打工人日报#20251208

打工人日报#20251208

在 Xilinx 的 ZYNQ 系列芯片(如 XC7Z020、XC7Z035 等)中,PS(Processing System) 和PL(Programmable Logic) 是两个核心组成部分,二者通过高带宽内部总线紧密集成,结合了处理器的通用计算能力和 FPGA 的可编程逻辑灵活性。

PS(Processing System,处理系统)

本质:PS 是芯片中集成的硬核处理器系统,基于 ARM 架构,相当于一颗独立的嵌入式处理器。

核心组成:

CPU 核心:通常包含双核 ARM Cortex-A9 处理器(部分型号可能为单核或更高性能架构),具备完整的指令集、缓存(L1、L2)和中断控制器,可运行操作系统(如 Linux、FreeRTOS)或裸机程序。

外设与接口:集成了丰富的硬核外设,例如:

内存控制器(支持 DDR3/DDR4 等外部存储器);

通用 I/O(GPIO)、UART、SPI、I2C、Ethernet(以太网)、USB、SD 卡控制器等;

定时器、DMA 控制器、中断控制器等。

电源管理:包含电源管理单元(PMU),负责控制芯片各部分的功耗状态。

特点:

擅长通用计算、任务调度、复杂逻辑控制(如运行操作系统、处理协议栈、管理外设等),执行效率高且编程方式与传统嵌入式处理器一致(使用 C/C++、汇编等)。

功能固定(由硬件决定),不可编程修改其内部结构,但可通过软件配置外设功能。

PL(Programmable Logic,可编程逻辑)

本质:PL 是芯片中集成的FPGA 逻辑部分,与传统 FPGA(如 Xilinx 的 Artix、Kintex 系列)结构类似,由可编程逻辑单元组成。

核心组成:

可编程逻辑单元:包括查找表(LUT)、触发器(FF)、进位链等,可通过编程实现任意组合逻辑和时序逻辑。

布线资源:可编程的内部连线,用于连接逻辑单元,实现复杂电路。

硬核 IP:可能包含 DSP 切片(用于高速数学运算)、Block RAM(片上存储器)、PLL(锁相环,用于时钟管理)等。

I/O 资源:可编程 I/O 引脚(支持多种电平标准,如 LVCMOS、LVDS 等),用于连接外部设备。

特点:

擅长并行处理、高速信号处理、自定义硬件加速(如图像处理、算法加速、接口时序适配等),可通过硬件描述语言(Verilog/VHDL)编程定义其功能,灵活性极高。

功能可重构(通过下载比特流配置),能根据需求修改硬件逻辑,适配不同应用场景。

PS 与 PL 的关系

紧密集成:PS 和 PL 通过AXI 总线(高性能片上总线)连接,支持双向数据传输,带宽高(可达数 GB/s),延迟低。

协同工作:

PS 负责全局控制、软件逻辑、外设管理等;

PL 负责硬件加速、并行处理、自定义接口等,二者可分工协作提升系统性能。

例如:PS 运行 Linux 系统处理网络数据,PL 通过自定义硬件加速算法实时处理数据,再将结果返回给 PS。

总结

PS:是 "固定的处理器核心",提供通用计算和外设管理能力,适合软件驱动的任务。

PL:是 "可编程的硬件逻辑",提供灵活的硬件加速和并行处理能力,适合自定义硬件功能。

阅读

相关推荐
仲南音2 天前
Xilinx FPGA——时钟IP核MMCM、PLL
fpga开发
I'm a winner3 天前
基于Xilinx FPGA的LVDS高速串行通信系统(三)--数据训练及握手机制【文末源码】
fpga开发
upper20203 天前
coremark移植坑之-nostartfiles -nostdlib参数
学习·fpga开发·coremark移植·riscv设计
Eloudy3 天前
Vivado 纯命令行构建 FPGA 项目教程
fpga开发
Rambo.xia3 天前
AXI跨时钟域与数据一致性——CDC FIFO深度不够、写后读冒险、多Master仲裁、乱序返回,出了Bug根本查不出来
fpga开发·bug
upper20203 天前
FPGA部署卷积神经网络识别MINST图片
fpga开发·卷积神经网络·minst·minst识别·部署神经网络·神经网络识别图片
你是我的解忧王子4 天前
嵌入式 ADC采样 原始数据分析上层(平均值 波动率 正态分布 线性补偿 系统误差)
fpga开发·数据挖掘·数据分析
9527华安4 天前
FPGA纯verilog代码ISP图像处理培训教程,基于IMX214,提供工程源码+视频教程+FPGA开发板
图像处理·fpga开发·isp·imx214·mipi
千寻xun5 天前
二、实战篇-NVME SSD控制之ZYNQ实现(六)-读写NVME SSD硬盘数据
fpga开发·nvme·nvme ssd
千寻xun5 天前
二、实战篇-NVME SSD控制之ZYNQ实现(三)
fpga开发·nvme ssd·nvme协议