ZYNQ-7000 ALL PROGRAMMABLE SOC

　　Zynq-7000 All Programmable SoC（片上系統(tǒng)）是首批推出的新型產品，它獲得了《EE Times》雜志評選的年度創(chuàng)新大獎，是一款改變業(yè)界格局的重要產品。All Programmable SoC 整合了 3 種適用于大規(guī)模定制化的可編程功能，分別是硬件、軟件和 I/O 可編程性。賽靈思已經推出了數代采用片上軟核與硬核處理器的 FPGA 產品，在此基礎之上并結合多年來廣泛收集的客戶反饋，最終形成了 Zynq-7000 All Programmable SoC 產品理念。

　　從上世紀 90 年代末開始，賽靈思和競爭對手都推出了軟處理器內核，客戶可將這種內核綜合到 FPGA 邏輯結構中。這樣，設計團隊就能在統(tǒng)一的架構中將處理與邏輯功能緊密整合，從而進一步降低 BOM 成本。在實踐中，許多軟處理器都被用于嵌入式狀態(tài)機，而不是運行在更為復雜的操作系統(tǒng)和軟件堆棧系統(tǒng)中。2005 年左右，新的半導體工藝使得 FPGA 廠商能夠推出更高容量的器件，于是廠商開始將硬處理器內核與 FPGA 邏輯配合使用，從而顯著改善了 FPGA 的處理性能。例如，賽靈思先后推出的 Virtex?-4 FX 和 Virtex-5 FX 系列都在 FPGA 邏輯中嵌入了 PowerPC? CPU 內核。

　　Virtex FX 系列相對于軟實現(xiàn)方案大幅提高了處理器性能，設計團隊要先對 FPGA 邏輯進行編程才能對處理器編程。一旦 FPGA 邏輯進行了編程，設計團隊就需要創(chuàng)建自己的外設、存儲器子系統(tǒng)并最終創(chuàng)建“嵌入式系統(tǒng)”和相關的進出邏輯的管道。熟悉 FPGA 設計的專家設計團隊當然希望實現(xiàn)處理器性能的提升，不過這種架構相對于更受歡迎的傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)設計方法而言更復雜。在此經驗基礎上，賽靈思于 2008 年開始進行 Zynq-7000 All Programmable

　　SoC 的架構設計，同樣重要的是，公司還開始設計相關的生態(tài)系統(tǒng)，包括固件和軟件開發(fā)工具以及基礎設施，從而協(xié)助器件的編程工作。

　　對 Zynq-7000 All Programmable SoC 而言， 賽靈思選擇了非常受歡迎而且得到很好支持的 1-GHz ARM? A9 雙核處理器系統(tǒng)，并協(xié)同 ARM 創(chuàng)建 AXI4 接口標準，在架構的邏輯部分實現(xiàn)第三方、賽靈思和客戶開發(fā)的內核的即插即用。此外，賽靈思還對 Zynq 系列進行架構設計，使其能夠從處理器直接啟動，這樣系統(tǒng)設計人員就能以熟悉的方式開展工作，幫助設計團隊盡快啟動軟件開發(fā)工作，從而加快產品上市進程。由于處理器首先啟動，所以軟件設計人員即便不熟悉 FPGA 邏輯或硬件設計也能開始使用器件，或許還能擴展編程范圍。賽靈思還為 Zynq-7000 提供了豐富的外設IP核以及可編程的高速I/O，不僅能為客戶帶來 FPGA 和處理器，而且能實現(xiàn)真正的 All Programmable SoC。

　　賽靈思于 2010 年推出該架構，有力推動了客戶和生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的產品開發(fā)工作。公司于2011 年冬天向客戶推出首款 All Programmable SoC。某家公司作為最早獲得該產品的客戶之一一年多以來一直在用 Zynq 仿真平臺進行設計方案的定義和開發(fā)，收到芯片之后幾個小時之內就讓設計方案成功運行。今天，Zynq 的需求跟其它賽靈思 FPGA 系列一樣高，大多數應用都集成了不同 CPU、DSP、FPGA 和 AMS 組件中使用的系統(tǒng)功能。截至 2012 年 9 月，已有一家公司宣布了推出競爭性器件的計劃，但還沒有宣布交付芯片，而且也沒有成規(guī)模的生態(tài)系統(tǒng)為其提供足夠的支持。