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作者：Steve Leibson 隨著消費電子、物聯網等領域的不斷發展，用戶需求也越來越復雜和多樣，因此我們在嵌入式系統設計中必須選擇合適的處理器（SoC）系統，當然我們也需要考慮成本、功耗、性能、I/O資源等方面，但是隨著實踐案例的增多FPGA越來越成為嵌入式系統設計的主流選擇。 
Xilinx作為可編程邏輯器件（FPGA）的行業領導者提供了豐富的器件和簡捷的開發工具，下面從以下幾方面向大家介紹： FPGA/SoC：最早我們都采用的是純FPGA設計，利用FPGA的資源實現軟核處理器比如Microblaze、Picoblaze等，現在Xilinx推出了Zynq SoC和Zynq UltraScale+ MPSoC系列，它們集成的是硬核處理器（雙核ARM Cortex-A9 CPU或者Quad-A53+Dual-R5 GPU），這不僅帶來了性能、功耗、性價比方面的改進，同時也減小的PCB尺寸； 功耗：Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC系列在之前純FPGA器件的基礎上的確進行了非常大的改進，它支持多種電源模式：Full-Power模式；Low-Power模式；Sleep模式，DRAM暫停；Power-Off模式，提供豐富靈活的電源管理方案，在性能和功耗兩者之間靈活的切換； 模擬量處理：早在Virtex系列上就集成了ADC功能，但是這只限于監測器件內部的模擬量，比如電壓、溫度等。之后再7系列上集成了兩個1Msamples/sec@12-bits ADC模塊，支持內部和外部模擬量的采集，Zynq UltraScale+ RFSoC則集成了更高性能的ADCs/DACs模塊：4Gsamples/sec@12 bits ADCs / 6.5Gsamples/sec@14 bits DACs，可應用于15G、雷達等領域。 安全方面：我們都知道FPGA的啟動文件時比特流（bitstream）形式，Xilinx Zynq-7000 SoC和Zynq UltraScale+ MPSoC都支持加密的比特流，加載到處理器后進行安全解密啟動。 開發工具：對于工程師來講最重要的還是開發工具，好用的開發工具可以事半功倍。與Xilinx Zynq 7000系列同時推出的Vivado工具集成了豐富的功能：IP integrator（IPI）是一款圖形化的IP設計插件；HLS（High Level Synthesis，高層次綜合）支持工程師使用C/C++語言生成HDL功能代碼。此外SDSoC則是一個完整的系統、軟件和硬件設計工具，支持完全采用C/C++語言實現嵌入式系統軟硬件功能開發，SDAccel則是一款基于OpenCL開發框架的設計工具。 由此可見FPGA/SoC供應商已經花費大量的精力來優化器件并且完善開發工具，使它們更易于應用到嵌入式系統設計中，同時我們的學習過程也會比過去更容易，在不遠的將來FPGA/SoC將會獲得更廣泛的應用。 |
