ZYNQ چیست و چه کاربردی دارد؟ + فیلم آموزشی

بطور خیلی خلاصه ZYNQ یک SoC شامل ARM و FPGA می باشد.  قبل از تعریف ZYNQ بهتره یک تعریفی از FPGA داشته باشیم برای کسانی که نمیدانند FPGA  چیست.  ترکیب قدرت پردازنده های ARM با پردازش موازش FPGA. مقالات آموزش FPGA و برسی پردازنده های ARM ، میتونن خیلی مفید باشن اگر اطلاعاتی در این مورد ندارید.

FPGA چیست ؟

FPGA مخفف Field Programmable Gate Array  است. در FPGA شما به جای برنامه نویسی نرم افزار برنامه نویسی سخت افزار انجام می دهید. در برنامه نویسی سخت افزار با اتصال مدارات منطقی داخل تراشه به هم مدارات مختلفی را طراحی می کنید. در حقیقت شما گیت ها و اجزای دیگر دیجتالی را بهم وصل میکنید و مداراتی را داخل چیپ طراحی یا توصیف میکنید. مزیت FPGA سرعت آن است. چون عملیات موازی انجام می شوند پس در نتیجه سرعت بالایی را داریم.

شما FPGA را با زبان توصیف سخت افزار یا HDL پروگرام میکنید. دو نوع زبان توصیف سخت افزار مشهور وجود دارد که عبارت اند از VHDL و Verilog ،  مزیت زبان های توصیف ،  موازی اجرا شدن دستورات است. بر خلاف میکروکنترلرها  که دستورات ردیفی اجرا می شوند.

ZYNQ چیست ؟

حالا بریم سر این قطعات ZYNQ ، برخلاف تصور ZYNQ یک نوع FPGA نیست. در حقیقت یک سیستم روی چیپ (SOC )  هست. بدین معنا که داخل ZYNQ یک میکروپروسسور ARM در کنار یک FPGA هست البته این ساده ترین ترکیب است و ممکن است داخل این تراشه ها خیلی پر از موارد دیگر باشد که در ادامه نمونه هایی را برسی خواهیم کرد.

کاردبرد های ZYNQ

• پردازش تصویر
• بینایی ماشین
• دوربین های حرفه ای
• آندوسکوپی پزشکی
• تلویزیون های 4K
• پرینترهای چندکاره
• کنترل CNC
• سیستم کمک داننده پیشرفته
• و…

پس خیلی ساده بدون بحث های علمی میتوانیم به این نتیجه برسیم که هر جا نیاز به پردازش موازی اطلاعات (FPGA )  کنار یک میکروکنترلر یا میکروپروسسور قدرتمند بود، میتوانیم از این چیپ ها استفاده کنیم. از  تراشه Zynq-7000 با سری های مختلف برای کاربردهای مختلف با امکانات و پیکربندی های مختلف میتوانید در پروژه های خود استفاده کنید.

نگاهی کلی  به امکانات Zynq UltraScale + MPSoC

• 64-bit quad-core ARM Cortex-A53 application processing unit
• 32-bit dual-core ARM Cortex-R5 real-time processing unit
• ARM Mali-400 MP2 graphics processing unit
• Video codec unit
• Dynamic power management
• High-speed connectivity

یکسری فیلم آموزشی توسط آقای دکتر محمد صادق صدری به زبان انگلیسی  تهیه شدن که در این فیلم های آموزشی با معماری  تراشه ها آشنا می شوید و سپس در محیط نرم افزار Vivado نحوه طراحی سیستم های نهفته با استفاده از ZYNQ  را یاد میگیرد.که صرفصل مقدماتی آن را در لینک زیر ببینید.

سرفصل های این آموزش ها :

• مقدمه ای بر معماری
• AXI چیست ؟
• چگونه از برد ZYNQ موجود در بازار استفاده کنیم. مانند ZED Board ، ZC-702  ، ZC-706 و…
• استفاده از LINQ PS بالا آوردن لینوکس روی ZYNQ
• استفاده از محیط Vivado برای طراحی با ZYNQ
• ساخت custom AXI interfaces and Peripherals
• ساخت Packaged IP blocks با استفاده از Vivado
• طراحی با AXI : ساخت قطعات  Hierarchies  مبتنی بر AXI
• ساخت سیستم های چند هسته ای CPU
• پروژه …

منابع : مقدمه آقای Ritesh Kanjee ،  سایت Xilinx  ، وبسایت آقای دکتر صدری

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.