AM437x分立式ARM+FPGA與ZYNQ SoC相比，有哪些好處？

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AM437x分立式ARM+FPGA與ZYNQ SoC相比，有哪些好處？

1    ARM+FPGA架構有什么優(yōu)勢

相對于純ARM或純FPGA器件，ARM+FPGA架構能帶來性能、成本、功耗等組合優(yōu)勢。兩者各司其職，各自發(fā)揮原本架構的獨特優(yōu)勢，例如：

(1)     ARM接口資源豐富、功耗低，擅長進行多媒體顯示、邏輯控制等。

(2)     FPGA擅長進行多通道或高速AD采集、接口拓展，以及高速信號傳輸等。

ARM與FPGA通過高速通信接口快速進行數據交換，可滿足各種工業(yè)現(xiàn)場應用場景。

2   分立式ARM+FPGA有哪些好處

Xilinx公司的ZYNQ系列器件是經典的ARM+FPGA SoC處理器（ARM與FPGA封裝在同一顆芯片上），集成單/雙核ARMCortex-A9 + Artix-7/Kintex-7 FPGA。

圖 1

       ZYNQ由于為SoC器件，具有如下優(yōu)點：

(1)    硬件集成度較高，體積較小。

(2)    ARM與FPGA通信速率更高。

(3)    外設接口可靈活配置。

但部分用戶在使用ZYNQ（本文特指XC7Z010/XC7Z020）的過程中，由于產品不同的功能要求，可能會遇到如下問題：

(1)    接口資源較少。

(2)    HMI體驗較差。

(3)    ARM主頻較低。

(4)    開發(fā)難度較大。

創(chuàng)龍科技(Tronlong)推出的分立式ARM + FPGA工業(yè)級核心板SOM-TL437xF，可完美解決如上問題。SOM-TL437xF核心板集成AM437x(TI ARMCortex-A9) + Spartan-6(Xilinx FPGA)處理器，在內部ARM與FPGA通過GPMC高速并行總線連接，通信速率可高達624Mb/s。

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圖 2

2.1  接口資源更多

ZYNQ接口資源較少，所以在實際產品的運用中，接口資源經常捉襟見肘。

SOM-TL437xF核心板支持原生LCD、CAMERA、GPMC、音頻接口，并可支持高達4個原生Ethernet以太網口、6個原生UART接口，USB、SDIO、SPI等接口數量皆高于ZYNQ。

ZYNQ的FPGA無專用RAM，而SOM-TL437xF核心板的FPGA端配置了256M/512MByte 專用DDR3，方便FPGA端進行大數據預處理。SOM-TL437xF核心板的FPGA端可用IO最大支持138個。

核心板硬件資源

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圖 3

評估板硬件資源

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圖 4

2.2  HMI體驗更好

ZYNQ無原生LCD接口，無法連接顯示屏，即使外擴了LCD接口，Qt界面以及觸控功能的體驗均難以令人滿意。

SOM-TL437xF核心板支持原生LCD接口，使用系統(tǒng)自帶Qt系統(tǒng)(Qt-5.7.1)，完美支持觸摸功能，亦可在底板添加HDMI電路，實現(xiàn)HDMI輸出功能。

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圖 5

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圖 6

2.3  ARM主頻更高

ZYNQ主頻為667MHz(-1)/766MHz(-2)/866MHz(-3)，且866MHz(-3)版本芯片價格較為昂貴，市面使用的客戶較少，且不易購買。

SOM-TL437xF核心板ARM端主頻1.0GHz，另外自帶4個PRU單元（類似單片機），用作數據協(xié)處理。

2.4  開發(fā)難度更低

ZYNQ為SoC架構，傳統(tǒng)的ARM和FPGA開發(fā)人員均需對異構多核開發(fā)框架、流程進行熟悉，核間通信、ARM與FPGA通信等開發(fā)難度較大。即使對于有經驗的工程師而言，亦需要消耗不少時間進行熟悉。

SOM-TL437xF核心板為分立式結構，ARM與FPGA為獨立芯片，因此開發(fā)者可使用傳統(tǒng)流程進行開發(fā)。相對于ZYNQ SoC而言，顯然分立結構可節(jié)省工程師熟悉開發(fā)流程的時間，開發(fā)難度較低，可加快產品的開發(fā)時間。