Adam Taylor玩转MicroZed连载21：详解Zynq 的PS/PL（第一部分）

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pengpengpang发表于 2014-7-29 23:07 | 只看该作者

Adam Taylor玩转MicroZed连载21：详解Zynq 的PS/PL（第一部分）

Taylor, 计数器, 定时器, 连载, 博客

作者：Steve Leibson, 赛灵思战略营销与业务规划总监
现在我们的连载系列博客已经谈了如下话题：
• 用Vivado设计套件创建基于Zynq的系统
• 配置和启动
• 如何使用XADC
• 如何使用MIO和EMIO
• Zynq SoC的中断结构
• Zynq专用定时器和看门狗
• Zynq SoC三重定时器计数器
上述所有功能主要集中在Zynq SoC的处理系统（PS）。不过，从设计角度看，Zynq SoC真正让人兴奋的是用Zynq的可编程逻辑（PL）来开发应用，以及使用PL将处理任务从PS部分卸装到PL部分，这样既可加速任务完成，同时还可以收回处理器带宽用于其他任务。此外，在典型的SoC芯片应用中，PS部分还可以控制在PL部分执行的操作。
利用Zynq SoC的PL部分可以提升系统性能、降低功耗，并可以为实时事件提供可预测的延时，这对于嵌入式系统设计者来说都是天大的好事。
Zynq的 PS 和PL部分通过如下接口连接
•    两个32位AXI主端口（PS Master）
• 两个32位AXI从端口（PL Master）
• 四个32、/64位高性能端口（PL Master）
• 一个64位加速器一致性端口（ACP）(PL Master)
• 四个来自PS和PL的时钟
•    PS到PL的中断
• PL到PS的中断
•    DMA外设请求接口
这个方框图展示了这些不同的接口

ARM的AXI是丛发导向的协议，用于高带宽同时可提供低延迟。每个AXI端口包含独立的读写通道。有一种AXI协议用到很多接口，叫AXI4-精简版，它是一个简单的协议，可用于寄存器控制/状态接口。例如，Zynq XADC使用AXI4-精简版接口连接Zynq 的PS部分。
有关AXI更多详情请点击这里 http://www.arm.com/products/system-ip/amba/amba-open-specifications.php
在设备中的PS对接到PL侧时，Zynq SoC支持三种不同的AXI传输类型
•    AXI4 丛发传输
•    AXI4-Lite 用于简单控制接口
•    AXI4流用于单向数据传输
每个接口的理论带宽定义如下

你必须使用Zynq SoC的DMA控制器来实现上表中的最高速度，另一项额外收益是当PS为master时，DMA控制器降低了Zynq SoC上的ARM Cortex-A9 MPCore处理器上的负荷，如果不使用DMA控制器，PS到PL的最大传输速率是是25Mbps。
总而言之，在PS和PL之间有14.4Gbps(115.2Gbps0的惊人理论带宽！在接下来的几个博客中，我们会更详细地介绍我们是如何创建和使用器件PL部分的外设以提高系统性能。作为工程师，我们有责任选择最优的接口、使用最具成本效益的方法来达到理想的系统性能。
这里也可以看看亚当泰勒玩转MicroZed系列其他文章

亚当泰勒玩转MicroZed连载20：Zynq三重定时器/计数器介绍之第四部分)

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