Dual ARM Cortex-A9 MPCore Prozessorsystem mit programmierbarer Logik Xilinx Zynq-7000 - die erste Extensible Processing Plattform

Blockschaltbild des »Zynq 7000« von Xilinx.

Nein, es ist kein FPGA und nein, es ist auch kein ASSP – es ist eine »Extensible Processing Plattform« (EPP), die Xilinx unter der Bezeichnung »Zynq 7000« jetzt vorgestellt hat. Was verbirgt sich eigentlich dahinter?

Jeder Zynq-7000-Baustein besteht aus einem Dual-core Cortex-A9-MPCore-Prozessorsystem mit NEON- und Double-Precision Floating-Point-Extensions. Es ist voll integriert und fest verdrahtet und enthält L1- und L2-Caches, Speicher-Controller und die gängige Peripherie. Das Prozessorsystem bootet sofort nach dem Einschalten und läuft mit einer Vielzahl von Betriebssystemen, unabhängig von der programmierbaren Logik. Das Prozessorssystem konfiguriert dann die programmierbare Logik nach der vorliegenden Anforderung.

Applikationsentwickler können somit die massive Parallelverarbeitung der programmierbaren Logik für große Datenmengen in breiten Anwendungsbereichen der Signalverarbeitung nutzen. Zugleich wird damit die Funktionalität des Prozessorsystems durch die Implementierung zusätzlicher Peripherals erweitert. Das breitbandige »AMBA 4 Advanced Extensible Interface« (AXI4) zwischen Prozessorsystem und programmierbarer Logik ermöglicht Multi-Gigabit-Datentransfers bei sehr niedrigem Leistungsverbrauch.

Software-Entwickler können die Eclipse-Umgebung, das »Xilinx Platform Studio Software Development Kit« (SDK), sowie das »ARM Development Studio 5« (DS-5) und die »ARM RealView Development Suite« (RVDS) nutzen. Außerdem die Compiler, Debugger und Applikationen führender Anbieter der ARM Connected Community und des Xilinx Alliance-Programms. Dazu zählen unter anderen Lauterbach, Wind River, PetaLogix, The MathWorks, Mentor Graphics, Micrium und MontaVista.

Parallel dazu lässt sich die programmierbare Basis der Zynq-7000 Familie so auslegen, dass die Systemleistung und applikationsspezifische Anforderungen maximiert werden. Dazu dient die ISE-Design-Suite von Xilinx. Sie bietet eine komplette Hardware-Umgebung mit Entwicklungs-Tools und AMBA4 AXI4 Plug-and-Play IP, sowie Bus Functional Models (BFM) zur Beschleunigung von Design und Verifizierung.

Die programmierbare Logik der Zynq-7000 Familie basiert auf der neuesten Xilinx Serie-7 FPGA-Architektur. Das sichert 100prozentige Kompatibilität in Bezug auf IP, Tools und Leistungsdaten für alle Bausteine der 28-nm-Generation. Die kleinsten Zynq-7000 Bausteine, Zynq-7010 und Zynq-7020, basieren auf der Artix-7-Familie, die für Low-cost- und Low-power-Applikationen optimiert ist. Die größeren Bausteine Zynq-7030 und Zynq-7040 basieren auf der Kintex-7-Familie. Sie bieten vier bis zwölf 10,3-Gbps Transceiver-Kanäle sowie einen PCI Express Gen2-Block. Alle vier Bausteine enthalten auch den neuen dualen 12-bit/1-Msps ADC-Block.

Xilinx-Kunden können ab sofort die Zynq-7000 Familie evaluieren, indem sie am Early-Access-Program teilnehmen. Erste Bausteine sind für das zweite Halbjahr 2011 vorgesehen, Sample-Bausteine für allgemeine Entwicklungen werden im ersten Halbjahr 2012 verfügbar sein.