ZYBO – Die ersten Eindrücke

Zynq FPGA

Mit diesem Artikel möchte ich euch das ZYBO von Digilent vorstellen. Seit einigen Tagen bin ich stolzer Besitzer dieses Boards, welches mir freundlicherweise von Xilinx zur Verfügung gestellt wurde.

-> Der Zynq – Das Herzstück dieses Boards:

Das ZYBO ist mit dem neuesten High-End Chip von Xilinx ausgestattet, dem Zynq. Bei diesem Chip handelt es sich um ein FPGA, welches mit einem Dual-Core A9 ARM Prozessor gekoppelt ist.
Diese Kombination verleiht dem Nutzer die Möglichkeit sich seinen eigenen Prozessor zusammen zu bauen, da er selber darüber bestimmen kann, über welche Peripherie der Prozessor verfügt:

Xilinx Zynq 7010
Quelle: www.xilinx.com

Das schöne an diesem Prozessor ist, dass die ARM Kerne innerhalb des Chips das FPGA während dem Bootvorgang konfigurieren und man so auf einfache Art und Weise die Hardware des Chips modifizieren kann.
Zudem lassen sich die ARM Kerne und das FPGA getrennt von einander programmieren, sodass man nicht zwangsläufig auf die ARM-Kerne zugreifen muss.
Die einprogrammierte Hardware kann, wenn ein Betriebssystem wie z.B. Linux vorhanden ist, über integrierte Treiber einfach angesprochen werden. Auf diese Weise wird der notwendige Programmieraufwand nochmal um ein ganzes Stück reduziert.

-> Vivado und die erste Inbetriebnahme des Boardes:

Zeitgleich mit dem Umstieg auf ein neues FPGA-Board habe ich mich auch gewagt die neue Vivado Entwicklungsumgebung von Xilinx in Augenschein zu nehmen. Dieses Programm ist etwas komplizierter aufgebaut als das „alte“ ISE Webpack, welches ich zwei Jahre lang benutzt habe:

Vivado Übersicht

Die ersten Gehversuche mit dieser Entwicklungsumgebung waren etwas holprig, aber zum Glück war Xilinx so freundlich und hat mir einen Zugang zum Xilinx University Programm (XUP) gewährt, sodass ich Zugriff auf die Schulungsunterlagen zum Thema Zynq und Vivado hatte.
In diesen Unterlagen wird der Leser Schritt für Schritt durch die einzelnen Funktionen geführt.
Es beginnt mit einer einfachen Schaltung fürs FPGA, über verschiedene Analysetools innerhalb des Studios, bis hin zum ersten Entwurf mit den ARM-Kernen (Processing System) und der Entwicklung eigener IP-Cores.
Ein IP-Core ist ein wiederverwertbarer Teil eines Chipdesigns, welcher ganz einfach in ein FPGA o.ä. importiert werden kann (z.B. ein HDMI oder UART Interface).

Leider habe ich festgestellt, dass die Unterlagen an der ein oder anderen Stelle doch etwas veraltet sind, weswegen ich bisher an zwei Stellen auf Hindernisse gestoßen bin und dort noch einmal gezielt nachfragen musste.

Das war bisher aber auch das einzig negative. Zusammenfassend kann ich sagen, dass es sehr spannend sein dürfte mit diesem Board etwas zu entwickeln und ich dieses Board auf jeden Fall dafür nutzen möchte um meine VHDL-Kenntnisse noch einmal etwas zu verbessern.
Es ist mittlerweile wirklich erstaunlich was alles in so einen kleinen Chip integriert wird (nur mal so als Vergleich….der Zynq ist auf jeder Seite etwa 5mm größer als der SoC auf dem Raspberry Pi oder ein XMega).

 

-> Zurück zum FPGA + VHDL Tutorial

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