FPGA行业点知识
FPGA行业技术点和学习路线
背景知识
- ZYNQ 系列芯片
- ZYNQ7000:双核 Cortex-A9 + FPGA,经典器件
xc7z20-clg484–1-i
。 - ZYNQ UltraScale+ MPSoC:四核 Cortex-A53 + 双核 R5 + 高性能 FPGA,经典器件
xczu3eg-sfvc784-1-i
。 - 手册资源:UG585(ZYNQ7000),UG1085(ZYNQ MPSoC)。
- ZYNQ7000:双核 Cortex-A9 + FPGA,经典器件
- 开发工具链
- Xilinx 官方工具:Vivado、Vitis、Vitis HLS、Petalinux。
- 开源 Linux 开发工具:Yocto。
学习建议与技术点
建议一:开发板选择
- 推荐开发板:
- 高端:ZCU102、ZC706。
- 入门:Zedboard、Mini-Zed、PYNQ-Z2、Ultra96V2。
- 经济方案:Alinx 开发板。
建议二:入门实验
- 点亮开发板的 LED 流水灯,完成厂商提供的实验。
- 熟悉设计方法:
- Vitis + Vivado 的硬件设计。
- Bare-metal C 代码的编写与调试。
- 理解 ZYNQ 的启动流程:
boot.bin
文件的生成。- 启动模式(Multi-boot、Golden-binaries)。
建议三:熟悉 ZYNQ 外设控制器
- 熟练掌握常见外设(SPI、I2C 等)的控制与 HAL 库操作。
- 理解 HAL 底层代码逻辑:
- 基地址 + 寄存器偏移量实现操作。
- U-Boot 和 Linux 驱动的设备模型。
建议四:FPGA 基础学习
- 学习 Verilog HDL,完成基础实验:
- 点灯、逻辑电路设计。
- 理解 FPGA 基础概念:
- LUT、BRAM、FF、DSP slice。
- IO Constraints、Timing Constraints。
- 综合与实现的流程(DRC、VIV、Isolation Design Flow)。
建议五:PS 与 PL 的结合
- 学习 AXI 总线协议:
- AXI4、AXI4-Lite、AXI-Stream。
- Memory-Mapped Interface。
- 实验设计:
- 设计一个频率可变的 LED 外设控制器,PS 配置寄存器,PL 控制点灯。
建议六:FPGA Master 模式
- 学习 FPGA 如何作为 Master 访问 PS 内存:
- AXI-DMA 或 AXI DataMover 的使用。
建议七:软核处理器
- FPGA 中实现 RISC-V 或 MicroBlaze 软核处理器。
- 软核与 PS 处理器的通信:
- 实现 Ring (环形)通信。
- Inter-Processor Communication(IPC)。
建议八:复杂系统架构
-
在 PS 上运行嵌入式 Linux。
-
构建复杂架构:
-
ZYNQ MPSoC
的多处理器架构:
- A53 运行 Linux。
- R5 Split 模式运行两个 FreeRTOS 实例。
- PL 中两个 MicroBlaze,分别运行 FreeRTOS 和 Bare-Metal。
-
系统架构:SMP + AMP + AMP。
-
-
系统设计关键点:
- 内存划分与管理。
- 核间 IPC 通信。
- 启动顺序控制。
建议九:项目实践
- 进入工业自动化、通信、汽车行业头部企业。
- 通过项目历练,实践建议八中的系统架构。
延伸技术
- Cyber-Security:多启动与安全加固。
- 软硬件协同设计:跨处理器与 FPGA 协同优化。
- Linux 驱动开发:基于 HAL 库实现更高层次的设备驱动。
总结
通过扎实的理论与实践结合,全面掌握 ZYNQ 开发中的硬件、软件、架构设计方法,为进入工业、通信或汽车行业的研发工作打下坚实基础。
《金刚经》
第五品:凡所有相,皆是虚妄。若见诸相非相,则见如来。
第十品:应无所住,而生其心。
【推荐】编程新体验,更懂你的AI,立即体验豆包MarsCode编程助手
【推荐】凌霞软件回馈社区,博客园 & 1Panel & Halo 联合会员上线
【推荐】抖音旗下AI助手豆包,你的智能百科全书,全免费不限次数
【推荐】博客园社区专享云产品让利特惠,阿里云新客6.5折上折
【推荐】轻量又高性能的 SSH 工具 IShell:AI 加持,快人一步
· 清华大学推出第四讲使用 DeepSeek + DeepResearch 让科研像聊天一样简单!
· 推荐几款开源且免费的 .NET MAUI 组件库
· 实操Deepseek接入个人知识库
· 易语言 —— 开山篇
· 【全网最全教程】使用最强DeepSeekR1+联网的火山引擎,没有生成长度限制,DeepSeek本体