlong)推出的分立式ARM + FPGA工业级核心板SOM-TL437xF,可完美解决如上问题。SOM-TL437xF核心板集成AM437x(TI ARMCortex-A9) + Spartan-6(Xilinx FPGA)处理器,在内部ARM与FPGA通过GPMC高速并行总线连接,通信速率可高达624Mb/s。
    图2 SOM-TL4379F核心板主图(含税).jpg
    图 2
    2.1  接口资源更多
    ZYNQ接口资源较少,所以在实际产品的运用中,接口资源经常捉襟见肘。
    SOM-TL437xF核心板支持原生LCD、CAMERA、GPMC、音频接口,并可支持高达4个原生Ethernet以太网口、6个原生UART接口,USB、SDIO、SPI等接口数量皆高于ZYNQ。
    ZYNQ的FPGA无专用RAM,而SOM-TL437xF核心板的FPGA端配置了256M/512MByte 专用DDR3,方便FPGA端进行大数据预处理。SOM-TL437xF核心板的FPGA端可用IO最大支持138个。
    核心板硬件资源
    图3 参数表.png
    图 3
    评估板硬件资源
    图4 TL437xF-EVM.jpg
    图 4
    2.2  HMI体验更好
    ZYNQ无原生LCD接口,无法连接显示屏,即使外扩了LCD接口,Qt界面以及触控功能的体验均难以令人满意。
    SOM-TL437xF核心板支持原生LCD接口,使用系统自带Qt系统(Qt-5.7.1),完美支持触摸功能,亦可在底板添加HDMI电路,实现HDMI输出功能。
    图5 LCD显示Qt界面.png
    图 5
    图6 TL437xF-EVM.jpg
    图 6
    2.3  ARM主频更高
    ZYNQ主频为667MHz(-1)/766MHz(-2)/866MHz(-3),且866MHz(-3)版本芯片价格较为昂贵,市面使用的客户较少,且不易购买。
    SOM-TL437xF核心板ARM端主频1.0GHz,另外自带4个PRU单元(类似单片机),用作数据协处理。
    2.4  开发难度更低
    ZYNQ为SoC架构,传统的ARM和FPGA开发人员均需对异构多核开发框架、流程进行熟悉,核间通信、ARM与FPGA通信等开发难度较大。即使对于有经验的工程师而言,亦需要消耗不少时间进行熟悉。
    SOM-TL437xF核心板为分立式结构,ARM与FPGA为独立芯片,因此开发者可使用传统流程进行开发。相对于ZYNQ SoC而言,显然分立结构可节省工程师熟悉开发流程的时间,开发难度较低,可加快产品的开发时间。


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