分立式ARM+FPGA与ZYNQ SoC相比，有哪些好处？

jupitars · 发表于 2020-10-30 09:01:54

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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+FPGASoC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-7FPGA。

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（TIARMCortex-A9）+Spartan-6（XilinxFPGA）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。

（SOM-TL437xF核心板视频简介）

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

评估板硬件资源

（TL437xF-EVM评估板视频简介）

2.2HMI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。

2.3ARM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ZYNQSoC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。