ZYNQ7010备忘 - 技术栈

本文是开发备忘。

1 Xilinx FPGA简史

Xilinx（赛灵思）是全球可编程逻辑器件的开创者，其发展史可划分为FPGA初创期、架构成熟期、SoC融合期 以及AMD收购后的新纪元。以下是各时期的主要产品与技术里程碑：

1. 初创与奠基期（1980s - 1990s）

1984年：公司成立，首创FPGA（现场可编程门阵列）概念。
1985年 ：推出全球首款商业化FPGA XC2000 系列，奠定了可编程逻辑的基础。
1990s ：推出 XC4000 系列，成为当时市场主流，支持VHDL/Verilog设计语言，确立了Xilinx在行业中的领先地位。

2. 架构成熟与高性能期（2000s）

1998年 ：推出 Virtex 系列，首次引入高性能全矩阵布线架构，标志着FPGA进入高性能计算领域。
2000s ：陆续推出 Virtex-II/II Pro （集成PowerPC硬核）、Virtex-4 （90nm工艺，引入DSP48E Slice）、Virtex-5 （65nm工艺，引入6输入LUT）和 Virtex-6（45nm工艺），不断刷新性能上限。
低端市场 ：推出 Spartan-3/3E 系列，主打低成本、高性价比，广泛应用于消费电子和工业控制。

3. 统一架构与SoC融合期（2010s）

2010年 ：推出 7系列 （28nm工艺），这是Xilinx发展史上的里程碑。该系列采用统一架构 ，包括 Spartan-7 （低成本）、Artix-7 （低功耗）、Kintex-7 （高性价比）和 Virtex-7（高性能），实现了代码在不同子系列间的无缝移植。
2011年 ：推出 Zynq-7000 系列，首次将双核ARM Cortex-A9处理器与7系列FPGA逻辑集成，开创了"全可编程SoC"时代。
2013年 ：推出 UltraScale 系列（20nm工艺），引入3D IC技术，大幅提升逻辑密度和性能。
2015年 ：推出 UltraScale+ 系列（16nm FinFET工艺），集成ARM Cortex-A53/R5处理器，并推出 Zynq UltraScale+ MPSoC，进一步强化了异构计算能力。

4. 自适应计算与AMD时代（2020s至今）

2019年 ：推出 Versal 系列（7nm/5nm工艺），这是业界首款自适应计算加速平台（ACAP），集成了标量引擎（Scalar Engine）、自适应引擎（Adaptable Engine）和智能引擎（Intelligent Engine），面向AI、数据中心等新兴应用。
2022年 ：Xilinx正式被AMD收购，成为AMD自适应与嵌入式计算事业部（AECG），产品线整合进入AMD生态系统。

2 ZYNQ-7000

Xilinx 7系列 FPGA 在 Xilinx（现 AMD）的产品线中处于承上启下的关键地位 。它不仅是 Xilinx 首个采用 28nm 工艺 的系列，还首次引入了统一架构，彻底改变了以往不同系列间架构割裂的局面，为后续的 Zynq-7000 和 UltraScale 系列奠定了坚实的基础。

🏗️ 核心定位：统一架构的基石

7系列最大的贡献是统一了底层架构 。在此之前，Xilinx 的高端 Virtex 系列和低端 Spartan 系列在底层逻辑单元（CLB）、时钟管理、DSP 和 Block RAM 的构造上完全不同，导致代码在不同系列间移植非常困难。7系列通过统一这些核心资源，实现了设计在不同子系列间的无缝迁移，大大提升了开发效率。

📊 产品线金字塔结构

7系列内部按照性能、成本和资源密度，形成了清晰的金字塔结构，覆盖了从消费级到超高性能计算的全场景需求：

系列	定位	核心特点	典型应用
Spartan-7	入门级	成本极低、功耗极低、封装极小	工业控制、IoT 网关、简单逻辑控制
Artix-7	性价比/低功耗	在低成本基础上增加了高速收发器（GTP）和 DSP 资源	软件定义无线电、便携式医疗设备、视频桥接
Kintex-7	中高端/平衡	性价比之王，拥有丰富的 DSP 和高速收发器（GTX）	无线基站、雷达信号处理、高清视频处理
Virtex-7	旗舰/高性能	逻辑密度最高、收发器速度最快（GTH/GTZ）、支持 SSI 技术	100G/400G 网络、ASIC 原型验证、高性能计算

🔗 与 Zynq-7000 的关系

Zynq-7000 是 7系列的特殊成员 ，它并非纯 FPGA，而是FPGA + ARM 处理器的异构架构（SoC）。

逻辑同源：Zynq-7000 的可编程逻辑（PL）部分完全基于 7系列架构设计，IP 核和工具链 100% 兼容。
血缘关系 ：低端型号（如 Zynq-7010/7020）基于 Artix-7 的逻辑架构；高端型号（如 Zynq-7030/7045）基于 Kintex-7 的逻辑架构。

💡 总结

Xilinx 7系列是28nm 时代的标杆，它通过统一架构解决了历史遗留的兼容性问题，并构建了从低到高的完整产品矩阵。对于开发者而言，这意味着在 7系列内部进行选型或升级时，代码的复用性极高，开发风险显著降低。

ZYNQ 于2011年推出，28nm工艺。Arm+FPGA 的 Soc，异构计算。

LC: Logic Cell。CPU: 双核 Cortex-A9

ZYNQ 7010 ：LC 28K，MEM 256M*2

ZYNQ 7020 ：LC 85K，MEM 512M*2

3 开发板

启明星 ZYNQ 开发板烧录的 Linux 系统内核版本为 4.14.0，根文件系统支持 Python3.5、Qt5 以及OpenCV 3.3.0。

3.1 QT

开发板连接 LCD，系统上电后默认进入 QT GUI。7010的内存太小，不能在板上运行 ubuntu 桌面，使用 QT 是最经济且成熟的方式。QT 是一种跨平台的基于 C++ 的 GUI 库。

关闭开机 QT：

root@ATK_ZYNQ# update-rc.d -f qtGUI.sh remove

启用开机 QT：

root@ATK_ZYNQ# update-rc.d qtGUI.sh defaults 90 0

3.2 登录方式

本地：连接键盘和显示器。

串口：速率有限。

SSH：网络层高速访问。