推荐设备MORE

小程序商城制作—铜陵市微信

小程序商城制作—铜陵市微信

新闻资讯

六安企业官网建设资讯—国内企业官网建设费用

日期:2021-03-01
我要分享

Xilinx Zynq-7000 全可程序撰写 SoC (AP SoC) 系列产品商品集成化化 ARM处理器的手机上手机软件可程序撰写性与 FPGA 的硬件配置配备可程序撰写性,不仅可进行重要分析与硬件配置配备加速,同时仍在独立器件上高度集成化化 CPU、DSP、ASSP 以及混和数据信息数据信号功效。Zynq-7000 器件配备2核ARM Cortex-A9 处理器,该点理器与依据 28nm Artix-7 或 Kintex-7 的可程序撰写逻辑性性集成化化,可进行优异的特点作用消耗比和很大的设计方案计划方案灵活性。
[标识:內容1]
这种集成化化在一起的CPU与FPGA正中间的通讯系统软件系统总线,通讯速度快速,信息内容內容传输结构更简单。简单来说,就是Xilinx的这一集成化ic既能节省成本费费又能提高特点,也是有这种好事儿儿?还真有,下面我来举个例子。









鼎阳(SIGLENT)SDS1000X-E系列产品商品以及电子器件商务接待专供SDS1000X-C系列产品商品十分荧光示波器


2/4安全性安全通道,较大互联网网络带宽200MHz




图1 SDS1000X-E(X-C)中集成化化了Zynq-7000





SDS1000X-E(X-C)选中用的XC7Z020 SoC集成化ic,具有2核ARM Cortex-A9处理器(PS)+依据Artix-7架构的FPGA(PL),在这其中处理器一一部分可用的较大主频为865CHz,FPGA一一部分则包含85k逻辑性性控制模块、4.9Mb Block RAM和220个DSP Slice,并提供对普遍外部存储器如DDR2/DDR3的可用,十分紧密结合数据信息示波器中有数据信息进行搜集、存储和数据信息数据信息数据信号处理的规定。同时,Zynq-7000的PS(处理器系统软件手机软件)和PL(可程序撰写逻辑性性)一一部分正中间依据AXI髙速系统软件系统总线互连,可以有效解决传统式式数据信息存储示波器中CPU与FPGA间数据信息信息内容传输的互联网网络带宽薄弱点难点,有利于降低数据信息示波器的死区的情况下间,提高波形捕获率。用片式SoC集成化ic替代传统式式的CPU+FPGA的分立方案计划方案,还能够减少硬件配置配备布板占地面积,有利于将特性非凡处理系统软件手机软件向紧凑型型型的初学者新手入门级示波器中集成化化。


数据信息信息内容搜集与存储

图2 用Zynq-7000构架的SPO控制模块



SDS1000X-E(X-C)选中用的髙速模-数转换(ADC)集成化ic,其数据信息信息内容插孔为LVDS差分信号数据信号另一方式,每对LVDS的速率为2GBbps。采用的Zynq-7000集成化ic,其可程序撰写IO的LVDS较大速率做到1.25 Gbps,可以保证安稳可靠地接纳ADC抽样到的数据信息信息内容。同时,FPGA接纳到的髙速ADC数据信息信息内容务必及时地加载到存储器中,以8-bit,2GBSa/s的ADC为例子子,其输出数据信息信息内容的吞吐量量率为2GBByte/s。Zynq-7000可用普遍的DDR2、DDR3等成本费低存储器,较大DDR3插孔速率做到1065CT/s,因此,运用片式DDR3便可以考虑到及时存储上述ADC输出数据信息信息内容的要求。而且,Zynq-7000可用PL共享资源資源PS的存储器,如果给PS一一部分预埋充裕的存储器互联网网络带宽,剩余互联网网络带宽用于存储ADC数据信息信息内容,无须在PL一一部分再外挂存储器,降低了成本费费。

更为重要的是,依据Zynq-7000中丰富多彩五彩缤纷的可程序撰写逻辑性性资源(XC7Z020中为85k等效电路电源电路逻辑性性控制模块),SDS1000X-E(X-C)集成化化高机敏度、低晃动、零温漂的数据信息打开系统软件手机软件,促进其打开更为准确;各种各样各种各样智能化化打开功效如平行线直线斜率、脉宽、视频、恳求请求超时、欠幅、码型等,能帮助顾客更精确地安全防护出很很感兴趣的波形;系统软件系统总线协议书书打开甚至能马上用符合规范的系统软件系统总线恶变恶性事件(如I2C系统软件系统总线的起始位,或UART的独特数据信息信息内容)作为打开规范,极大地域便调整。



图3 模拟仿真仿真模拟打开系统软件手机软件与数据信息打开系统软件手机软件的打开晃动对比




数据信息信息内容互动交流


随着着数据信息示波器设计方案计划方案复杂性的提高调解决器处理工作中工作能力的提升,系统软件系统总线结构日趋变为系统软件手机软件特点的薄弱点。传统式式的初学者新手入门级数据信息示波器,采用成本费低的嵌入式处理器作为控制调解决重要,采用成本费低的FPGA进行数据信息信息内容搜集和存储,二者正中间依据并行处理解决确当地系统软件系统总线互连,处理器作为重要机器设备,FPGA作为从设备机器设备;系统软件系统总线高宽比一致时还连接其他处理器外设,如FLASH、USB控制器等,如图所示所显示4所显示信息。



图16 传统式式架构的嵌入式处理器与FPGA互连



这种互连方式的很大难点是数据信息信息内容吞吐量量率低,一是因为本地系统软件系统总线一般为多段程系统软件系统总线,理想化化的情况下一个读/写访问最少务必3个周期时间時间(一个setup周期时间時间,一个access周期时间時间和一个hold周期时间時间)。以16-bit位宽,外部系统软件系统总线頻率100MHz确当地系统软件系统总线为例子子,其理想化化的较大系统软件系统总线访问吞吐量量率为65CB/s;二是因为读、写实性际实际操作同用一套详尽详细地址、数据信息信息内容系统软件系统总线,所属于半双工具体实际操作;三是很多从设备机器设备会销售市场市场竞争系统软件系统总线,从而降低每个从设备机器设备的有效数据信息信息内容吞吐量量率。以2GBSa/s抽样率的数据信息示波器为例子子,其抽样10M点的时间仅为10Ms,但用于传输10M点的时间(以理想化化的65CB/s系统软件系统总线吞吐量量率为例子子)至少要150Ms,是数据信息信息内容抽样时间的15倍。换一种称呼,就算不考虑到到数据信息信息内容处理的时间,死区的情况下间也保证了15/16 = 93.75%。

SDS1000X-E(X-C)采用Zynq SoC架构,处理器(PS)和FPGA(PL)正中间采用髙速AXI系统软件系统总线互连,可以有效位于理二者间数据信息信息内容传输的互联网网络带宽薄弱点难点,大大的的提高数据信息信息内容吞吐量量率,降低示波器的死区的情况下间。Zynq-7000选中用的4个AXI-HP端口号号,每个端口号号可用很大64-bit位宽,较大250MHz数据数字时钟頻率;同时读、写安全性安全通道分离出来,可推行全双工具体实际操作;PS和PL正中间所属于点到点传输,不容易有二者中间它设备机器设备的系统软件系统总线销售市场市场竞争。运用独立HP端口号号传输数据信息信息内容,其吞吐量量率都可以以以随意保证双向各2GBB/s的速度,4个端口号号一共做到到的读、写速率一共超过8GB/s,远远地地超出本地系统软件系统总线的传输速率。




图5 Zynq SoC中处理器与可程序撰写逻辑性性的互连


数据信息数据信息数据信号处理


SDS1000X-E(X-C)中配备了很多功能强大性高、特点强悍的数据信息数据信息数据信号处理功效,如可用1M点测算的FFT、提升鉴别率(Eres方法,仅SDS1000X-E可用)、14M 全抽样点的串行通信通讯协议书书编编解码、14M 全抽样点的多种多样多种多样精准精确测量以及数学课课测算等,大大的的提高了初学者新手入门级数据信息示波器的数据信息数据信息数据信号处理工作中工作能力。

Zynq-7000丰富多彩五彩缤纷的硬件配置配备资源,为SDS1000X-E(X-C)的数据信息数据信息数据信号处理功效提供了强悍的支撑点点。SDS1000X-E(X-C)选中用的XC7Z020 SoC集成化ic,PS一一部分具有2核ARM Cortex-A9处理器,较大主频为865CHz,并行处理解决协处理器NEON可以手中机手机软件层面推行数据信息数据信息数据信号处理;PL一一部分具有220个DSP Slice和4.9Mb Block RAM;加上PS和PL正中间数据信息信息内容插孔十分高的吞吐量量率,促进大伙儿可以灵活地为不一样的数据信息数据信息数据信号处理配置不一样的硬件配置配备资源。

测算指令复杂、适合手机上手机软件进行的功效,可以在PS侧进行,尽数据数据信号上升沿的精准精确测量;务必运用许多乘累加测算,对硬件配置配备资源借助度较高的功效,可以在PL侧进行,如示波器中常会用到的插值滤波。

一些复杂的功效,则可以应用PS和PL间的高数据信息信息内容互联网网络带宽进行合作处理,例如FFT测算,在PL侧应用丰富多彩五彩缤纷的DSP Slice和Block RAM资源构建协处理器对基本FFT测算进行硬件配置配备加速,PS侧则进行复杂的窗涵数计算、绘图、UI等具体实际操作。依据这种合作处理的架构,SDS1000X-E(X-C)上的FFT可用做到1M点的FFT,在获得十分高的频带鉴别率的同时,还能大大的的加快频带的升级速度。图6显示信息信息内容了在SDS1000X-E(X-C)上各有进行16k点和1M点FFT的频带鉴别率对比。此例广州中山大学家给示波器输入了一个双音信号,其頻率为100MHz和100.04CHz,从16k点FFT获得的频带图上中家无法鉴别如此靠近的两个正弦数据信息数据信号,数据信息数据信号被作为一个頻率显示信息信息内容出来;而1M点FFT的频带图有着明显更细致的频带以及数据信息数据信号处理增益,从水平100倍开展的图可以看得出,两个间距55kHz的正弦型号规格规格型号能够被十分好地区分离出来。




图6 1M点FFT获得十分高的频带鉴别率





相仿的,在SDS1000X-E(X-C)也是有诸多这种PS和PL间相互之间合作处理而获得的特性非凡数据信息数据信息数据信号处理。例如,SDS1000X-E(X-C)可以对14M 全抽样点进行多种多样多种多样精准精确测量和串行通信通讯协议书书编编解码,而它是在许多中、高端示波器上面无法保证的。图7中,上面两图为某时兴中档示波器对10ns上升沿的精准精确测量结果,下方两图为SDS1000X-E(X-C)对一样数据信息数据信号的精准精确测量结果。可以看到,在小时基下,二者的精准精确测量结果都较为精确,与实际上升时间距离其实不大,但在大时基下,下图中显示信息信息内容该示波器在100us/div下仅有显示信息信息内容" 48ns"的精准精确测量结果,注意这时候它的原始抽样率仍然有2GBSa/s,这说明这时候它的精准精确测量总体目标实际上并不是原始波形数据信息信息内容,仅仅经历变小后投影到显示信息屏上的数据信息信息内容。右下边的图显示信息信息内容SDS1000X-E(X-C)在10Ms/div的时基下的精准精确测量结果,注意这时候的抽样率一样为2GBSa/s,但显示信息信息内容的精准精确测量高精密度仍然保证了1ns,能够较为真实地反映数据信息数据信号的关键主要参数。

SDS1000X-E(X-C)依据全抽样点的数据信息数据信息数据信号处理以及做到14M点的存储深层次,允许顾客在大时基下观察数据信息数据信号整体的同时,仍然能获得重要点上的处理结果;同时由于其依据Zynq架构的处理方式,促进数据信息数据信号处理的特点和速度保证最好,具备更强的及时性和灵活性。 




图7 变小点精准精确测量与全抽样点精准精确测量高精密度对比




综上所述上述,这一例证说明了一点,就是在原本解决方案计划方案里就采用ARM+FPGA的产品里,运用zynq不仅能降低成本费费,还可以大幅度度度提高特点。这就促进在这里里款市场销售销售市场精确精准定位于初学者新手入门级示波器的SDS1000X-E(X-C)上,便可以够体现到一些中、高端数据信息示波器才具有的指标值值和功效。


褔利安全性安全通道